如图为氢原子能级图,氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光;从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光.a光和b光的波长分别为λa和λb,照射到逸出功为2.29 eV的金属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为Ua和Ub.则( )
A. λa>λb
B. Ua>Ub
C. a光的光子能量为2.86 eV
D. b光产生的光电子最大初动能Ekb=0.26 eV
下列说法正确的是( )
A. β、γ射线都是电磁波
B. 原子核中所有核子单独存在时,质量总和大于该原子核的总质量
C. 在LC振荡电路中,电容器刚放电时电容器极板上电量最多,回路电流最小
D. 处于n=4激发态的氢原子,共能辐射出四种不同频率的光子
如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够持续发光.某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动(俯视).圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR,辐条互成120°角.在圆环左半部分张角也为120°角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连(假设LED灯电阻为r).其他电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时.
(1)在辐条OP转过120°的过程中,辐条OP两端的电势哪端高?OP两端电压U是多大?
(2)求OP转过120°的过程中通过LED灯的电流和整个装置消耗的电能;
(3)为使LED灯发光时更亮,在装置设计上可采取哪些改进措施?(请写出两条措施)
如图所示,两平行导轨间距L=1.0 m,倾斜轨道光滑且足够长,与水平面的夹角θ=30°,水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接.倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度B=2.5 T,水平轨道处没有磁场.金属棒ab质量m=0.5 kg,电阻r=2.0 Ω,运动中与导轨有良好接触,并且垂直于导轨.电阻R=8.0 Ω,其余电阻不计.当金属棒从斜面上离地高度h=3.0 m处由静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离x=1.25 m,而且发现金属棒从更高处静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离不变.(取g=10 m/s2)求:
(1)从高度h=3.0 m处由静止释放后,金属棒滑到斜面底端时的速度大小;
(2)金属棒与水平轨道间的动摩擦因数μ;
(3)金属棒从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q=2.0 C,求该过程中电阻R上产生的热量.
如图甲所示,质量m=3×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图乙所示.(g=10 m/s2)
(1)求0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小;
(2)t=0.22 s时闭合开关K,若细杆CD所受安培力方向竖直向上,判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向;
(3)t=0.22 s时闭合开关K,若安培力远大于重力,细框跳起的最大高度h=0.20 m,求通过细杆CD的电荷量.
某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置,如图所示.竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨,间距为L.导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B.绝缘火箭支撑在导轨间,总质量为m,其中燃料质量为m′,燃料室中的金属棒EF电阻为R,并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触.引燃火箭下方的推进剂,迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动,当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS,用时Δt,此过程激励出强电流,产生电磁推力加速火箭.在Δt时间内,电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体,当燃烧室下方的可控喷气孔打开后,喷出燃气进一步加速火箭.
(1)求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量,并判断金属棒EF中的感应电流方向;
(2)经Δt时间火箭恰好脱离导轨,求火箭脱离时的速度v0;(不计空气阻力)
(3)火箭脱离导轨时,喷气孔打开,在极短的时间内喷射出质量为m′的燃气,喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u,求喷气后火箭增加的速度Δv。(提示:可选喷气前的火箭为参考系)