1.根据玻尔理论，在氢原子中，量子数越大，则下列说法中正确的是

A.电子轨道半径越小　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.核外电子速度越小

C.原子能级的能量越大　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.原子的势能越小

22. (16分)为了证实玻尔关于原子存在分立能态的假设，历史上曾经有过著名的夫兰克-赫兹实验，其实验装置的原理示意图如图3-16所示.由电子枪A射出的电子，射进一个容器B中，其中有氦气.电子在O点与氦原子发生碰撞后，进入速度选择器C，然后进入检测装置D.速度选择器C由两个同心的圆弧形电极P₁和P₂组成，当两极间加以电压U时，只允许具有确定能量的电子通过，并进入检测装置D.由检测装置测出电子产生的电流I，改变电压U，同时测出I的数值，即可确定碰撞后进入速度选择器的电子的能量分布.

　我们合理简化问题，设电子与原子碰撞前原子是静止的，原子质量比电子质量大很多，碰撞后，原子虽然稍微被碰动，但忽略这一能量损失，设原子未动(即忽略电子与原子碰撞过程中，原子得到的机械能).实验表明，在一定条件下，有些电子与原子碰撞后没有动能损失,电子只改变运动方向.有些电子与原子碰撞时要损失动能，所损失的动能被原子吸收，使原子自身体系能量增大，

(1)设速度选择器两极间的电压为U(V)时，允许通过的电子的动能为E_k(eV)，导出E_k(eV)与U(V)的函数关系(设通过选择器的电子的轨道半径r=20.0 cm，电极P₁和P₂之间隔d=1.00 cm,两极间场强大小处处相同)，要说明为什么有些电子不能进入到接收器.

(2)当电子枪射出的电子动能E_k=50.0 eV时，改变电压U(V)，测出电流I(A)，得出下图所示的I-U图线，图线表明，当电压U为5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V时，电流出现峰值，定性分析论述I-U图线的物理意义.

(3)根据上述实验结果求出氦原子三个激发态的能级E_n(eV)，设其基态E₁=0.

图3-16

21.(14分)如图3-15所示，在真空区域内，有宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ是磁场的边界，质量为m，带电为－q的粒子，先后两次沿着与MN夹角为θ(0＜θ＜90°)的方向垂直磁感线射入匀强磁场B中.第一次，粒子是经电压U₁加速后射入磁场，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场；第二次粒子是经电压U₂加速后射入磁场，粒子刚好垂直PQ射出磁场.(不计重力影响)求：

图3-15

(1)为使粒子经电压U₂加速射入磁场后沿直线射出PQ边界，可在磁场区域加一匀强电场，求该电场的场强大小和方向.

(2)加速电压的值.

20.(14分)如图3-14所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道，在离B距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力，质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点，求：

图3-14

(1)推力对小球所做的功.

(2)x取何值时，完成上述运动所做的功最少?最小功为多少？

(3)x取何值时，完成上述运动用力最小?最小力为多少？

19.(12分)某种液体的折射率为，在其液面下有一可绕O轴匀速转动的平面镜OA，OA的初始位置与液面平行，如图3-13所示.在液面与平面镜间充满自左向右的平行光线.若在平面镜逆时针旋转一周的过程中，光线射入空气中的时间为2 s.试问：(1)平面镜由初始位置转过多大角度时，光线开始进入空气？

(2)平面镜旋转的角速度多大？

18.(12分)设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动.根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念，论述人造地球卫星随着轨道半径的增加，它的线速度变小，周期变大.

17.实验室有下列器材：

A.电流表( 0~ 100 μA ,100 Ω)

B.电流表(0~ 1 mA，1 kΩ)

C.变阻器(0~300 Ω)

D.变阻器(0~800 Ω)

E.干电池(1.5 V，内阻不计)

F.干电池(9 V，内阻不计)

现要安装一只欧姆表，从上述备用器材中，电流表应选用　　　 ，变阻器应选用　　 ，电源应选用　　　 .

在图3-12方框中画出欧姆表的电路图并标出红黑表笔.

16.为了测定一个“6 V，1 W”的灯泡在不同电压下的电功率，现有器材如下：

测量时要求电灯两端电压从0 V开始连续调节，尽量减小误差，测多组数据.应选择电流表(用序号表示)，电压表；在图3-11所示的虚线框内画出测量的电路图.

图3-11　　　　　　　　　　　　　　　　 图3-12

15.在一些用来测一角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度.为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，游标总角度为9度.图3-10画出游标和圆盘的一部分.读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为　　　 度.

图3-10

14.某一星球的第一宇宙速度为v，质量为m的宇航员在这个星球表面受到的重力为W，由此可知这个星球的半径是　　　　　 .