如图(甲)所示,在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最低点,B点是圆形区域最右侧的点.在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强方向向右的正电荷,电荷的质量为m、电量为q,不计电荷重力、电荷之间的作用力.
(1)若某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于P点,如图(甲)所示,∠POA=θ,求该电荷从A点出发时的速率.
(2)若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD,如图(乙)所示,C、D分别为接收屏上最边缘的两点,∠COB=∠BOD=30°.求该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能.
(本题供教学进度未超前的考生做)
如图所示为交流发电机示意图。匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以
的角速度为速转动,线圈与外部一阻R=20Ω的电阻相接。从图示位置开始计时,求:
(1)S断开时,电压表示数;
(2)电键S合上时,电压表和电流表示数;
(3)电阻R上所消耗的电功率;
(4)通过电阻R的瞬时电流的表达式。
将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光精半球形容器内壁在竖直平面内A、A′点之间来回滑动。A、A′点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ,均小于10°,图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻,g=10m/s2。试根据力学规律和题图中所给的信息,求:
(1)容器的半径;
(2)小滑块的质量及滑块运动过程中的最大动能。
如图甲所示为一列简谐横波某一时刻的波形图,已知该波沿+x方向连续传播,传播速度为2m/s。求
(1)波形图上x=2m处的质点P的振动周期,并在图乙给出的坐标轴上画出从该时刻计时的振动图象(画出一个周期的图象,在坐标轴上须标明标度)
(2)如图丙所示的装置中,在探究共振现象的实验中发现;当作用在装置上MN间驱动力的频率与上述横波的频率相同时,MN间五个单摆中的D摆恰好发生共振。现测得D摆摆线长L0=99.6cm。摆球的直径d=0.8cm,则当地重力加速度g为多少大?(结果取3位有效数字)
如图所示,相距为d的A、B两平行金属板足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克恒量为h,金属板B的逸出功为W,电子质量为m,电荷量为e,问:
(1)从B板产生的光电子中,最大的动能是多少?
(2)到达A板的光电子,其最大的动能又是多少?
(3)光电子从B板运动到A板所需的最长时间是多少?
核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u,氚原子的质量为3.0160u,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u,1u = 1.66×10-27kg。
(1)写出氘和氚聚合的反应方程;
(2)试计算这个核反应释放出来的能量。(光速c=3.00×108m/s,结果取二位有效数字)