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(18分) 在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变...

(18分)

在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。

(1)放射性原子核用表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。

(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。

(3)设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。

 

⑴→+;⑵I=,T=;Δm= 【解析】⑴根据核反应中质量数与电荷数守恒可知,该α衰变的核反应方程为:→+ ⑵α粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,设其速率为v1,有:qv1B= 根据圆周运动参量关系有:T= 解得:T= 根据电流强度定义式有:I= 解得:I= ⑶设新核的速率为v2,核反应前后系统动量守恒,有:mv1=Mv2 根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有:Δmc2=+ 解得:Δm=  
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(16分)

如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10–6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.,求:

(1)小球所受电场力F的大小。

(2)小球的质量m。

(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。

 

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(18分)

如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)打点计时器使用的电源是         (选填选项前的字母)。

A.直流电源   B.交流电源

(2)实验中需要平衡摩擦力其他阻力。正确操作方法是       (选填选项前的字母)。

A.把长木板右端垫高       B.改变小车的质量

在不挂重物且      (选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点     B.计时器打点

(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次去ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得ABC……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点打B点的过程中,拉力对小车做的功W=       ,打B点时小车的速度v=       

(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________。

(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2–W关系的是______________。

 

 

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物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。

如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为的无线电波。飞机降落过程中学.科.网,当接收到的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是

A.天线发出的两种无线电波必须一样强

B.导航利用了两种无线电波之间的干涉

C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定

D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合

 

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图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是

A.图1中,A1与L1的电阻值相同

B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流

C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同

D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等

 

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2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100nm(1nm=10-9m)附近连续可调的世界个最强的极紫外激光脉冲,学科*网大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量,真空光速

A.    B.    C.     D.

 

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