核聚变反应需要几百万度以上的高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否则不可能发生核反应),通常采用磁约束的方法(托卡马克装置).如图所示,环状匀强磁场围成中空区域,中空区域中的带电粒子只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内.设环状磁场的内半径为R1=0.5m,外半径R2=1.0m,磁场的磁感强度B=1.0T,若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/kg,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度.求:
(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度.
(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度
氢原子的能级示意图如图所示,现有每个电子的动能都为Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生迎头正碰.已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零.碰撞后,氢原子受激,跃迁到n=4的能级.求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能.(已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为1:1840)
某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,则:
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
现提供如下器材:
①电压表V1(量程6V,内阻约为30kΩ)
②电压表V2(量程3V,内阻约为3kΩ)
③电池E(电动势6V,内阻不计)
④定值电阻R1=3kΩ
⑤滑动变阻器R2(最大阻值为20Ω)
⑥电键S一个,导线若干
(1)在所给的两只电压表中,能较准确地测出电压表 的内阻(选填“V1”或“V2”);
(2)根据你的选择,请在方框中画出实验电路原理图(标注所用器材符号);
(3)实验中,要读出的物理量有 (写出物理量名称并用相应字母表示);
(4)请用已知量和测量量对应字母表示被测电压表内阻的表达式RV= .
“探究动能定理”的实验装置如图甲所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0;当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.
(1)关于该实验,下列说法正确的是
A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6V
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vmax和橡皮筋做的功W,依次作出W-vmax、W-vmax2、W-vmax3、W2-vmax、W3-vmax、…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
(2)如图2给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm、OB=7.12cm、OC=8.78cm、OD=10.40cm、OE=11.91cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vmax= m/s.
如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,外圆光滑内圆粗糙;一质量为m=0.2kg的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径R=0.5米,g取10m/s2,不计空气阻力,设小球过最低点时重力势能为零,下列说法正确的是( )
A.若小球运动到最高点时速度为0,则小球机械能一定不守恒
B.若小球第一次运动到最高点时速度大小为0,则v0一定小于5m/s
C.若要小球不挤压内轨,则v0一定不小于5m/s
D.若小球开始运动时初动能为1.6J,则足够长时间后小球的机械能为1J