如图所示,两块足够大的平行金属板a、b竖直放置,板间有场强为E的匀强电场,两板距离为d,今有一带正电微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入板间,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上,磁感应强度,方向垂直纸面向里。求:
(1)微粒的带电量q;
(2)微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离L(用d表示);
(3)微粒在ab、bc区域中运动的总时间t(用d、v0表示)。
如图所示,水平平台的右端安装有滑轮,质量为M的物块放在与滑轮相距l的平台上,物块与平台间的动摩擦因数为μ。现有一轻绳跨过定滑轮,左端与物块连接,右端挂质量为m的小球,绳拉直时用手托住小球使其在距地面h高处静止,重力加速度为g.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2).放开小球,系统运动,求小球做匀加速运动时的加速度及此时绳子的拉力大小.
设M=2kg,,l=2.5m,h=0.5 m,μ=0.2,小球着地后立即停止运动,要使物块不撞到定滑轮,则小球质量m应满足什么条件?
宇宙中存在由质量相等的四颗星组成的四星系统,四星系统离其他恒星较远,通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用.已观测到稳定的四星系统存在两种基本的构成形式:一种是四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上,均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,其运动周期为;另一种形式是有三颗星位于边长为a的等边三角形的三个项点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行,其运动周期为
,而第四颗星刚好位于三角形的中心不动.试求两种形式下,星体运动的周期之比
.
(选修模块3-5)(15分)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是
A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性 |
B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分 |
C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象 |
D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性 |
氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于eV.
近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是
H +
H→
He+
n.若
H和
H迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v2,
H、
H、
He、
n的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后
He的速度大小为v3,方向与
H的运动方向相同,求中子
n的速度
(选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).
(选修模块3-3)(15分)
二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中
A.封闭气体对外界做正功 | B.封闭气体向外界传递热量 |
C.封闭气体分子的平均动能增大 | D.封闭气体组成的系统的熵减小 |
实验发现,二氧化碳气体在水深170m处变成液体,它的密度比海水大,靠深海的压力使它永沉海底,以减少排放到大气中的二氧化碳量.容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而(选填“增大”、“减小”或“不变”);在二氧化碳液体表面,其分子间的引力(选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.
实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体.设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,将二氧化碳分子看作直径为D的球,体积为V球=
πD3,则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少?
如图所示,在MN左侧有相距为的两块正对的平行金属板P、Q,板长
两板带等量异种电荷,上极板带负电。在MN右侧存在垂直于纸面的矩形匀强磁场(图中未画出),其左边界和下边界分别与MN、AA’重合(边界上有磁场)。现有一带电粒子以初速度v0沿两板中央OO′射入,并恰好从下极板边缘射出,又经过在矩形有界磁场中的偏转,最终垂直于MN从A点向左水平射出。 已知A点与下极板右端的距离为d。不计带电粒子重力。求:
粒子从下极板边缘射出时的速度;
粒子从O运动到A经历的时间;
矩形有界磁场的最小面积。