题目内容
【题目】A、B两种放射性元素,原来都静止在匀强磁场中,磁场方向如图所示,其中一个放出粒子,另一个放出粒子, 与粒子的运动方向跟磁场方向垂直,图中a、b、c、d分别表示粒子, 粒子以及两个剩余核的运动轨迹,则下列判断正确的是
A. a为粒子轨迹,c为粒子轨迹
B. b为粒子轨迹,c为粒子轨迹
C. a为粒子轨迹,d为粒子轨迹
D. a为粒子轨迹,d为粒子轨迹
【答案】B
【解析】放射性元素放出α粒子时,α粒子与反冲核的速度相反,而电性相同,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反,两个粒子的轨迹应为外切圆.而放射性元素放出β粒子时,β粒子与反冲核的速度相反,而电性相反,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹应为内切圆.故右图放出的是β粒子,左图放出的是α粒子;
射性元素放出粒子时,两带电粒子的动量守恒.由半径公式 ,可得轨迹半径与动量成正比,与电量成反比,而α粒子和β粒子的电量比反冲核的电量小,则α粒子和β粒子的半径比反冲核的半径都大,故b为α粒子的运动轨迹,c为β粒子的运动轨迹;故选B.
【题目】铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率.下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h.
弯道半径r/m | 660 | 330 | 220 | 165 | 132 | 110 |
内外轨高度差h/mm | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r=440 m时,h的设计值.
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1.500 m,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率(路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理,结果可用根号表示,g=10 m/s2).
(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高,请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施.