实验室考查氢原子跃迁时的微观效应。已知氢原子能级图如图所示,氢原子质量为。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n=5的能级状态。①求氢原子由高能级向低能级跃迁时,可能发射出多少种不同频率的光;②若跃迁后光子沿某一方向飞出,且光子的动量可以用表示a为普朗克常量,v为光子频率,c为真空中光速),求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。(保留三位有效数字)
如图所示,在xOy平面内,x轴的上方分布有沿x轴负方向的场强E=1.2×103N/C的匀强电场,x轴的下方分布有垂直纸面向里的磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。在x轴上有一个足够大的垂直于y轴的平板MN,平板上开有一个小孔P,P点距O点的距离Sx=3cm,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小均为2×105m/s,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为×l07C/kg重力不计,求(1)a粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间; (2)经过准直管进入电场中运动的a粒子,到达y轴的位置与O点的距离。
如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为=37°,两导轨之间距离为L=0.2m,导轨上端m、n之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场边界,磁感应强度为B=2.0T。一质量为m=0.05kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75m处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻r=0.4其余部分的电阻忽略不计,ab、ef均垂直导轨。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度;(2)ab棒运动过程中的最大加速度。
(12分)如图所示,物块A、B用一轻绳相连,A放在倾角 θ=37º的斜面上,B竖直悬挂并保持静止,连接A与滑轮的细绳与斜面平行.已知物块A的质量mA=20 kg,物块与斜面间的摩擦因数=0.5,求物块B的质量mB.的取值范围。(sin37º=0.60,cos37º=0.80)
如图所示.在国庆阅兵式中.某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命。要求该机10时56分40秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,1l时准时通过C位置。已知SAB=5 km,SBC=10 km。问:(1)直升飞机在BC段的速度大小是多少?(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小是多少?
(10分)甲物体以1 m/s的速度做匀速直线运动,甲出发后10 s乙物体从同一地点由静止开始出发,以a=0.4 m/s2的加速度做与甲同方向的匀加速运动.问:(1)乙出发后多长时间才能追上甲?(2)甲、乙相遇前它们之间的最大距离是多少?