图3
 
例5(2004江苏物理17):汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图3所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板PP'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在PP'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).

  (1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。

  (2)推导出电子的比荷的表达式

解析:(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心O点,设电子的速度为,则  ……①

得  ……②      即  ……③

(2)当极板间仅有偏转电场时,电子以速度进入后,竖直方向作匀加速运动,加速度为

……④

电子在水平方向作匀速运动,在电场内的运动时间为  ……⑤

这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为  ……⑥

离开电场时竖直向上的分速度为  ……⑦

电子离开电场后做匀速直线运动,经t2时间到达荧光屏  ……⑧

t2时间内向上运动的距离为   ……⑨

这样,电子向上的总偏转距离为  ……⑩

可解得  ……11

例1(全国理综湖南卷14):现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,

则在此过程中发出的光子总

数是多少?假定处在量子数

n的激发态的氢原子跃迁

到各较低能级的原子数都是

处在该激发态能级上的原子

总数的

图1
 
A.2200         B.2000         

C.1200         D.24 00

解析:1200个氢原子按题设进

行跃迁发出光子的情况如图1所示,即发出光子的总数为N=2200个,故选项A正确。

例2(2004江苏物理10)若原子的某内层电子被电离形成空位,其它层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线.内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子).214Po的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离.实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.则可能发射的特征X射线的能量为(   )

A. 0.013MeV      B. 0.017MeV      C. 0.076MeV       D. 0.093MeV

解析:214Po的原子核从某一激发态回到基态时,若将能量E0=1.416MeV交给K层电子时,使K层电子电离后形成空位,L层或M电子层跃迁到K层时发出X射线的能量分别为

若将能量E0=1.416MeV交给L层电子时,使L层电子电离后形成空位,M电子层跃迁到L层时发出X射线的能量为

故正确选项为A、C 。

2.电学实验题押题:

(12分)某待测电阻RX的阻值在 80Ω~100Ω之间,现要测量其电阻的阻值,实验室提供如下器材:

A. 电流表A1(量程0.9mA、内阻r1=10Ω)

B. 电流表A2(量程300μA、内阻r2 约为30Ω)

C. 电流表A3(量程0.6A、内阻r1 约为0.2Ω)

D. 电压表(量程15V、内阻约为20 kΩ  )

E. 定值电阻R0=20Ω

F. 滑动变阻器R ,最大阻值约为10Ω

G. 电源E(电动势4V)

A.   开关S、导线若干

①.(2分)在上述提供的器材中,要完成此试验,应选用_________(填字母代号)

②.(6分)测量要求电压表读数不得小于其量程的 ,请你在虚线框内画出测量电阻RX 的一种实验电路原理图(图中元件用题干中相应的英文字母标注)

③.(4分)用已知量和测量的量表示RX的表达式 RX=___________ .说明式中各字母所表示的物理量:__________________________________________

①(2分)ABEFGH.解析:根据测电阻实验原理、给定器材,实验要求。确定测电阻的方法­­­-----“安安法”,从而选择实验器材。

②(6分)

解析:考查:测定未知电阻的阻值。滑动变阻器的阻值R<10Rx,电表量程较小,控制电路采用分压电路;“伏安法”测电阻,测量中要求电压表读数不得小于其量程的,A1表测大电流,A2表测小电流,如果A2、R0串联后与Rx并联,I1=I2m+=137.5µA<I2m,    如果A2、Rx串联后与R0并联,I1=I2m+=550µA>I2  测量电路Rx与A2串联后与R0并联。

③(4分) R0- r1  ,r1为A1表的内阻,R0为定值电阻,I1为A1表示数,I2为A2表示数,(I1-I2) R0= I2(Rx+r1)    Rx= R0―r1

王军晖  浙江省余姚中学物理教师 天星会员 wjh1969  研究方向  高考物理题

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