已知使锌板发生光电效应的光的极限波长为λ0=372mm.按照玻尔的理论,氢原子的基态能量为一13.6eV,试通过计算说明利用氢原子光谱中的光能否使锌板发生光电效应(真空中的光速为c=3.00×108m/s,普朗克常数h=6.63×10-34J·s)
高二物理计算题极难题查看答案及解析
如图所示,在xoy坐标系中,x轴上N点到O点的距离是12cm,虚线NP与x轴负向的夹角是30°,第I象限内NP的上方有匀强磁场,磁感应强度B=1T,第IV象限有匀强电场,方向沿y轴正向,以质量m=8,电荷量q=1带正电粒子,从电场中M(12,-8)点由静止释放,经电场加速后从N点进入磁场,又从y轴上P点穿出磁场,不计粒子重力,取,求:
(1)粒子在磁场中运动的速度v;
(2)粒子在磁场中运动的时间t;
(3)匀强电场的电场强度E。
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电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成,如图甲所示.大量电子由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿水平方向从两板正中间射入偏转电场.当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为;当在两板上加如图乙所示的电压时(为已知),所有电子均能从两板间通过,然后进入垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,最后都垂直打在竖直放置的荧光屏上.已知电子的质量为m、电荷量为e,其重力不计.求:
(1)电子离开偏转电场时的位置到的最小距离和最大距离;
(2)偏转磁场区域的水平宽度L;
(3)偏转磁场区域的最小面积S.
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如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以发射一个带正电的粒子,在该方向距A点3R处的B 点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,当粒子通过磁场后打到x轴上的C点,且速度方向与x轴正向成角斜向下,已知带电子粒的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为,求:
(1)该磁场的磁感应强度B的大小。
(2)若撤掉磁场,在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场,粒子仍按原方向入射,当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度。方向仍与x轴正向成角斜向下,则该电场的左边界与y轴的距离为多少?
(3)(选做)若撤掉电场,在该平面内加上一个与(1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射,通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成角斜向下,则所加矩形磁场的最小面积为多少?
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如图,A、C两点分别位于x轴和y轴上,∠OCA=30°,OA的长度为L。在△OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以平行于y轴的方向从OA边射入磁场。已知粒子从某点射入时,恰好垂直于OC边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t0。不计重力。
(1)求磁场的磁感应强度的大小;
(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从OC边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和;
(3)(选做)若粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与AC边相切,且在磁场内运动的时间为,求粒子此次入射速度的大小。
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如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在O点,另一端与质量为m的圆环相连,圆环套在粗糙竖直固定杆上的A处,环与杆间动摩擦因数μ=0.5,此时弹簧水平且处于原长.让圆环从A处由静止开始下滑,经过B处时速度最大,到达C处时速度为零.过程中弹簧始终在弹性限度之内.重力加速度为g.求:
(1)圆环在A处的加速度为多大?
(2)若AB间距离为,则弹簧的劲度系数k为多少?
(3)若圆环到达C处时弹簧弹性势能为Ep,且AC=h,使圆环在C处时获得一个竖直向上的初速度,圆环恰好能到达A处.则这个初速度应为多大?
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(12分)一带电粒子在xOy平面内运动,其轨迹如图所示,它从O点出发,以恒定的速率v沿y轴正方向射出,经一段时间到达P点. 图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆,下方都是半径为r的半圆,不计重力的影响.
(1)如果此粒子带正电,且以上运动分别是在两个不同的匀强磁场中发生的,试判断磁场的方向,并求出这两个匀强磁场的磁感应强度的大小之比.
(2)求此粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度的大小.
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(12分)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径R的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求:
⑴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍;
⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
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如图所示,一高空作业的工人质量为m=70kg,腰系一条安全带,若工人不慎跌落,当他的重心位置下降L=5m时,安全带呈竖直状态且开始绷直。已知安全带从开始绷直到拉伸至最长的缓冲时间为t=1.4s,求安全带受到的平均冲力是多大?(不计空气阻力,g取10m/s)
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如图所示。光滑的水平面上有一个矩形导体框abcd,ab=0.4m,cd=0.6m,它的电阻为0.4Ω。它的右侧有一宽度为L=0.4m 、磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。现用一外力将该导体框以大小为V=5.0m/S的速度匀速地拉到磁场的右侧。试求:
(1)ab在磁场中运动时线框中的感应电流大小和方向。2.5A
(2)导体框穿过磁场的过程中产生的电热。
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