过b点和O点作直线的垂线,分别与直线交于c和d点。由几何关系知,线段
设
联立②③④式得
再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E,粒子在电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma ⑥
粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,有运动学公式得
式中t是粒子在电场中运动的时间。联立①⑤⑥⑦⑧式得
33. (1):ACE
(2)解:(i)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有p1=pC+Δp①
式中Δp=60mmHg。打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB。
依题意,有pA=pC ②
玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得 p1 VB =pBV2 ④
联立①②③④式,并代入题给数据得
(ii)当右侧水槽的水温加热至T′时,U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为pc′=pa+Δp⑥
玻璃泡C的气体体积不变,根据查理定理得
联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得 T′=364 K ⑧
34. 正向;0.8 (2)解:如图,考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。根据折射定律有
式中,n是玻璃的折射率,入射角等于θ,α是折射角。
现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意,在A点刚好发生全反射,故
设线段OA在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系有
式中a为玻璃立方体的边长,有①②③式得
由题给数据得
由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆。所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的表面积S之比为
由⑤⑥式得
(2)解:(i)设球b的质量为m2,细线长为L,球b下落至最低点,但未与球a相碰时的速度为v,由机械能守恒定律得
式中g是重力加速度的大小。设球a的质量为m1;在两球碰后的瞬间,两球共同速度为v′,以向左为正。有动量守恒定律得
设两球共同向左运动到最高处,细线与竖直方向的夹角为θ,由机械能守恒定律得
联立①②③式得
代入数据得
(ii)两球在碰撞过程中的机械能损失是
联立①⑥式,Q与碰前球b的最大动能Ek(Ek=
联立⑤⑦式,并代入题给数据得