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(16分)如图甲所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场分为Ⅰ、...

(16分)如图甲所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域,其边界为MNPQ,磁感应强度大小均为B,方向如图所示,Ⅰ区域高度为d,Ⅱ区域的高度足够大.一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入电、磁复合场后,恰能做匀速圆周运动.

(1)求电场强度E的大小;

(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求带电小球释放时距MN的高度h

(3)若带电小球从距MN的高度为3hO'点由静止开始下落,为使带电小球运动一定时间后仍能回到O'点,需将磁场Ⅱ向下移动一定距离(如图乙所示),求磁场Ⅱ向下移动的距离y及小球从O'点释放到第一次回到O'点的运动时间T

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【解析】 (1)带电小球进入复合场后恰能做匀速圆周运动,则电场力与重力平衡,得     mg=qE,解得E=mg/q。      (2分) (2)只有小球从进入磁场的位置离开磁场,做竖直上抛运动,才能恰好回到O点, mgh=,qvB=m, 由几何关系得:Rsin60°=d,(4分) 解得:   (2分) (3)当带电小球从距MN的高度为3h的O'点由静止开始下落时,应有, mg·3h=,qv1B=m, R1=2d。(2分)            画出粒子的运动轨迹,如右图所示, 在中间匀速直线运动过程中,粒子的速度方向与竖直方向成30°角,根据几何关系,可得 y=(6-2)d(2分) 粒子自由落体和竖直上抛的总时间 (1分) 粒子圆周运动的总时间 (1分) 粒子匀速直线运动的总时间  (1分) 一个来回的总时间 (1分) 【解析】根据带电粒子在复合场中运动的相关知识列方程解答
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(16分)如图a所示,水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径R=0.5m, 圆弧轨道底端与水平桌面相切C点,桌面CDL=1 m,高h2=0.5m,有质量为mm为末知)的小物块从圆弧上A点由静止释放,A点距桌面的高度h1=0.2m, 小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上,在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用.然后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上.设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x,如图b是x2F的图像,取重力加速度g=10 m/s2

(1)试写出小物块经D点时的速度vDx的关系表达式;

(2)小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大?

(3)若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第⑵问中的值开始由均匀减少,且在D点恰好减少为0,再将小物块从A由静止释放,经过D点滑出后的水平位移大小为1 m,求此情况下的恒力F的大小?

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均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。重力加速度为g.当cd边刚进入磁场时,

(1)求线框中产生的感应电动势大小;

(2)求cd两点间的电势差大小;

(3)若此时线框加速度大小恰好为g/4,求线框下落的高度h应满足什么条件?

说明: 说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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一静止的铀核(6ec8aac122bd4f6eU)发生α衰变转变成钍核(Th),已知放出的α粒子速度为v0=2.0×106m/s.假设铀核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能.试写出铀核衰变的核反应方程产求出钍核(Th)的反冲速度。(结果保留两位有效数字)

 

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氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时,辐射的光子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为     eV。现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有       种。

说明: 说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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下列说法正确的是(    )

A.在黑体辐射中,随着温度的升高,辐射强度的极大值向频率较低的方向移动

B.汤姆生发现了电子,并提出原子的核式结构模型

C.核子结合成原子核一定有质量亏损,并释放出能量

D.太阳内部发生的核反应是热核反应

 

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