如图所示,M、N为两块水平放置的平行金属板,板长为L,两板间距也为L,板间电压恒定。今有一带负电粒子(重力不计)以一定的初速度沿两板正中间垂直进入电场,最后打在距板右端为L的竖直屏上。粒子落点距O点的距离为L/2。若大量的上述粒子(与原来的初速度一样,并忽略粒子间相互作用力)从两板间不同的位置垂直进入电场。试求这些粒子落在竖直屏上的范围并在图中画出。
半径R=20cm的竖直放置的圆轨道与平直轨道相连接,如图9所示。质量m=50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去。如果球A经过N点时速度v1=4m/s,球A经过轨道最高点M时对轨道的压力为0.5N,取g=10m/s2,求:
(1)小球落地点P与N之间的距离?
(2)小球从N运动到M这一段过程中克服阻力做的功?
为了实现登月计划,先要测算地月之间的距离。已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,在地面附近物体受到地球的万有引力近似等于物体在地面上的重力,又知月球绕地球运动的周期为T,万有引力常量为G。则:
(1)地球的质量为多少?
(2)地月之间的距离约为多少?
钍核90Th发生衰变生成镭核88Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速率为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用时间t.
我们知道氢原子从低能级跃迁至高能级需吸收能量,通常吸收能量的方式有两种:一种是用一定能量的光子使氢原子跃迁;另一种是用一定能量的实物粒子使氢原子跃迁。设一个质量为m的电子,以初速度v与质量为M的静止的氢原子发生对心碰撞。(1)在什么条件下系统损失的动能最大?此时系统的速度为多少?(2)如果电子初速度未知,系统减少的动能全部用来让处于基态的氢原子(基态能量为-E)电离,则电子的初动能最少应为多少?
天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(1H)聚变成氦核(2He),同时放出2个正电子(1e)和2个中微子(ν0),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J(即P=1×1037J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.
(可能用到的数据:银河系质量约为M=3×1041kg,原子质量单位1u=1.66×10-27kg,1u相当于1.5×10-10J的能量,电子能量me=0.0005u,氦核质量ma=4.0026u,氢核质量mp=1.0078u,中微子ν0质量为零.)