(12分)如图所示,在直角坐标系的第二象限和第四象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-3T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里。一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=+3.2×10-19C的带电粒子(带电粒子重力不计),由静止开始经加速电压U=1250V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,)m处平行于x轴向右运动,并先后通过两个匀强磁场区域。
(1)求带电粒子在磁场中的运动半径;(结果保留根号)
(2)在图中画出从直线x=-4m到直线x=4m之间带电粒子的运动轨迹;
(3)求出带电粒子在两个磁场区域偏转所用的时间。
“嫦娥一号”月球探测卫星已于2008年圆满完成任务,该卫星担负的任务中,其中一项是探测月球上氦3的含量,氦3是一种清洁、安全和高效的发电燃料,可以在高温高压下与氘进行核聚变反应发电,已知氘核的质量为2.0136u,氦3的质量为3.0150u,氦核的质量为4.0015u,质子质量为1.00783u,中子质量为1.008665u,lu相当于931.5MeV,下列说法正确的是。(填入正确选项前的字母)
(2)如图所示,在倾角的足够长的固定斜面上,物体A和小车B静止在斜面上,A的质量为mA=1.0kg,B的质量为mB=0.5kg,某时刻给物体A一沿斜面A、B两物体在斜面上相遇并发生碰撞,碰撞时间极短且没有机械能损失,已知A与斜端间的动摩擦因数
,B与斜面间的摩擦不计,取sin37°=0.6,重力加速度g=10m/s2,求
①A、B第一次碰撞后B的速度;
②A、B从第一次碰撞到第二次碰撞在斜面上运动的时间。
以下说法正确的是(填入正确选项前的字母)
A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽 |
B.按照相对论的观点,若火箭对地的速度为v,火箭“迎着”光飞行时,在火箭上的观察者测出的光速为c+v |
C.按照相对论的观点,静质量为3kg的物体,当它以0.8c(c为光速)的速度运动时, 它的质量为5kg |
D.让一束阳光相继通过两个偏振片,若以光束为轴转动其中一个偏振片,透射光的强度将不发生变化 |
(2)如图所示,S1、S2是两个振动方向相同的波源,相距d=60cm,产生的简谐横波可在纸面内向各个方向传播,波速均为v= 20cm/s.MN是与S1、S2连线平行的直线段,其长度MN=140cm,与S1、S2的距离s=30cm,S1、S2连线的中垂线平分MN且与MN交于P点.已知S1、S2的振动图象分别如图甲、乙所示,当S1、S2产生的波在MN上相遇时,问:
①P点的振幅是多少?
②MN上因干涉振动加强的点有几个?
某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,阿伏加德罗常数为NA,则下列关系正确的是___ _。(填入正确选项前的字母)
A.![]() |
B.V="V0NA" | C.m=![]() |
D.M=![]() |
(2)天然气(主要成分是CH4)泄漏到不遁风的厨房是很危险的.当泄漏的天然气与厨房的空气混合,使得混合后气体的压强达到1.05atm,如果此时遇到明火就会发生爆炸,设某居民家厨房的长高宽分别为4m×2m×3m,且门窗封闭,已知天然气来漏时厨房内空气压强为1.00atm,管道内天然气的压强为4.00atm,且在发生泄漏时日内压强保持不变,问:
①管道内至少有多少升天然气泄漏到该居民的厨房内,遇到明火就会发生爆炸?
②设天然气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05撇·时遇到了明火并发生了爆炸,爆炸时厨房的温度由27℃迅速上升至2000℃,估算此时气体压强是标准大气压的多少倍。
如图所示,在距水平地面h= 0.8m的虚线上方,有方向垂点纸面、水平向内的匀强磁场,正方形线框abcd的边长l=0.2m,质量m= 0.1kg,电阻R=0.08Ω。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连线框,另一端连一质量M=0.2kg的物体A。开始时线框的cd边倒好书地面接触,各段绳都处于伸直状态。将A从如图位置由静止释放,一段时间后线框ab边刚进入磁场时恰好做匀速运动,当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地,同时将轻绳剪断,线框在磁场中继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面。整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面内,取g=10m/s2.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)线框从开始运动到最高点经历的时间;
(3)线框落地时的速度大小。
在某星球表面,竖直平面内的光滑轨道由倾斜轨道AB和圆弧轨道BC组成。一宇航员登陆后做了如下实验:将质量m=0.2kg的小球,在轨道AB上距水平面高H处由静止释放,用压力传感器测出小球经过圆弧轨道最高点C点时对轨道的压力F。改变H的大小,可测出相应的F大小,作出F随H的变化关系如图2所示,不考虑空气阻力,设小球经过B点前后速率不变,求该星球表面的重力加速度.