如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝
射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为
的偏转电场,最后打在照相底片
上。已知同位素离子的电荷量为
(
>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为
的匀强电场和磁感应强度大小为
的匀强磁场,照相底片D与狭缝
、
连线平行且距离为L,忽略重力的影响。
(1)求从狭缝射出的离子速度
的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度方向飞行的距离为
,求出
与离子质量
之间的关系式(用
、
、
、
、
、L表示)。
用光照射处于基态的氢,激发后放出6种不同频率的光子,氢原子的能级如图所示,普朗克常量为h=6.63×10﹣34Js,求照射光的频率(结果保留两位有效数字)
如图甲所示,两平行金属板间距为2l,极板长度为4l,两极板间加上如图乙所示的交变电压(t=0时上极板带正电).以极板间的中心线OO1为x轴建立坐标系,现在平行板左侧入口正中部有宽度为l的电子束以平行于x轴的初速度v0从t=0时不停地射入两板间.已知电子都能从右侧两板间射出,射出方向都与x轴平行,且有电子射出的区域宽度为2l.电子质量为m,电荷量为e,忽略电子之间的相互作用力.
(1)求交变电压的周期T和电压U0的大小;
(2)在电场区域外加垂直纸面的有界匀强磁场,可使所有电子经过有界匀强磁场均能会聚于(6l,0)点,求所加磁场磁感应强度B的最大值和最小值;
(3)求从O点射入的电子刚出极板时的侧向位移.
如图所示,已知倾角为θ=45°、高为h的斜面固定在水平地面上.一小球从高为H(h<H<h)处自由下落,与斜面做无能量损失的碰撞后水平抛出.小球自由下落的落点距斜面左侧的水平距离x满足一定条件时,小球能直接落到水平地面上.
(1)求小球落到地面上的速度大小;
(2)求要使小球做平抛运动后能直接落到水平地面上,x应满足的条件;
(3)在满足(2)的条件下,求小球运动的最长时间.
两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ,一端接有阻值为R=4Ω的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场中.在导轨上垂直导轨跨放质量m=0.5kg的金属直杆,金属杆的电阻为r=1Ω,金属杆与导轨接触良好,导轨足够长且电阻不计.金属杆在垂直杆F=0.5N的水平恒力作用下向右匀速运动时,电阻R上的电功率是P=4W.
(1)求通过电阻R的电流的大小和方向;
(2)求金属杆的速度大小;
(3)某时刻撤去拉力,当电阻R上的电功率为时,金属杆的加速度大小、方向.
是人类首先制造出的放射性同位素,其半衰期为2.5min,能衰变为
和一个未知粒子.
①写出该衰变的方程;
②已知容器中原有纯的质量为m,求5min后容器中剩余
的质量.