半径相等的两个小球甲和乙,在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,若甲球质量大于乙球质量,发生碰撞前,两球的动能相等,则碰撞后两球的状态可能是 (填选项前的字母)
A.两球的速度方向均与原方向相反,但它们动能仍相等
B.两球的速度方向相同,而且它们动能仍相等
C.甲、乙两球的动量相同
D.甲球的动量不为零,乙球的动量为零
氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 (填选项前的字母)
A.40.8 eV B.43.2 eV C.51.0 eV D.54.4 eV
右图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃细管的上端与导热良好的大玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气。若细管中水柱上升,则外界大气的变化可能是 (填选项前的字母)
A.温度降低,压强增大 B.温度升高,压强不变
C.温度升高,压强减小 D.温度不变,压强减小
两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法错误的是 (填选项前的字母)
A.在r > r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在r < r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
C.在r = r0时,分子势能最小,动能最大
D.分子动能和势能之和在整个过程中不变
(20分)一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝,形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P,圆筒接地,圆心O处接正极,正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场,正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源(粒子源与正极O间距离忽略不计)能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l05C/kg的带正电粒子(粒子的初速度、重力均不计)。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场,已知磁场宽度d=0.4m,磁感应强度B=0.25T。
(1)若U=750V,求:①粒子达到细缝处的速度;②若有一粒子在磁场中运动的时间最短,求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
(2)只要电势差U在合适的范围内变化,总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处,求电势差U合适的范围。
(19分)如图所示,正方形单匝均匀线框abcd边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场,上边界I和下边界II都水平,两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平且垂直纸面向里,磁感应强度大小B=0.5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放,且线框在运动过程中始终与磁场垂直,cd边始终保持水平,物体P始终在斜面上运动,线框刚好能以v=3m/s的速度进入并匀速通过磁场区域。释放前细线绷紧,重力加速度 g=10m/s2,不计空气阻力。
(1) 线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d 间的电压是多大?
(2) 线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大?
(3) 在cd边刚进入磁场时,给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域,在此过程中,力F做功W =0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少?