二物理大题教学课件.docx

二物理大题教学课件.docx二、解答题(1)如图甲为光电管产生的光电子进行比荷测定的原理装置图,整个装置放在真空屮,电源电动热为E,内阻为厂,局的总电阻为4厂,两块水平的平行金属板分别由两种材料制成,其中N为锌板,M为铜板,两板相距为〃,当仅锌板N受紫外线照射后,将发射沿不同方向运动的光电子,形成电流,从而引起电流计的指针偏转,若闭合开关S,调节&逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小,当电压表示数为U时,电流恰好为零,此时滑动变阻器Pb之间的阻值为Rpb。若切断开关S,在MN间加垂直于纸面磁感应强度为B的匀强磁场吋,也恰能使电流计的电流为零,求:•铜板、S\(工光灯 锌板滑动变阻器Pb的阻值Rpb大小?光电子的比荷为多大?(2)现将装置中的部分器材拆除,如图乙所示。让频率为u紫外线同时照射原来都不带电的锌板和铜板,已知锌板和铜板的极限频率分别为U1和U2,且Ui<U<U2^板面积为S,间距〃保持不变。假设光电子全部到达另一极板,试导出电容器的最终所带的电荷量(已知普朗克常量为力,电子的电量的绝对值为£,真空屮介质的介电常数为勺,平行板电容器的电容决定式为C=卑)a固定的E形磁铁的两侧为S极,中心为N极,磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度为B,其结构如图甲、乙所示。套在N极的正方形金属线圈可以在竖直方向无摩擦地运动,该线圈的质量为加,边长为厶,电阻为/?•将线圈自d点由静止释放,下落高度为力到侧视•・S\<—Y-N/S\Z 、方点时线圈的速度为-重力加速度为g,不计空气阻力。图乙:俯視⑴求线圈运动到b点吋线圈中电流的大小/;⑵求线圈由a运动到h过程中所产生焦耳热Q;(3)如果要使线圈由b到d做初速度为零的匀加速直线运动,需要对线圈施加竖直方向的作用力F,请你说明这个作用力F大小的变化规律。3・为了方便研究物体与地球间的万有引力问题,通常将地球视为质量分布均匀的球体。已知地球的质量为M,半径为/?,引力常量为G,不考虑空气阻力的影响。(1) 求北极点的重力加速度的大小;(2) 若“天宫二号”绕地球运动的轨道可视为圆周,其轨道距地面的高度为方,求“天宫二号”绕地球运行的周期和速率;(3) 若已知地球质量M=,地球半径/?=6400km,其自转周期T=24h,引力常量G=-nN・n?/kg2。在赤道处地面有一质量为加的物体A,用%表示物体A在赤道处地面上所受的重力,F。表示其在赤道处地面上所受的万有引力。请求出乎的值(结果保留1位有效数字),并以此为依据说明在处理Fo万有引力和重力的关系时,为什么经常可以忽略地球自转的影响。4・(1)科学家发现,除了类似太阳系的恒星■行星系统,还存在许多双星系统,通过对它们的研究,使我们对宇宙有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体构成,其中每个星体的线度 (直径) 都远小于两星体间的距离,一般双星系统距离其它星体很远,可以当做孤立系统处理。己知某双星系统中每个星体的质量都是Mo,两者相距L,它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动,引力常量为G。求该双星系统中每个星体的线速度大小中如果质量分別为mi和m2的质点相距为r时,它们之间的引力势能的表达式为—G仍些,求该双星系统的机械能。r(2)微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子模型,因为原子核的质量远大于电子质量,可以忽略原子核的运动,形成类似天文学中的恒星■行星系统,记为模型I。另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转,而是类似天文学中的双星系统,核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动,记为模型II。假设核外电子的质量为氢原子核的质量为M,二者相距为厂,静电力常量为k,电子和氢原子核的电荷量均为e。己知电荷量分别为+6和5的点电荷相距为厂时,它们之间的电势能的表达式为E=-k^or模型I、II中系统的能量分别用G、 5表示,请推理分析,比较门、Eu的大小关系;模型I、II中电子做匀速圆周运动的 线速度分别用⑷、血表示,通常情况下氢原子的研究采用模型I的方案,请从线速度的角度分析这样做的合理性。为研究一均匀带正电球体A周围静电场的性质,小明同学在干燥的环境中先将人放在一灵敏电子秤的绝缘托盘上(如图10甲所示),此时电子秤的示数为A/】;再将另一小球3用绝缘细线悬挂在一绝缘支架上,使其位于4球的正上方P点,电子秤稳定时的示数减小为川2。已知小球B所带电荷量为・q,且q远小于球A所带的电荷量,球人与球3之间的距离远大于两球的半径。(1)根据上述信息,求:①球A对球B的电场力大小和方向;球4激发的电场在P点处的电场强度的大小;将球B在移到P点的正上方某处静止时,电子秤稳定后的示数减小为心。请分析说明何3与“2的大小关系。(2)现缓慢拉动绝缘细线,使小球3从P点沿竖直方向逐步上升到Q点,用刻度尺测出P