如图所示,横截面为圆环的柱形容器由折射率为n的玻璃制成,其外径为R1,内径为R2,MN为一条直径:
(i)一束光线在纸平面内传播,从M点射向容器,经一次折射后,恰好与容器内壁相切,求入射光线的入射角的正弦值;
(ii)另有一束光线平行于MN射向容器,经一次折射后,恰好在容器内壁发生全反射,求此光线与MN的距离。
在用单摆测量重力加速度的实验中,下列说法正确的是 。
A.尽量选择质量大、体积小的摆球
B.用刻度尺测量摆线的长度,将其作为单摆的摆长
C.为方便测量,可以让单摆的振幅尽可能大
D.释放摆球,当摆球经过平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆的周期T=
E.测量多组摆长和对应的周期T,分别以和T2为纵坐标和横坐标,作出函数图像,根据直线的斜率求出重力加速度g
如图为打气筒给足球充气的示意图。先上提活塞,阀门B关闭,阀门A打开,外界大气进入气筒内;再下压活塞,阀门A关闭,阀门B打开,气筒内气体全部进入足球,完成一次打气。如此重复多次,即可给足球充足气。外界大气压强p0=1.0×105Pa,环境温度t0 =17℃,气筒的体积V0=1.0×10-4 m3.初始时,足球内气体压强p=0.60×105Pa,足球的体积V=5.0×10-3 m3(始终保持不变),忽略连接部件的体积,气筒体可视为理想气体:
(i)不考虑气筒和足球内气体温度的变化,打气一次后,足球内气体的压强为多大?
(ii)打气过程中,气筒内气体温度与环境温度保持一致,球内气体温度最终升高至 t=27℃。为使足球内气体的压强不低于pn=1.1×105 Pa,求打气的次数n至少为多少?
如图所示,水平放置的封闭绝热汽缸,被绝热隔板A分为左、右两部分,左侧为理想气体,右侧为真空。突然抽去隔板A,气体充满整个汽缸,气体的温度______(选填“升高”“降低”或者“不变”);然后,用活塞B将气体压缩,回到初始位置,气体的温度________(选填“升高”“降低”或者“不变”)。
如图所示,上表面光滑、质量为4m的带有挡板的木板B放置在水平地面上,木板与地面之间的动摩擦因数μ=0.1,木板上放有一质量为m、电荷量为+q的物块A。整个装置处于电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中。现同时给物块、木板水平向右的初速度,当物块运动到木板右端时(与挡板碰前的瞬间),木板的速度恰好减为零,之后物块与挡板发生第1次碰撞,以后每隔一段时间,物块就与挡板碰撞1次。已知物块与挡板的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短,物块始终在木板上运动,重力加速度大小为g。求:
(1)发生第1次碰撞后,物块与木板的速度大小;
(2)从第1次碰撞至第2020次碰撞的时间间隔;
(3)从第1次碰撞至第2020次碰撞,物块电势能的减少量。
飞球调速器是英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为蒸汽机速度控制而设计,如图(a)所示,这是人造的第一个自动控制系统。如图(b)所示是飞球调速器模型,它由两个质量为m的球通过4根长为的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接。上面套筒固定,下面套筒质量为M,可沿轴上下滑动。不计一切摩擦,重力加速度为g,当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度匀速转动时(飞球调速器的旋转速度和蒸汽机相同):
(1)求此时轻杆与竖直轴之间的夹角的余弦值;
(2)为实现对蒸汽机的自动控制(即将蒸汽机的转速控制在一定范围内),由于扰动,当套筒下移时,传动机构应使蒸汽机的转速升高还是降低?请简述其控制原理。