在人类对微观世界进行探索的过程中,许多科学家作岀了不可磨灭的贡献,卢瑟福就是杰出代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就,下列说法正确的是( )
A.粒子散射实验的重要发现是电荷的量子化,并且发现了中子
B.卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子,核反应方程为
C.卢瑟福根据粒子散射实验的结果,提出了原子核的结构模型
D.卢瑟福根据粒子散射实验的结果,发现原子核由质子和中子组成
受控核聚变是当前研究的热点。我国的“东方超环”世界领先,将氘氚燃料用特殊的加热方法加热到聚变反应温区(即1亿度以上)以点燃氘氚反应[一个氘核()和一个氚核()发生聚变核反应,生成一个氦核(),放出一个中子],利用特殊设计的“笼子”将它们稳定地约束在该真空容器内。使聚变反应能够稳定进行,其中一种方法是磁约束,围绕这种"磁笼子"的设计和建道,人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。某校的研究小组进行了以下的设计,如图所示,矩形abcd的ab边长为2L,ab与ac夹角为,矩形对角线ac上下方分别分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个氚核()从ab边中点P处以某一速度垂直ab边进入下方磁场恰好不从对角线ac边射出,一个氘核()从c点以某一速度水平向左进入上方磁场并与氚核()在对角线ac上相遇并发生聚变反应,生成一个氦核(),放出一个中子,生成的氢核()速度方向竖直向下。已知一个核子的质量为m,质子的电量为q,求:
(1)氘核()与氚核()射入磁场时的速度大小之比;
(2)先后释放氚核()与氘核()的时间差;
(3)生成的氢核()速度v应满足的条件。使之偏转后恰好到达矩形的a点。
如图所示,两条足够长的光滑导电轨道倾斜放置,倾角,轨道足够长,轨道间距离,轨道下端连接的电阻,轨道其他部分电阻不计,匀强磁场垂直于轨道平面向上,磁感应强度,一质量为,电阻的导体棒ab在平行于轨道的恒定的拉力F作用下由静止开始向上运动,时速度达到最大,最大速度。这时撤去拉力F,导体棒继续运动到达最高点,全过程中流过电阻R的电荷量,,取,求:
(1)导体棒达到最大速度时导体棒两端的电势差;
(2)导体棒ab在恒定的拉力F作用下速度为时的加速度大小;
(3)向上运动的全过程中电阻R上产生的热量。
如图所示,水平面上固定着一条内壁光滑的竖直圆弧轨道,BD为圆弧的竖直直径,C点与圆心O等高。轨道半径为,轨道左端A点与圆心O的连线与竖直方向的夹角为,自轨道左侧空中某一点水平抛出一质量为m的小球,初速度大小,恰好从轨道A点沿切线方向进入圆弧轨道已知,,求:
(1)抛出点P到A点的水平距离;
(2)判断小球在圆弧轨道内侧运动时,是否会脱离轨道,若会脱离,将在轨道的哪一部分脱离。
如图甲所示,倾角为的粗糙斜面固定在水平面上,时刻一质量为m的物体在恒定的拉力F作用下从斜面底端向上滑动,时刻撤去拉力F,物体继续滑动一段时间后速度减为零,此过程物体的速度—时间图像如图乙所示。已知m、、、、及重力加速度g,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)拉力F的大小。
利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象,安装好仪器,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样,在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。用米尺测出双缝到屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)纹间的距离,换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A.增大单缝到双缝的距离。干涉条纹间距变窄
B.将蓝色滤光片换成红色滤光片,干涉条纹间距变窄
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,将观察到彩色的干涉条纹
(2)实验装置中分划板与螺旋测微器相连,第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心,螺旋测微器读数为1.990mm,转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心,螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝的间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm,求得相邻亮纹的间距为________mm,所测光波的波长为_______m(结果保留两位有效数字)。