如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( )
A.在下滑过程中,物块的机械能守恒
B.物块与弹簧碰撞后,弹簧的最大弹性势能为mgh
C.物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处
D.物块对弧形槽底端的压力大小为mg+mv2/h
(9分) 如图所示,半径为r=0.2 m的圆柱体绕水平轴OO’以w=9 rad / s的角速度匀速转动,把质量m=1 Kg的物体A放在圆柱体上方,光滑竖直挡板(图中未画出)使它不能随圆柱体转动,在水平力F作用下以v=2.4 m / s的速度向右匀速滑动,若物体A与圆柱体间的摩擦系数为m=0.25,试求F的大小。
(15分)真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,Ox为过边界上O点的切线,如图所示,从O点在纸面内向各个方向发射速率均为v0的电子,设电子间相互作用忽略,且电子在磁场中偏转半径也为r.已知电子的电量为e,质量为m.
(1)圆柱形区域匀强磁场的磁感应强度大小为多少?
(2)速度方向与Ox方向夹角成90°的电子,在磁场中的运动时间为多少?
(3)在x轴上有一点p,距O点的距离为3r,要使从O点发射的速率均为v0的电子,从磁场边界出来后都能够汇聚到p点,请在图中虚线MN右侧添加一个匀强磁场,并说明磁感应强度大小和方向及分布情况。
(15分)如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.
(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示).
(15分)粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图)。已知ab的质量m=0.5kg,ab的长度l=0.2m沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=5T 。g取10 m/s2。
(1)导线中未通电流时,弹簧伸长了0.05m ,则弹簧的劲度系数是多少?
(2)要使两根弹簧能处于自然状态(即不被拉长,也不被压缩),ab中应沿什么方向、通过多大的电流?
(3)当由b到a方向通过2A的电流时,两根弹簧被拉长多少?
(15分)如图所示,R1=5Ω,R2=9Ω。当开关S断开时,电流表的示数为I=0.2A,当开关S闭合时,电流表的示数为=0.3A。(电流表内阻不计)求:
(1)电源的电动势和内阻.
(2)试比较S断开和闭合两种情况下,哪一种情况电源的输出功率大?