(20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
高三物理计算题困难题
(20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
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(20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
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从天然铀中分离出235U是核能开发利用的关键技术。小李同学设计了电磁分离235U和238U的实验方案,如图甲所示。含有带电量均为q的235U和238U离子,从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的匀强电场中,其初速度可视为零,以离子刚射入磁场时的O点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,x轴下方有垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B。离子在磁场中行进半个圆周后被位于原点O右侧x轴上的收集器分别收集。核子的质量为m,不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求收集器收集到235U和238U离子的位置坐标x;
(2)实际上加速电压U会有微小变化,设其变化范围为[(U-△U)~(U+△U)]。为了完全分离出这两种离子,△U/U应小于多少?
(3)初速为零,带电量为q的235U和238U离子,经过加速电压为U的特殊电场,从O点垂直进入磁场时,与垂直x轴入射方向左右对称偏离,导致有一个发散角α,如图乙所示。若α角过大,可能使两束离子发生交叠,导致两种离子无法完全分离,为保证上述两种离子被完全分离,求允许的最大发散角αm。(可以用反三角函数表示)
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关于密立根“油滴实验”的科学意义,下列说法正确的是( )
A.测得了电子的电荷量
B.提出了电荷分布的量子化观点
C.为电子质量的最终获得做出了突出贡献
D.为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据
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2018年10月25日6时57分,太原卫星发射中心成功发射海洋二号B卫星。该星对海洋资源开发利用、建设海洋强国等都具有十分重要的意义。小明通过资料获取三个数据,即海洋二号B卫星离地面的高度为971km、地球的半径为6400km、地球表面的重力加速度为9.81 m/s2。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,仅根据以上该同学获取的数据,可以计算出
A. 海洋二号B卫星的线速度 B. 海洋二号B卫星的向心力
C. 地球的质量 D. 地球的平均密度
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人类在研究光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程,我国在相关研究领域虽然起步较晚,但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列,有关原子的相关知识,下列说法正确的是
A. 卢瑟福最先发现电子,并提出了原子的核式结构学说
B. 光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性,且前者可说明光子具有能量,后者除证明光子具有能量,还可证明光子具有动量
C. 原子核发生衰变时,产生的射线本质是高速电子流,因核内没有电子,所以射线是核外电子逸出原子形成的
D. 一个铍核()和一个粒子反应后生成一个碳核,并放出一个中子和能量,核反应方程为
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关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站,下列说法正确的是( )
A.它们都是利用核聚变释放核能
B.它们都是利用核裂变释放核能
C.两者的核燃料都是纯铀235
D.前者是利用核聚变释放核能,后者是利用核裂变释放核能
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