例8(2004上海物理11):利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象,从而可以研究物质的构成规律,下面图7的照片是一些晶体材料表面的STM图象,通过观察、比较,可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征,则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是
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(1) ;
(2) ;
(3) ;
解析:仔细观察,不发现构成这些材料的原子在物质表面排列有如下共同特点:在确定方向上原子有规律地排列;在不同方向上原子的排列规律一般不同;
原子排列具有一定对称性等
例9(04年天津理综19):激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度
与二次曝光时间间隔
的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔
、双缝到屏之距离
以及相邻两条亮纹间距
。若所用激光波长为
,则该实验确定物体运动速度的表达式是( )
A.
B.
C.
D. ![]()
解析:设双缝的距离为d,则由题设有
……①
双缝到屏之距离
以及相邻两条亮纹间距
、双缝距离d、光波长为
满足
……②
由①、②可解得
,故选项B正确。
例10:(04年天津理综25)磁流体发电是一种新型发电方式,图8和图9是其工作原理示意图。图8中的长方体是发电导管,其中空部分的长、高、宽分别为
、
、
,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电阻
相连。整个发电导管处于图9中磁场线圈产生的匀强磁场里,磁感应强度为B,方向如图所示。发电导管内有电阻率为
的高温、高速电离气体沿导管向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用,产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同,且不存在磁场时电离气体流速为
,电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比,发电导管两端的电离气体压强差
维持恒定,求:
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|||||
(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大;
(2)磁流体发电机的电动势E的大小;
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P。
解析:(1)不存在磁场时,由力的平衡得
……①
(2)设磁场存在时的气体流速为
,则磁流体发电机的电动势
……②
回路中的电流
……③ ,电流I受到的安培力
……④
设
为存在磁场时的摩擦阻力,依题意
……⑦
存在磁场时,由力的平衡得
……⑧
根据上述各式解得
……⑨
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率
……⑩
由能量守恒定律得
……11
故
……12
例6(04年天津理综17): 中子内有一个电荷量为
的上夸克和两个电荷量为
的下夸克,一简单模型是三个夸克都在半径为
的同一圆周上,如图4所示。图5给出的四幅图中,能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )
![]()
图4
![]()
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解析:由库仑定律和力的合成知识可知,D选项正确
例7(04年广西理综13):已经证实,质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为
,下夸克带电为
,e为电子所带电量的大小,如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为
,
,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)
解析:质子带电为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的,按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,如图6所示。
上夸克与上夸克之间的静电力应为
……①
代入数值,得
=46N,为斥力。
上夸克与下夸克之间的静电力为
……②
代入数值,得
=23N,为引力。