(19分)如图所示,在铅板A上放一个放射源C可向各个方向射出速率为的射线,B为金属网,A、B连接在电路上,电源电动势为,内阻为,滑动变阻器总阻值为,图中滑动变阻器滑片置于中点,A、B间距为d,M为荧光屏(足够大),它紧挨者金属网外侧,已知粒子的质量为,不计射线所形成的电流对电路的影响,求:
(1)闭合开关S后,AB间的场强的大小是多少?
(2)粒子到达金属网B的最长时间?
(3)切断开关S,并撤去金属网B,加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,设加上B后粒子仍能到达荧光屏。这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮区的长度是多少?
(15分)如图所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为,匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度为.有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小球间的库仑力可忽略),运动轨迹如图。已知两个带电小球A和B的质量关系为,轨道半径为.
(1)试说明小球A和B带什么电,它们所带的电荷量之比等于多少?
(2)指出小球A和B的绕行方向?
(3)设带电小球A和B在图示位置P处相碰撞,且碰撞后原先在小圆轨道上运动的带电小球B恰好能沿大圆轨道运动,求带电小球A碰撞后所做圆周运动的轨道半径(设碰撞时两个带电小球间电荷量不转移)。
(10分)如图所示的电路中,,,,电源电动势E=24V,内阻不计,当开关、均开启和闭合时,灯泡L均正常发光。
(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向:、均开启时;、均闭合时.
(2)求灯泡正常发光时的电阻和电压。
如图所示,A、B两个气缸中装有压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气,中间用细管连接,细管容积不计,管中有一绝热活塞(不计摩擦,可自由移动)。开始时气缸A左端的活塞距离其右端底部为L。现保持气缸A中的气体温度不变,将活塞向右缓慢推进L/4,若要使细管中的绝热活塞仍停在原位置,则气缸B中的气体温度应升高到多少摄氏度?
根据热力学定律和分子动理论可知,下列说法中正确的是( )
A.已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量,一定可以求出该物质分子的质量
B.满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行
C.布朗运动就是液体分子的运动,它说明分子做永不停息的无规则运动
D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力同时减小,分子势能一定增大
(19分)如图所示,在光滑绝缘的水平面上,固定一绝缘的、边长为的正方形方框,方框内有大小可调、方向竖直向下的匀强磁场,方框左边界的中点有一小孔,恰能让质量为m、带电量为+q的小球b(可视为质点)无阻碍的通过。初始时,小球b静止在小孔处。边界线MN的左侧有一范围足够大的匀强电场区域,电场的电场强度为E,方向水平向左,MN的右侧与方框的左侧间的距离可忽略不计。现有另一质量为、不带电的小球a以速度正对b球运动。设所有的碰撞均无能量损失和电量的转移,不计一切摩擦,则:
(1)求小球a、b首次碰后的速度、;
(2)调节方框内磁场的磁感应强度的大小,使小球b与方框经过最少次数的碰撞后,从小孔离开。求小球a、b从开始相碰到再次相碰所用的时间;
(3)方框内磁场的磁感应强度满足什么条件时,可使小球b绕方框中心运动一周后离开磁场。