如图所示,横截面为半圆形的某种透明柱体介质,截面ABC的半径R=10 cm,直径AB与水平屏幕MN垂直并与A点接触。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心O,已知该介质对红光和紫光的折射率分别为, 。
(i)求红光和紫光在介质中传播的速度比;
(ii)若逐渐增大复色光在O点的入射角,使AB面上刚好只有一种色光射出,求此时入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离。
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如图所示,两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道(体积忽略不计)连通,两活塞a、b用刚性轻杆相连,可在两气缸内无摩擦地移动。上下两活塞(厚度不计)的横截面积分别为S1=10 cm2、S2=20 cm2,两活塞总质量为M=5 kg,两气缸高度均为H=10 cm。气缸内封闭有一定质量的理想气体,系统平衡时活塞a、b到气缸底部距离均为l=5 cm(图中未标出)。已知大气压强为Po=1.0×105Pa,环境温度为T0=300K,重力加速度g取10 m/s2。
(i)若缓慢升高环境温度,使活塞缓慢移到一侧气缸的底部,求此时环境温度;
(ii)若保持温度不变,用竖直向下的力缓慢推活塞b,在活塞b由开始运动到气缸底部过程中,求向下推力的最大值。
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如图甲所示,y轴右侧空间有垂直xoy平面向里的匀强磁场,同时还有沿-y方向的匀强电场(图中电场未画出)。磁感应强度随时间变化规律如图乙所示(图中B0已知,其余量均为未知).t=0时刻,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴射入电场和磁场区,t0时刻粒子到达坐标为(x0,y0)的点A (x0>y0),速度大小为v,方向沿+x方向,此时撤去电场.t=t0+t1+t2时刻,粒子经过x轴上x=x0点,速度沿+x方向.不计粒子重力,求:
(1)0-t0时间内OA两点间电势差UOA;
(2)粒子在t=0时刻的加速度大小a0;
(3)B1的最小值及对应t2的表达式。
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如图所示,竖直平面内,水平线OO,下方足够大的区域内存在水平匀强磁场,磁感应强度为B,一个单匝正方形导体框,边长为L,质量为为m,总电阻为r,从ab边距离边界OO/为L的位置由静止释放;已知从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场所用时间t,重力加速度为g,空气阻力不计,导体框不翻转;求:
(1)ab边刚进入磁场时,b、a间电势差大小Uba
(2)cd边刚进入磁场时,导体框的速度;
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质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8米,如图所示.若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动.(斜面足够长,g取10m/s2)求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离.
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如图1所示,山区高速公路上,一般会在较长的下坡路段的坡底设置紧急避险车道。如图2所示,将紧急避险车道视为一个倾角为θ的固定斜面。一辆质量为m 的汽车在刹车失灵的情况下,以速度v冲上紧急避险车道匀减速至零。汽车在紧急避险车道上受到除重力之外的阻力,大小是自身重力的k倍。
(1)求出汽车行驶时的加速度;
(2)求出汽车行驶的距离。
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如图所示,在真空中有一个折射率为n、半径为r的质地均匀的小球。细激光束在真空中沿直线BC传播,直线BC与小球球心O的距离为l(l<r),光束于小球体表面的C点经折射进入小球(小球成为光传播的介质),并于小球表面的D点(图中未标出)又经折射进入真空。设光在真空中传播的速度为c,求:
①光在C点发生折射的折射角的正弦值;
②细激光束在小球中传输的时间。
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如图所示,两等高气缸A、B内壁光滑,且气缸A的直径为气缸B的2倍,下部由体积可忽略的细管连通;A上端与大气连通,B上端封闭;两气缸除B顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞b把封闭着的理想气体分成两部分;当大气压为P0,外界和气缸内气体温度均为27℃且平衡时,活塞a、b离气缸顶部的距离均为气缸高度的1/4.
①现通过电热丝对a、b下方的气体缓慢加热,当活塞a恰升至顶部时,求活塞a、b间气体的温度;
②继续缓慢加热,使活塞b上升,当活塞b上升的距离是气缸高度的1/16时,求活塞b上方的气体压强。
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在滑冰场上有一初中生质量为m=40kg,站在质量为M=20kg的长木板的一端,该学生与木板在水平光滑冰面上一起以v0=2 m/s的速度向右运动。若学生以a0=1m/s2的加速度匀加速跑向另一
端,并从端点水平跑离木板时,木板恰好静止。
(1)判断学生跑动的方向;
(2)求出木板的长度L。
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(1)关于热力学定律,下列说法不正确的是(_______)
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体,其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
(2)如右图所示,一根两端开口、横截面积为S=2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21 cm的气柱,气体的温度为t1=7 ℃,外界大气压取p0=1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱压强).
(I)若在活塞上放一个质量为m=0.1 kg的砝码,保持气体的温度t1不变,则平衡后气柱为多长____?(g=10 m/s2)
(II)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77 ℃,此时气柱为多长_____?
(III)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10 J,则气体的内能增加多少______?
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