如图，一长为10cm的金属棒用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω，已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm。闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2，判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。
静止在匀强磁场中的放射性原子核X发生衰变，衰变后带电粒子运动速度和磁感线垂直，两轨迹圆半径之比
，带电粒子在轨迹圆上运动的周期之比
。设衰变过程释放的核能全部转化成射线粒子和反冲核的动能，已知该衰变过程前后原子核的质量亏损为m。
(1)该衰变为衰变。(填“
”或“
”)
(2)写出核反应方程(反冲核的元素符号可用Y表示)：。
(3)计算射线粒子和反冲核的动能。
“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天空，而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站，它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量，进而发电，在合肥科学岛，我国最新一代核聚变实验装置“EAST”首次成功获得电流超过200 kA．时间近3 s的高温等离子放电，人造太阳能来自下面的反应：4个质子(氢核)聚变成1个a粒子，同时发射2个正电子和2个没有静止质量的中微子，“人造太阳”的总功率为P，质子、氢核、正电的质分别为，真空中的光速为c．
(1)写出核反应方程；
(2)求核反应所释放的能量△E
(3)求在时间内参与上述热核反应的质子数目。
(1)氢原子第
能级的能量为
，其中
是基态能量，而
=1，2，…。若一氢原子发射能量为
的光子后处于比基态能量高出
的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?
(2)一速度为
的高速
粒子(
)与同方向运动的氖核(
)发生弹性正碰，碰后
粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)。
普朗克常量
，铝的逸出功
，现用波长
的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)。
(1)求光电子的最大初动能；
(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)。
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