如图所示,在第一象限存在一竖直向下的匀强电场,在x≤0区域存在磁感应强度为B0的匀强磁场Ⅰ,方向垂直于xoy平面向外,在第四象限存在垂直于xoy平面向外另一匀强磁场Ⅱ(图中未画出)。一带电粒子,质量为m,电量为+q,以速度v0从坐标原点沿x轴负向进入磁场Ⅰ,经过磁场Ⅰ和电场的偏转,与x轴正向成角离开电场,再经过磁场Ⅱ的偏转,垂直y轴进入第三象限。重力不计,求:
(1)电场强度E;
(2)磁场Ⅱ的磁感应强度B;
(3)若粒子能够再次进入电场,求粒子离开电场时获得的速度;若粒子不能再次进入电场,求轨迹与y轴的第三次(不包含起始点)相交的交点与O点的距离。
如图所示光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧轨道A,圆弧轨道质量为3m,半径为R,左侧放置一竖直固定挡板,右侧紧靠轨道放置与其最低点等高的水平长木板B,质量为2m,长木板上表面粗糙,动摩擦因数为μ,左端放置一物块C,质量为2m,从圆弧轨道最高点由静止释放另一质量为m的物块D,物块D滑至最低点时与物块C发生弹性碰撞,碰后D沿圆弧轨道上升至速度为0时撤去挡板(C、D均可视为质点,重力加速度取g)。求:
(1)碰后D上升的高度;
(2)撤去挡板后圆弧轨道A与物块D分离时A的位移;
(3)若C恰好未滑离长木板B,求长木板B的长度。
为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化,可在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸,气缸内封闭气体温度与锅炉外壁温度相等。如图所示,气缸右壁的压力传感器与活塞通过轻弹簧连接,活塞左侧封闭气体可看做理想气体。已知大气压强为p0,活塞横截面积为S,不计活塞质量和厚度及与气缸壁的摩擦。当锅炉外壁温度为T0时,活塞与气缸左壁的间距为L,传感器的示数为0。温度缓慢升高到某一值时,传感器的示数为p0S,若弹簧的劲度系数为,求:
(1)此时锅炉外壁的温度;
(2)若已知该过程气缸内气体吸收的热量为Q,求气体内能增加量。
如图所示,在一次警犬训练中,训练员在O处将一物体以v0=20m/s的初速度沿地面向前弹射出去,物体的运动可视为匀减速直线运动,经x=100m停止运动。求
(1)物体做匀减速运动的加速度a1为多大?
(2)物体做匀减速运动的同时,警犬由静止开始从O点沿同一直线做匀加速直线运动向前追赶物体。它能达到的最大速度为15m/s,结果刚好在物体停止运动时将其追上。则警犬加速时的加速度a2为多大?
2019年我国新能源汽车累计销量120.6万辆,位于世界领先水平。某兴趣小组为研究车载电池的性能,设计了如图所示的电路测量一块车载电池的电动势和内阻。所用器材如下:
A.待测电池,电动势约为12V,内阻约几欧姆
B.直流电压表V1(量程为0-15V),内阻约为10KΩ
C.直流电压表V2(量程为0-6V),内阻约为3KΩ
D.定值电阻R0(未知)
E.滑动变阻器R,最大阻值为20Ω
F.导线和开关
(1)由于定值电阻R0阻值未知,某同学需先利用该电路测量定值电阻R0的阻值,其先把滑动变阻器R的阻值调到最大,再闭合开关,读出电压表V1、V2的读数分别为9.0V、3.0V,则R0=_________Ω。
(2)改变滑动变阻器的滑片位置,得出几组U1,U2的值,作出如图所示的图象,可得电源的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω。(结果均保留3位有效数字)
(3)由该实验测得的电池的电动势值_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)实际值。
某同学用图甲所示的单摆研究简谐运动中的规律:
让摆球在竖直平面内做简谐运动,用力传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示,且从平衡位置开始为运动的0时刻。由图乙中所给的数据结合力学规律可得
(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示,其读数为_________cm;
(2)由图象得该单摆的振动周期T=_____________s;
(3)摆球的质量m=_________kg(g=10m/s2)。