在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体,其俯视图如图a所示,O为半圆的圆心.甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率,进行了如下实验.他们分别站在A、O处时,相互看着对方,然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动,到达B、C处时,甲刚好看不到乙.已知半圆柱体的半径为R, ,BC⊥OC.
①求半圆柱形透明物体的折射率;
②若用一束平行于AO的水平光线从D点射到半圆柱形透明物体上,射入半圆柱体后再从竖直表面射出,如图b所示.已知入射光线与AO的距离为,求出射角φ.
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如图所示,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块 K和质量为m的“U”形框缓冲车厢。在车厢的底板上固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN,缓冲车的底部固定有电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面向下并随车厢一起运动的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,设导轨右端QN是磁场的右边界。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L。假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下(碰前车厢与滑块相对静止),此后线圈与轨道磁场的作用使车厢减速运动,从而实现缓冲。 不计一切摩擦阻力。
(1)求滑块K的线圈中感应电流方向(从俯视图看,写“顺时针”,“逆时针”)及最大感应电流的大小。
(3)若缓冲车与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,为使缓冲车厢所受的最大水平磁场力不超过Fm,求缓冲车匀速运动时的最大速度vmax;
(3)在若缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,求此后缓冲车的速度v随位移x的变化规律及缓冲车在滑块K停下后的最大位移(设此过程中缓冲车未与障碍物相碰;
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如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等(水平分量待定),结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球受到的电场力大小;
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如图所示是测定液面高度h的电容式传感器,在导电芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中,导电芯和导电液体构成电容器的两个极。测出电容器电容的变化,就可以知道h的变化情况,说明其原理。
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如图所示,在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内,用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体。开始时管道内气体温度都为,下部分气体的压强,活塞质量,管道的内径横截面积。现保持管道下部分气体温度不变,上部分气体温度缓慢降至T,最终管道内上部分气体体积变为原来的四分之三,若不计活塞与管道壁间的摩擦,,求此时
①下部分气体的压强p;
②上部分气体的温度T。
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如图所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力F拉棒ab,使它由静止开始运动,棒ab离开磁场前已做匀速直线运动,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图, 已知。求:
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)满足什么条件时,棒ab进入磁场后一直做匀速运动。
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如图所示,高为0.45m的光滑水平桌面上的物体,以水平速度向右运动,与静止在桌面右端的另一物体相撞,若碰撞后仍向右运动,速度变为,求:(两物体可视为质点不计空气阻力)
(1)落地时距桌边缘A点的水平距离;
(2)落地时动能的大小;
(3)在平抛过程中所受的冲量。
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(10分)如图所示,一质量为mB=2 kg,长为L=6 m的薄木板B放在水平面上,质量为mA=2 kg的物体A(可视为质点)在一电动机拉动下从木板左端以v0=5 m/s的速度向右匀速运动。在物体带动下,木板以a=2 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,此时牵引物体的轻绳的拉力F=8 N。已知各接触面间的动摩擦因数恒定,重力加速度g取10 m/s2,则
(1)经多长时间物体A滑离木板?
(2)木板与水平面间的动摩擦因数为多少?
(3)物体A滑离木板后立即取走物体A,木板能继续滑行的距离为多少?
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(10分)如图所示,与水平方向成37°角的传送带以恒定速度v=2 m/s沿顺时针方向转动,两传动轮间距L=5 m。现将质量为1 kg且可视为质点的物块以v0=4 m/s的速度沿传送带向上的方向自底端滑上传送带。物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,计算时,可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,求物块在传送带上上升的最大高度。
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如图所示,将质量m=0.1 kg的圆环套在固定的水平直杆上.环的直径略大于杆的截面直径.环与杆间的动摩擦因数为μ=0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上且与杆夹角为θ=53°的拉力F,使圆环以a=4.4 m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小.(取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10 m/s2)
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