如图是某屏蔽高能粒子辐射的装置,铅盒左侧面中心O有一放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ向外辐射粒子,铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场区域。过O的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内,OH垂直于MQ。已知
α粒子质量m=6.64×10-27kg,电量q=3.20×10-19C,速率v=1.28×107m/s;磁场的磁感应强度B="0.664" T,方向垂直于纸面向里;粒子重力不计,忽略粒子间的相互作用及相对论效应,sin 530 ="0." 8,cos 530=0.60
(1)求垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t;
(2)若所有粒子均不能从磁场右边界穿出,达到屏蔽作用,求磁场区域的最小宽度d;
(3)求满足(2)条件的所有粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间的比值tmax:tmin。
如图所示,MNPQ是一块
截面为正方形的玻璃砖,其边长MN="30" cm。一束激光AB射到玻璃砖的MQ面上(入射点为B)进入玻璃砖后在QP面上的F点(图中未画出)发生全反射,恰沿DC方向射出。其中B为MQ的中点,∠ABM=30°,PD=7.5 cm,∠CDN=30°。
①画出激光束在玻璃砖内的光路示意图,求出QP面上的反射点F到Q点的距离QF;
②求出该玻璃砖的折射率。
③求出激光束在玻璃砖内的传播速度(真空中光速c=3×108m/s)。
如图所示,在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L,当空气柱的温度为14℃时,左臂水银柱的长度h1=10cm,右臂水银柱长度h2=7cm,气柱长度L=15cm;将U形管放入100℃水中且状态稳定时,h1变为7cm。分别写出空气柱在初末两个状态的气体参量,并求出末状态空气柱的压强和当时的大气压强(单位用cmHg)。
在如图所示的空间坐标系中,y轴的左边有一匀强电场,场强大小为E,场强
方向跟y轴负向成30°,y的右边有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.现有一质子,以一定的初速度v0,在x 轴上坐标为x0=10cm处的A点,第一次沿x轴正方向射入磁场,第二次沿x轴负方向射入磁场,回旋后都垂直于电场方向射入电场,最后又进入磁场。求:
(1)质子在匀强磁场中的轨迹半径R;
(2)质子两次在磁场中运动时间之比
(3)若第一次射入磁场的质子经电场偏转后,恰好从第二次射入磁场的质子进入电场的位置再次进入磁场,试求初速度v0和电场强度E、磁感应强度B之间需要满足的条件。
一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底
端等高对接,如图所示。已知小车质量M=3.0kg,长L=2.06m,圆弧轨道半径R=0.8m。现将一质量m=1.0kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数。(取g=10m/s2)试求:
(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;
(2)小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离;
(3)小车产生的内能
如图所示,把中心带有小孔的平行放置的两个圆形金属板M和N,连接在电压恒为U的直流电源上.一个质量为m,电荷量为q的微观正粒子,以近似于静止的状态,从M板中心的小孔进入电场,然后又从N板中心的小孔穿出,再垂直进入磁感应强度为B的足够宽广的匀强磁场中运动(忽略重力的影响).那么:
(1)该粒子从N板中心的小孔穿出时的速度有多大?
(2)若圆形板N的半径为R,如果该粒子返回后能够直接打在圆形板N的右侧表面上,那么该磁场的磁感应强度B至少为多大?