如图12所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=3.0×102m/s水平向右的速度击穿木块,穿出时子弹速度v1=50m/s。设传送带的速度恒定,子弹击穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,g=10m/s2。求:
(1)在被子弹击穿后,木块向右运动距A点的最大距离;
(2)子弹击穿木块过程中产生的内能;
(3)从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中,木块与传送带间由于摩擦产生的内能。(AB间距离足够长)
如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:
(1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)该粒子射出磁场的位置。
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示。1982年澳大利亚制成了能把m= 2.0kg的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s)。若轨道宽为2m,通过的电流为10A,轨道间所加匀强磁场的磁感强度为B=5×1O4T,B垂直于轨道向上 (轨道摩擦不计)求:
(1)弹体(包括金属杆EF)所受安培力大小;
(2)弹体(包括金属杆EF)从静止加速到10km/s,轨道至少要多长;
(3)弹体(包括金属杆EF)从静止加速到10km/s过程中,安培力
的最大瞬时功率。
图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B 。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P 点。已知B、v以及P 到O的距离L.不计重力,求:
(1)粒子带哪种电荷;
(2)粒子以初速度v垂直进入磁场,在磁场中做什么运动;
(3)粒子的电荷q与质量m 之比。
[物理选修3-5模块]
(1)已知金属钙的逸出功为2.7 eV,氢原子的能级图如图所示,一群氢原子处于量子数n=4能级状态,则()
| A.氢原子可能辐射6种频率的光子 |
| B.氢原子可能辐射5种频率的光子 |
| C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 |
| D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 |
(2)云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次
衰变,
粒子的质量为m,带电量为q,其运动轨迹在与磁场垂直的平面内,现测得
粒子运动的轨道半径为R,试求在衰变过程中的质量亏损。(注:涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计)
“神州六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为
,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动.求:
(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率;
(2)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间.