(14分)如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,在区域a中,磁感应强度为2B,方向垂直于纸面向里;在区域b中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,P点坐标为(4l,3l).一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入区域b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
图12
(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少?
(2)粒子运动的速度可能是多少?
如图,有一长为L、右端带有卡口的内壁光滑圆柱形气缸,一个质量不计的5火花塞封闭一定质量的理想气体.开始时活塞处在离气缸左端处,气体温度微27℃,现对气体缓慢加热.
求:当加热到427℃时,气体的压强(已知外界大气压恒为ρ0)
如图所示,足够长的金属直导轨MN和PQ与阻值为R的电阻相连,平行地固定在水平桌面上,导轨间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场,导轨的电阻不计。金属直杆ab垂直于导轨MN和PQ放置,其质量为m,电阻为r,金属直杆ab与导轨间的动摩擦因数为。现用水平恒力F向右拉杆ab,使之由图中位置从静止开始水平向右运动,杆ab在运动过程中始终与两条直导轨垂直且保持良好接触。经时间t后,ab杆开始做匀速直线运动,此时理想电压表的示数为U(己知重力加速度为g),求:
(1)ab杆匀速运动时的速度vm;
(2) ab杆在加速过程中,通过R的电量q及ab杆在加速过程中的位移大小x。
如图是一组滑轮装置,绳子都处于竖直状态,不计绳子和滑轮质量及一切阻力,悬挂的两物体质量分别为 m1=m,m2=4m,m1下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连(重力加速度为g,轻质弹簧始终处于弹性限度之内)求:
(1)系统处于静止时弹簧的形变量;
(2)用手托住m2且让m1静止在弹簧上,绳子绷直但无拉力,放手之后两物体的运动发生在同一竖直平面内,求m2运动的最大速度.
铀238()经历一次仅衰变变成Th原子核,同时放出一个γ光子(频率为ν),α粒子的质量为m。
①写出衰变方程;
②衰变后,α粒子的速度为v,而Th原子核的运动方向恰好与α粒子的速度方向相反,不考虑γ光子的动量,那么Th原子核的速度为多大?
③如果核反应放出的能量全部转化为动能和γ光子的能量,那么该衰变发生的质量亏损△m为多大?
为了保证车内人员的安全,一般小车都装了安全气囊,利用NaN3爆炸产生的气体充入气囊。当小车发生一定的碰撞时,NaN3爆炸安全气囊将自动打开。若氮气充入气囊后的容积为V="56" L,囊中氮气密度为ρ=2.5kg/m3,已知氮气的摩尔质量为M0=0.028kg/mol。
①试估算气囊中氮气的分子数;
②当温度为27℃时,囊中氮气的压强多大?