(15分)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高为h的地方做平抛运动,落地点为N,不计空气阻力,求:(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为多大?(2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为多大?
卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为:。已知氮核质量为mN=14.00753u,氧核的质量为mO=17.00454u,氦核质量mHe=4.00387u,质子(氢核)质量为mp=1.00815u。(已知:1uc2=931MeV,结果保留2位有效数字)求:(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应?相应的能量变化为多少?(2)若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1:50。求氧核的速度大小。
如图所示,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上,A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,构成一个带电系统(它们均可视为质点,不计轻杆的质量,也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让小球A处在有界匀强电场区域MPNQ内。已知虚线MP位于细杆的中垂线上,虚线NQ与MP平行且间距足够长.匀强电场的电场强度大小为E,方向水平向右。释放带电系统,让它从静止开始运动,忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响。求:(1)带电系统运动的最大速度为多少?(2)带电系统运动过程中,B球电势能增加的最大值多少?(3)带电系统回到初始位置所用时间为多少?
如图所示,QB段为一半径为的光滑圆弧轨道,AQ段为一长度为的粗糙水平轨道,两轨道相切于Q点,Q在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内。物块的质量为m=1kg(可视为质点),P与AQ间的动摩擦因数,若物块以速度v0从A点滑上水平轨道,到C点后又返回A点时恰好静止。(取)求:(1)v0的大小;(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力。
)(如图,总质量为M=100kg的人和箱子,一起以v0=10m/s的速度在光滑水平的冰面上匀速滑行,前进中突然发现前方有一矮墙。为避免撞墙,人将质量m=40kg的箱子水平推向墙,箱子撞墙后以原速率反向弹回,之后人又接住箱子。求人推出箱子的速度至少多大才能在完成一次推接后避免撞墙。
)(一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示。开始时气体的体积为2.0×10-3 m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为136.5℃。(大气压强为1.0×105Pa)①求汽缸内气体最终的体积;②在-V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(谓用箭头在图线上标出状态变化的方向)·