题目内容

两个电子分别以v、2v的速度与磁场方向垂直进入同一匀强磁场，它们在磁场中回旋的周期之比为_______，半径之比为_______

答案：1∶1,1∶2
练习册系列答案
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选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母前的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法正确的是
 

A．只要外界对气体做功，气体内能一定增大
B．物体由气态变成液态的过程，分子势能减小
C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
D．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
（2）如图所示精英家教网，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在一起，开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体．气缸和活塞均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢降低，则封闭气体的体积将
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），同时将
 
（填“吸热”、“放热”或“既不吸热，也不放热”）．
（3）某种油的密度为ρ，摩尔质量为M．取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面上，形成面积为S的单分子油膜．试估算：①阿伏加德罗常数；②其中一滴油滴含有的分子数．
B．（选修模块3-4）
（1）以下说法中正确的是
 

A．隐形战机表面涂料利用了干涉原理，对某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消
B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D．海市蜃楼是光的色散现象引起的
（2）有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是
 
（选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了其在实验室
得到的两个单摆的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比
La
Lb
=
 
．
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（3）如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=
3
，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．
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C．（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的有
 

A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D．β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分
（2）如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为
 
eV，若用此光照射逸出功为2.75V的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为
 
V
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（3）查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子．
完成下列核反应方程：24He+49Be→
 

通过在云室中让中子与静止的已知质量的核发生正碰的实验可以测定中子的质量，若已知被碰核氮核的质量为M，中子的入射速度大小为v，反弹速度大小为
13v
15
，氮核在碰撞中获得的速度大小为
2v
15
，则中子的质量多大？

（20分）惰性气体分子为单原子分子，在自由原子情形下，其电子电荷分布是球对称的。负电荷中心与原子核重合。但如两个原子接近，则彼此能因静电作用产生极化（正负电荷中心不重合），从而导致有相互作用力，这称为范德瓦尔斯相互作用。下面我们采用一种简化模型来研究此问题。

当负电中心与原子核不重合时，若以x表示负电中心相对正电荷（原子核）的位移，当x为正时，负电中心在正电荷的右侧，当x为负时，负电中心在正电荷的左侧，如图1所示。这时，原子核的正电荷对荷外负电荷的作用力f相当于一个劲度系数为k的弹簧的弹性力，即f=－kx，力的方向指向原子核，核外负电荷的质量全部集中在负电中心，此原子可用一弹簧振子来模拟。

今有两个相同的惰性气体原子，它们的原子核固定，相距为R，原子核正电荷的电荷量为q，核外负电荷的质量为m。因原子间的静电相互作用，负电中心相对各自原子核的位移分别为x1和x2，且|x1|和|x2|都远小于R，如图2所示。此时每个原子的负电荷除受到自己核的正电荷作用外，还受到另一原子的正、负电荷的作用。

众所周知，孤立谐振子的能量E=mv2+kx2是守恒的，式中v为质量m的振子运动的速度，x为振子相对平衡位置的位移。量子力学证明，在绝对零度时，谐振子的能量为hω，称为零点振动能，，h为普朗克常量，为振子的固有角频率。试计算在绝对零度时上述两个有范德瓦尔斯相互作用的惰性气体原子构成的体系的能量，与两个相距足够远的（可视为孤立的、没有范德瓦尔斯相互作用的）惰性气体原子的能量差，并从结果判定范德瓦尔斯相互作用是吸引还是排斥。可利用当|x|<<1时的近似式≈1+x－x2，(1+x)-1≈1－x+x2。
图16中B为电源，电动势E=27 V，内阻不计.固定电阻R1=500 Ω，R2为光敏电阻，C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1=8.0×10-2 m，两极板的间距d=1.0×10-2 m.S为屏，与极板垂直，到极板的距离l2=0.16 m.P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕AA′轴转动.当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1 000 Ω、2 000 Ω、4 500 Ω.有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×105 m/s连续不断地射入C.已知电子电荷量e=1.6×10-13 C，电子质量m=9×10-31 kg.忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力.假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变.

图16

（1）设圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y（计算结果保留两位有效数字）；

（2）设转盘按图16中箭头方向匀速转动，每3 s转一圈.取光束照在a、b分界处时t=0，试在图17给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（0-6 s间）.(要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值,不要求写出计算过程，只按画出的图线评分）

图17