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从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利...

从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。

例如,玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。

(1)已知电子质量为m,电荷为e,静电力常量为k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为R。氢原予处于基态时,电子绕原子核运动,可等效为环形电流,求此等效电流值。

(2)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能Eo=0.35MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核和中子()的动能。已知氘核的质量mD=2.0141u,中子的质量mn=1.0087u,氦核的质量mHe=3.0160u,其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV?(结果保留1位有效数字

 

(1)(2), 【解析】根据库仑力提供向心力,结合电流表达式即可求解;根据动量守恒定律求出氢原子的动量,结合能量与动量守恒即可求解; 【解析】 (1)电子绕原子核运动 解得 故等效电流值 (2)核反应所释放的能量为 核反应前后动量守恒: 动能 可知 根据能量守恒 联立解得  
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如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0 ,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 ,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=NBMS cos t,其中BM为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.忽略灯丝电阻随温度的变化,求:

(1)线圈中产生感应电动势的最大值;

(2)小灯泡消耗的电功率;

(3)在磁感应强度变化的0~ 时间内,通过小灯泡的电荷量.

 

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某地在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9kW,输出电压为500V,输电线的总电阻为10Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%。求:

(1)村民和村办小企业需要220V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)

(2)若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?

 

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所示,固定在水平地面上的圆筒气缸内有一定质量的理想气体,气缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与气缸壁的接触是光滑的,且不漏气.已知外界大气压强为P0,活塞面积为S,活塞厚度不计,开始时活塞处于气缸中央位置,求:将活塞缓慢地向右移动至气缸右端口时的水平拉力F大小.

 

 

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在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:

①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定;

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;

⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。

完成下列填空:

(1)上述步骤中,正确的顺序是:④①_________(填写步骤前面的数字)

(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m(结果保留1位有效数字)。

(3)下列说法不能作为油膜法粗略测定分子直径的实验基础是_________

A.油滴扩散为油膜时体积不变

B.油酸分子直径的数量级是10-10 m

C.让油酸在水面上充分散开,形成单分子油膜

(4)实验中若油酸未完全散开,会导致计算分子直径的结果_________(选填“偏大”或“偏小”)。

 

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如图所示,是使用光电管的原理图。当用某种频率的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过.

①当变阻器的滑动端P______________端滑动时(选填“A”“B”),通过电流表的电流将会减小.

②当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能为_______________ (已知电子电荷量为e).

③如果不改变入射光的频率,而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将_______ (选填增大”、“减小不变”).

 

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