【題目】如圖所示,在虛線PH的右側(cè)是一條形勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里。PH左側(cè)是一寬度為d的條形勻強電場,場強大小為E,方向水平向左。在虛線PH上的一點O處有一靜止的鈾()核水平向左放出一個粒子而衰變?yōu)殁Q(Th)核。已知元電荷電量為e,核子平均質(zhì)量為m。設(shè)粒子與釷核分離后它們之間的作用力忽略不計,涉及動量問題時,虧損的質(zhì)量可不計。
(1)寫出鈾核衰變方程;
(2)若粒子恰不離開電場區(qū)域,則磁場的寬度至少為多少,才能保證衰變生成物都不會離開磁場區(qū)域;
(3)在滿足(2)的條件下,粒子和釷核先后經(jīng)過PH上同一點N。求粒子和釷核從衰變到運動至N點的時間分別為多少。
【答案】(1) ; (2);(3)見解析。
【解析】
(1) 核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)方程式為
(2) 粒子恰好不離開電場,對粒子,由動能定理得
解得
粒子在磁場中做圓周運動,由牛頓第二定律得
解得
發(fā)生衰變過程系統(tǒng)動量守恒,衰變后兩粒子動量P大小相等、方向相反。
又
則有
只要粒子不出磁場,則釷核也不會離開磁場,則磁場的寬度至少為
(3)粒子與釷核衰變時動量等大反向,則有
則衰變后釷核的速度為
粒子在電場中勻減速運動的時間為
釷核在電場中減速運動的時間為
粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為
釷核在磁場中做勻速圓周運動的周期為
粒子從衰變到運動至N點時間為
或
釷核粒子從衰變到運動至N點時間為
或
其中n=1,2,3……
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】要測量一段阻值大約為5 Ω的均勻金屬絲的電阻率,除刻度尺、螺旋測微器、電源E(電動勢為3 V、內(nèi)阻約為0.5 Ω)、最大阻值為20 Ω的滑動變阻器R、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干外,還有電流表和電壓表各兩只供選擇:A1(量程1 A、內(nèi)阻約為1 Ω)、A2(量程0.6 A、內(nèi)阻約為2 Ω)、V1(量程3.0 V、內(nèi)阻約為1 000 Ω)、V2(量程15 V、內(nèi)阻約為3 000 Ω)。
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,如圖所示,則金屬絲的直徑為________mm。
(2)為了使測量有盡可能高的精度,電流表應(yīng)選________,電壓表應(yīng)選________。
(3)實驗電路已經(jīng)畫出了一部分,如圖所示,但尚未完整,請將該電路完整地連接好(Rx表示待測電阻)。
(4)若用刻度尺測得金屬絲的長度為L,用螺旋測微器測得金屬絲的直徑為d,電流表的讀數(shù)為I,電壓表的讀數(shù)為U,則該金屬絲的電阻率表達(dá)式為ρ=________。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩個物體,水平推力F1、F2分別作用在a、b上,一段時間后撤去推力,物體繼續(xù)運動一段距離后停下。兩物體的v-t圖線如圖所示,圖中AB∥CD。則整個過程中( )
A.水平推力F1、F2大小可能相等
B.a的平均速度大于b的平均速度
C.合外力對a物體的沖量等于合外力對b物體的沖量
D.摩擦力對a物體做的功小于摩擦力對b物體做的功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)譜儀在同位素分析、化學(xué)分析、生命科學(xué)分析中有廣泛的應(yīng)用。如圖為一種單聚焦磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜儀工作原理示意圖,在以O為圓心,OH為對稱軸,夾角為2α的扇形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直紙面的勻強磁場。離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看成零),經(jīng)加速電壓U0加速后,從A點進入偏轉(zhuǎn)電場,如果不加偏轉(zhuǎn)電壓,比荷為的離子將沿AB垂直磁場左邊界進入扇形磁場,經(jīng)過扇形區(qū)域,最后從磁場右邊界穿出到達(dá)收集點D,其中,,B點是MN的中點,收集點D和AB段中點對稱于OH軸;如果加上一個如圖所示的極小的偏轉(zhuǎn)電壓,該離子束中比荷為的離子都能匯聚到D點。試求:
(1)離子到達(dá)A點時的速度大小;
(2)磁感應(yīng)強度的大小和方向;
(3)如果離子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后偏轉(zhuǎn)角為,其磁場中的軌道半徑和在磁場中運動的時間。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示的連通器A、B管內(nèi)封有空氣,C管敞口豎直向上,K為閥門。開始時A、B、C內(nèi)水銀面等高,B管中封閉氣體長度大于A管中封閉氣體長度,A、B、C管橫截面積依次減小。若在C管中沿管壁注入少許水銀,三管液面上升高度分別為hA、hB、hC。若不注入水銀而是打開K,使水銀流出少許(A、B、C管中水銀面不會降到管口下方),三管液面下降高度分別為hA'、hB'、hC'。假設(shè)以上過程中氣體溫度不變,以下說法正確的是( )
A.B.C.D.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示.下列說法正確的是________。
A.圖中兩條曲線下面積相等
B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形
C.圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時的情形
D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目
E.與0 ℃時相比,100 ℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】按照規(guī)定,七層以上高層寫字樓或住宅樓內(nèi)都要配有升降電梯。某位同學(xué)總質(zhì)量為40kg,乘坐電梯從所住的七樓向下運動,其所乘電梯的速度—時間圖像如圖所示,已知重力加速度大小為10m/s2,不計空氣阻力,則( )
A.在第1s內(nèi),該同學(xué)處于超重狀態(tài)
B.在第10s內(nèi),該同學(xué)對電梯的壓力大小為320N
C.在前2s內(nèi),該同學(xué)的重力勢能減少了800J
D.在10s內(nèi),該電梯的平均速度為1m/s
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃求:
(1)該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少攝氏度?
(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在如圖所示的xOy平面內(nèi)(y軸的正方向豎直向上)存在著水平向右的勻強電場,有一帶正電的小球自坐標(biāo)原點O沿y軸正方向豎直向上拋出,它的初動能為8J,不計空氣阻力,當(dāng)它上升到最高點M時,它的動能為2J,M點距x軸0.2m,已知。求:
(1)帶電小球落回到x軸上的P點,求出P點坐標(biāo);
(2)帶電小球到達(dá)P點時的動能。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com