在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速,在石墨中与
核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?
如图所示,从足够长的固定斜面的顶端A先、后两次水平抛出一小球,第一次抛出时的初速度为v0,第二次抛出时的初速度为2v0,小球落到斜面前瞬间,其速度大小分别vB、vC(注:vB、vc为未知).已知斜面的倾角为θ,重力加速度为g.不计空气阻力.
(1)求小球从A到B的时间t1
(2)求小球自第二次抛出到离斜面最远点所用的时间t2
(3)试证明速度vB、vC的方向平行.
如图,
和
是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,
和
是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为
和2
.竖直向上的外力
作用在杆
上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为
,导轨间距为
.整个装置处在磁感应强度为
的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略,重力加速度为
.在
=0时刻将细线烧断,保持
不变,金属杆和导轨始终接触良好.求:
(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度.
如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆.
为沿水平方向的直径.若在
点以初速度
沿
方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的
点.已知
点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径.
如图所示,两根相距为L的金属导轨固定于倾角为θ的斜面上,导轨电阻不计,一根质量为m、长为L、电阻为3R 的金属棒两端放于导轨上,金属棒与导轨间的动摩擦因数为µ,棒与导轨的接触电阻不计。导轨下端连有阻值为2R的电阻和电流传感器,电流传感器与计算机相连,且其电阻忽略不计。斜面上分布着宽度为a、间距为b的2014段方向垂直于斜面向下的匀强磁场(a>b)。金属棒初始位于OO′处,与第1磁场区域相距2a,金属棒由静止开始释放。(重力加速度为g)
(1)为使金属棒均能匀速通过每段匀强磁场区域,求第1磁场区域的磁感应强度B1大小;
(2)在满足(1)情况下,求金属棒进入第3磁场区域时的速度v3大小和第2014磁场区域的磁感应强度B2014大小;
(3)现使2014段磁场区域的磁感应强度均相同,当金属棒穿过各段磁场时,发现计算机显示出的电流I随时间t以固定的周期做周期性变化,请在答题纸上给定的坐标系中定性地画出计算机显示的I-t图(假设从金属棒进入第1段磁场开始计时,图中T为其周期)。
(4)在(3)的情况下,求整个过程中导轨下端电阻上产生的热量,以及金属棒从第2014磁场区域穿出时的速度大小。
如图所示,xOy坐标系的第一象限内,有一边界线OA与y轴的夹角∠AOy=45O,边界线的上方与下方分别存在垂直纸面向外与向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=0.25T.一束带电量q=8.0×10-19C、质量 m=8.0×10-26kg的正离子以v=5×105m/s从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区。求:
(1)离子在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(2)现只改变B的大小,使离子不经过OA边界而直接从y轴离开磁场区域,则B应满足什么条件?
(3)若B=0.125T,且从离子经过Q点开始计时,则离子在哪些时刻恰好经过OA边界?