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如图所示,在虚线PH的右侧是一条形匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。PH左侧是一宽度为d的条形匀强电场,场强大小为E,方向水平向左。在虚线PH上的一点O处有一静止的铀()核水平向左放出一个粒子而衰变为钍(Th)核。已知元电荷电量为e,核子平均质量为m。设粒子与钍核分离后它们之间的作用力忽略不计,涉及动量问题时,亏损的质量可不计。

(1)写出铀核衰变方程;

(2)粒子恰不离开电场区域,则磁场的宽度至少为多少,才能保证衰变生成物都不会离开磁场区域;

(3)在满足(2)的条件下,粒子和钍核先后经过PH上同一点N。求粒子和钍核从衰变到运动至N点的时间分别为多少。

 

(1) ; (2);(3)见解析。 【解析】 (1) 核反应过程质量数与核电荷数守恒,核反应方程式为 (2) 粒子恰好不离开电场,对粒子,由动能定理得 解得 粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿第二定律得 解得 发生衰变过程系统动量守恒,衰变后两粒子动量P大小相等、方向相反。 又 则有 只要粒子不出磁场,则钍核也不会离开磁场,则磁场的宽度至少为 (3)粒子与钍核衰变时动量等大反向,则有 则衰变后钍核的速度为 粒子在电场中匀减速运动的时间为 钍核在电场中减速运动的时间为 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 钍核在磁场中做匀速圆周运动的周期为 粒子从衰变到运动至N点时间为 或 钍核粒子从衰变到运动至N点时间为 或 其中n=1,2,3……  
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如图所示,有一根竖直放置的上细下粗的石英玻璃管,粗段与细段都粗细均匀,且粗段截面积为细段截面积的8倍。粗段玻璃管长度为45cm,细段玻璃管足够长。玻璃管上端开口,下端封闭。在玻璃管中轻质活塞和一段水银柱之间封闭了一定质量的理想气体A,在水银柱和玻璃管底部之间封闭了另一质量一定的理想气体B。初始状态时,活塞与水银柱上液面高度差为30cm,水银柱高度为15cm,水银柱下液面到玻璃管底部高度为20cm,此时温度为T1=250K。设大气压强恒为p0=75cmHg,不计一切摩擦,玻璃管导热良好。

(1)当环境温度升高到T2时,水银柱刚好不进入细管,求T2

(2)将环境温度升高到T3=500K,求活塞从初始状态到此时上升的高度。(

 

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如图所示,在含光电管的电路中,照射到光电管阴极K上的单色光的功率为P。当变阻器的滑片B左移至a时,电流表示数恰变为零,电压表示数的大小为U1.B右移至时,电流表示数为I且不再变化,当B在处时,电压表示数的大小为U2.设普朗克常量为h,电子电量为e,平均每N个光子能产生一个光电子。求:

(1)B右移到时,到达A极的光电子的最大动能;

(2)此光电管阴极区的截止频率。

 

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如图所示,两个固定的导热良好的水平气缸,由水平硬杆相连的活塞面积SA=100cm2SB=20cm2两气缸通过一带阀门K的细管连通,最初阀门关闭,A内有理想气体,B内为真空。两活塞分别与各自气缸底相距a=b=50cm,活塞静止。(设环境温度保持不变,不计摩擦,大气压强一定,细管体积可忽略不计)

(1)将阀门K打开,足够长时间后,活塞停在何处?

(2)将阀门K关闭,用打气筒向A气缸中缓慢充入压强为15个大气压的理想气体,使活塞回到原位置,则充入的气体体积为多少?

 

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为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统,光控开关采用光敏电阻来进行控制光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强,照度越大,照度单位为勒克斯,记为lx)。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表所示:

照度(lx

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

电阻(

75

40

28

23

20

18

 

 

(1)根据表中数据,请在图甲给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线_______。根据图像可以发现,光敏电阻的阻值随照度的增大而___________(只要求定性回答)。

(2)如图乙所示,当12两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路,给12两端提供电压。提供的器材如下:

性能如上表所示的光敏电阻RP

电源E(电动势3V,内阻不计);

滑动变阻器R(最大阻值为30kΩ);

定值电阻R1=5kΩR2=10kΩR3=15kΩ

开关S及导线若干。

要求当滑动变阻器的滑动触头处于正中位置,天色渐暗,照度降低至1.0lx时自动启动照明系统,在图丙虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响),并在图中标明各元器件字母,定值电阻只能选取一个_________

3)若在乙的基础上,要求照度降低为0.8lx时,照明系统才启动,则应将滑动变阻器接入电路的阻值________(填调大或调小)一些。

 

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在用油膜法估测分子大小的实验中,某同学进行了如下操作:

①在浅盘内盛一定量的水,滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定

②在量筒中滴入一滴油酸酒精溶液,测出它的体积

③在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,再用方格纸测量油膜面积

④取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液

⑤用一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积,得到油酸分子直径

1)上述步骤中有错误或疏漏的是:___________________________

2)上述步骤的正确顺序是:__________________。(均填写序号)

 

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