某同学设计了一套电磁阻尼测速仪。如图所示,MN、PQ为两根水平固定放置的平行长直光滑的金属导轨,导轨间距为L,用电阻R1将导轨左端MP相连,导轨间加有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。金属棒CD放置导轨上,棒的右侧固定一绝缘物块,棒CD的电阻为R2,棒与物块的总质量为M。现用玩具手枪对准物块的正中间射出一质量为m、速度为v0的子弹,子弹击中物块后,棒与物块一起向左移动x距离停止运动,假设棒与导轨接触良好且不转动,子弹击中物块的时间很短且停留在物块内部。求:
(1)子弹击中物块后瞬间金属棒的速度v的大小;
(2)从棒开始运动到停止的过程中,金属棒产生的焦耳热Q;
(3)金属棒滑行距离x与子弹的初速度v0的函数关系式。
如图所示,MN和GH是电压为U的两平行极板,极板间存在方向竖直向上的匀强电场,空间(除两虚线之间的区域)存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B(大小可调)。极板MN和GH上分别有正对的两个小孔O和A,PQ为铝制薄板,ON=AH=PQ=d,NP=2d。质量为m、电荷量为q的正离子从A点由静止开始加速,经O进入磁场区域,两虚线之间的区域(除极板)无电场和磁场存在,离子可匀速穿过。忽略相对论效应和离子所受的重力。
(1)求磁感应强度B为多大时,离子只加速一次打到铝板上P处;
(2)求在第(1)中,离子从O到P所经历的时间;
(3)若,试通过计算说明离子加速几次后第一次打到铝板上。
在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,画出完整的光路图,由于没有量角器,他以入射点O点为圆心画圆交入射光线于A点,交折射光线于C点,过A点画法线的垂线与法线交于B点,过C点画法线的垂线与法线交于D点,如图所示,若各线段的长度可以用、、、表示,则玻璃的折射率可表示为_________。
在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示。
(1)调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,此时手轮上的读数如图乙所示,则读数为 _________mm;
(2)下列说法正确的是________。
A.把双缝的间距规格由0.20mm换成0.25mm,干涉条纹的间距将变大
B.光源后的凸透镜主要起会聚光线的作用
C.减小光源到单缝的距离,干涉条纹的间距将变大
氢原子能级示意图如图所示,氢原子处于基态时,原子的能级为E1=-13.6 eV(1 eV=1.6×10-19 J),普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,当氢原子在n=4的激发态时,求:
(1)要使氢原子电离,入射光子的最小能量多大;
(2)若氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出的光恰好使金属A发生光电效应,则金属A的截止频率为多大;
(3)现用氢原子从n=4的能级跃迁到n=1的能级辐射出的电磁波照射金属A的表面,则光电子的最大初动能为多大。
电子所带的电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测定的。油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的两极相接,油滴从喷雾器喷出后由于摩擦而带负电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。假设两金属板间的距离d=5.0×10-2m,忽略空气对油滴的浮力和阻力,重力加速度g取10m/s2。请问:
(1)调节两板间的电势差U=200V,观察到某个质量为m1=1.28×10-15kg的油滴恰好处于悬浮不动,则哪一金属板接电源的正极?该油滴所带电荷量q1多大?
(2)维持两板间电势差不变,观察到另一个质量为m2=2.00×10-15kg的带负电油滴,从上板小孔静止开始做匀加速直线运动,经时间t=0.5s到达下板,则此油滴所带电荷量q2多大?