2018-2019学年河北省邢台市第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

2018-2019学年河北省邢台市第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

邢台一中2018-2019学年下学期第一次月考 高二年级物理试题 一、选择题（本题共12小题；每小题只有一个选项正确，每小题3分，共36分．）‎ ‎1. 下列关于布朗运动的说法，正确的是 A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列 C. 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D. 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，布朗运动不是由于液体各部分的温度不同而引起的选项AC错误；液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列，选项B正确；布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，选项D正确。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎2.如图所示，用F表示两分子间的作用力，用Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )‎ A. F不断增大，Ep不断减小 B. F不断增大，Ep先增大后减小 C. F先增大后减小，Ep不断减小 D. F、Ep都是先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当r=r0时，分子的引力与斥力大小相等，分子力为F=0。在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中，由图看出，分子力F先增大后减小。此过程分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能Ep减小。故C正确。故选C。‎ ‎3.关于分子动理论的规律，下列说法正确的是(　　)‎ A. 分子直径的数量级为10‎‎-15m B. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 C. 已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该气体分子之间的平均距离可以表示为 D. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．分子直径的数量级为10‎-10m，选项A错误；‎ B．对于气体分子间的距离远大于10r0，气体分子间不存在分子力，故选项B错误；‎ C．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则一个分子的体积，把一个分子占据的空间看做立方体，则该气体分子之间的平均距离可以表示为，选项C正确；‎ D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，故D错误；‎ ‎4.在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程，可能相同的物理量是________．‎ A. 遏止电压 B. 饱和光电流 C. 光电子的最大初动能 D. 逸出功 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 同一束光照射不同的金属，由可知，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的，故ACD正确，B错误。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎5.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是 A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C. 只要增大电压，光电流就会一直增大 D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0=eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误。所以AB正确，CD错误。‎ ‎6.美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，用X 光对静止的电子进行照射，照射后电子获得速度的同时，X光的运动方向也会发生相应的改变。下图是X射线的散射示意图，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把部分动量转移给电子,因此光子散射后频率变大 B. 康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量 C. X光散射后与散射前相比，速度将会变小 D. 散射后的光子虽然改变原来的运动方向，但频率保持不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把部分动量转移给电子，因此光子散射后能量减小，频率变小，选项A错误；‎ B．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项B正确； ‎ C．X光散射后与散射前相比速度不变，均为c，选项C错误；‎ D．散射后的光子改变原来的运动方向，能量减小，则频率减小，选项D错误。‎ ‎7.下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（  ）‎ ‎    ‎ A. 图甲：原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，而质子和中子由更小的微粒组成 B. 图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C. 图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 D. 图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现了康普顿效应，康普顿效应进一步表面光子具有动量，故A正确；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故B错误。玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确。普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故D正确。本题选错误的，故选B。‎ ‎【点睛】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性；康普顿效应进一步表面光子具有动量，进一步证明了光具有粒子性．‎ ‎8.Th具有放射性，经以下连续衰变过程，最后生成稳定的Pb：Th→Ra→Ac→Th→…→Pb，下列说法正确的是 A. Th和Th属于放射性同位素，其原子核中子数相同，质子数不同 B. Ra发生β衰变后变为Ac，说明Ra原子核内有β粒子 C. Ra的半衰期约为6.7年，将该元素掺杂到其他稳定元素中，半衰期将增大 D. 整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、和具有相同的质子数属于放射性同位素，其原子核质子数相同，中子数不同，故A错误；‎ B、发生衰变后变为，是原子核内一个中子转化为一个质子数放出电子，并非原子核内有电子，故B错误；‎ C、元素的半衰期不随物理和化学状态的改变而改变，故C错误；‎ D、衰变质量数不变，故，则，发生6次衰变，根据电荷数守恒可知：，得到：，故发生4次衰变，故D正确。‎ ‎9.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是(　　)‎ A. 密立根发现电子揭示了原子不是构成物质的最小微粒 B. 汤姆孙利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量 C. α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础 D. 卢瑟福发现了中子，在原子结构的研究方面做出了卓越贡献 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汤姆孙发现电子揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项A错误；‎ B．密立根利用油滴实验，根据电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量，选项B错误；‎ C．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项C正确；‎ D．卢瑟福发现了质子，查德威克发现中子，在原子结构的研究方面做出了卓越贡献，选项D错误。‎ ‎10.利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分 B. 利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分 C. 高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 D. 我们观察月亮射来的光的光谱，可以确定月亮的化学组成 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线。明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱，但不能用连续光谱。故A错误，B正确；‎ C．高温物体发出的光通过低温物质后的光谱上的暗线是吸收谱，吸收谱反映了低温物体的组成成分。故C错误。‎ D．月亮是反射太阳光，月球没有大气层，故观察月亮光谱，不可以确定月亮的化学组成，只能反映太阳的化学组成，故D错误。‎ ‎11.新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F2发生化学反应2X2O＋‎2F2===4XF＋O2之后，XF的半衰期为(　　)‎ A. 2天 B. 4天 C. 8天 D. 16天 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，因此放射性元素X无论以什么样的状态存在，其半衰期不发生变化，即XF的半衰期仍为8天，故选C；‎ ‎12.一个静止的放射性同位素的原子核衰变为，另一个也静止的天然放射性元素的原子核衰变为，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条径迹依次是（　　）‎ A. 电子、、、正电子 B. 、电子、正电子、‎ C. 、正电子、电子、‎ D. 正电子、、、电子 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】放射性元素放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒。由半径公式，可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而正电子和β粒子的电量比反冲核的电量小，则正电子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故轨迹1、2、3、4依次是：、电子、正电子、，故B正确，ACD错误。‎ 二、多选题（本题共10小题；每小题4分，共40分．多选题全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎13.关于内能和温度，下列说法正确的是(　　)‎ A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大 B. 物体的内能跟物体的温度和体积有关 C. 温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小 D. 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大，选项A正确；‎ B．物体的内能跟物体的温度和体积有关，选项B正确；‎ C．温度低的物体，其分子运动的平均动能小，但是分子的平均速率不一定小，选项C错误；‎ D．微观物体分子的动能与宏观物体的机械能无关，选项D错误。‎ ‎14.利用如图甲所示的实验装置观测光电效应,已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射频率ν之间的关系如图乙所示,电子的电荷量e=1.6×10‎-19 C,则(　　)。‎ A. 普朗克常量为 B. 该金属的逸出功为eU1‎ C. 要测得金属的遏止电压，电源的右端为正极 D. 若电流表的示数为10 μA,则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由光电效应方程可知，Uce=Ekm=hv-W0，则，知图线的斜率 ‎，那么普朗克常量，，则W0=U1e，选项A错误，B正确；‎ C．要测得金属的遏止电压，则K极接正极，即电源的右端为正极，选项C正确；‎ D．若电流表的示数为10 μA，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为个，选项D错误。‎ ‎15. 如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=3的激发态，下列说法正确的是：‎ A. 由n=2能级跃迁到n=1能级放出的光子频率最高 B. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 C. 用0．68eV的光子入射能使氢原子跃迁到n=4的激发态 D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6．34eV的金属能发生光电效应 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子能量为10．2eV，而n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子能量为12．09eV，故由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子能量小于由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子能量，所以由n=2能级跃迁到n=1能级放出的光子频率小，A错误；根据可得这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光，B正确；0．68eV小于1．51，故不能使得n=3能级上的氢原子电离，C错误；n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子能量为10．2eV，故可以使得逸出功为6．34eV的金属能发生光电效应，D正确；‎ 考点：考查了氢原子跃迁 名师点睛：本题涉及氢原子的能级公式和跃迁，光子的发射，光子能量的计算，光电效应等知识点，涉及面较广．只有入射光子的能量大于金属的逸出功才会发生光电效应．‎ ‎16.关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的有（　　）‎ A. 它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B. 它发展了卢瑟福的核式结构学说 C. 它完全抛弃了经典的电磁理论 D. 它引入了普朗克的量子理论 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ AB、玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，故A错误，B正确；‎ CD、玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱实验规律。但对于稍微复杂一点的原子如氦原子，玻尔理论就无法解释它的光谱现象。这说明玻尔理论还没有完全揭示微观粒子运动的规律。‎ 它的不足之处在于保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。故C错误，D正确。‎ 故选：BD.‎ ‎17.下列说法中正确的是(　　)‎ A. 1896年，法国的玛丽·居里首先发现了天然放射线 B. 查德威克通过实验验证了原子核内有中子 C. 人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从发现天然放射现象开始的 D. 氢有三种同位素（氕(H)、氘(H)、氚(H)）化学性质不同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．贝克勒尔首先发现了天然放射现象，故A错误；‎ B．查德威克通过实验验证了原子核内有中子，选项B正确；‎ C．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从发现天然放射现象开始的，选项C正确；‎ D．同位素最外层电子排布相同，化学性质几乎完全相同，故D错误。‎ ‎18. U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，可以判断下列说法正确的是(　　)‎ A. 图中a是84，b是206‎ B. Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的 C. Y和Z是同一种衰变 D. 从X衰变中放出的射线电离能力最强 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．衰变成，质量数不变，可知发生的是β衰变，则电荷数多1，可知a=84；Y衰变中，由衰变成，知电荷数少2，发生的是α衰变，质量数少4，则b=206，故A正确，B错误；‎ C．Z衰变，质量数少4，发生的是α衰变，Y和Z是同一种衰变，故C正确；‎ D．从X衰变中放出的射线是β射线，电离能力不是最强，故D错误。‎ ‎19.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是(　　)‎ A. 是原子核的人工转变 B. 是原子核的人工转变 C. 是α衰变 D. 是裂变反应 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．是原子核的人工转变，选项A正确；‎ B．是轻核聚变方程，选项B错误；‎ C．是人工转变方程，选项C错误；‎ D．是裂变反应，选项D正确。‎ ‎20.原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有(　　)‎ A. He核的结合能约为28MeV B. Li核比He核更稳定 C. 两个H核结合成He核时释放能量 D. U核中核子的平均结合能比Kr核中的大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．结合能等于比结合能与核子数的乘积，所以核的结合能为7×4=28MeV，故A正确；‎ B．核比结合能为7MeV，核为5MeV，比结合能越大的核越稳定，所以核比核更稳定，故B错误；‎ C．两个核结合成核即为核聚变，核聚变会释放大量的能量，故C正确；‎ D．核子的平均结合能就是比结合能，核中核子的平均结合能比核中的大，故D错误。‎ ‎21.下列说法正确的是(　　)‎ A. 已知氧气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出氧气分子的体积 B. 分子间同时存在引力和斥力，都随距离的增大而减小 C. 在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素 D. 扩散的快慢只和温度有关 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．已知氧气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出氧气分子运动占据的空间的体积，但不能求解氧气分子的体积，选项A错误；‎ B．分子间同时存在引力和斥力，都随距离的增大而减小，选项B正确；‎ C．在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，选项C正确；‎ D．扩散的快慢与温度、分子大小、浓度以及压强等都有关，选项D错误。‎ ‎22.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是 A. E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比 B. 根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能 C. 一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D. E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎：A、爱因斯坦提出的质能方程E=mc2告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比．故A正确．‎ B、△E=△mc2中△m是亏损质量，△E是释放的核能，故B正确．‎ C、核反应中若质量亏损，就要释放能量，所以一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损．故C正确．‎ D、E=mc2中的E是物体具有的能量．故D错误．‎ 清楚E=mc2和△E=△mc2的各个量的意义．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ 三、实验题（每空 2分，共6分）‎ ‎23. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每 1000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得 l mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为‎1 cm，则可求得：‎ ‎（1）油酸薄膜的面积是_____________cm2．‎ ‎（2）油酸分子的直径是______________ m．（结果保留两位有效数字）‎ ‎（3）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为_________‎ ‎【答案】115～120都对；6.3×10‎-10m～6.5×10‎-10m；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，共有115个方格，故油膜的面积．‎ ‎（2）1滴酒精油酸溶液的体积，由纯油酸与溶液体积比为0.6：1000，可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积，而1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积 所以油酸分子直径　‎ ‎（3）油酸的摩尔体积为：①‎ 每个油酸分子体积为：②‎ 阿伏伽德罗常数为：联立①②③解得：．‎ 考点：用油膜法估测分子的大小 点评：本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．‎ 四、计算题（本大题3小题，共28分，要求必须写出必要的文字说明、公式、主要的计算步骤和明确的答案。只有最后答案不给分。）‎ ‎24.匀强磁场中有一静止的原子核X，它自发地射出一个α粒子，α粒子的速度方向与磁感线垂直，若它在磁场中做圆周运动的半径为R，则反冲核的轨迹半径多大？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】α粒子与反冲核在垂直于磁场方向上动量守恒，有：mαvα＝m核v核①‎ 又洛伦兹力提供向心力由：Bqv＝ ‎ 得r＝②‎ 对α粒子有：Rα＝ ③‎ 对反冲核有：R核＝④‎ 联立①③④得：R核＝ Rα.‎ 即R核＝R ‎25.氢原子处于基态的能级值为﹣E1，原子其它各定态能量为，普朗克常量为h。原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。‎ ‎（1）求该金属的截止频率ν0‎ ‎（2）有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属，求：产生光电子的最大初动能。‎ ‎（3）现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的多少倍（可保留分数）？‎ ‎【答案】（1）（2）Ek= 3E1/16（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应，可知两能级间的能级差等于金属的逸出功，根据E2﹣（-E1）＝hv0得金属的截止频率为 ‎（2）释放出的能量最大的光子是由n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子 hν=E4-（-E1）=15E1/16‎ 由光电效应方程可得最大初动能： Ek=hν-W0=15E1/16-3E1/4=3E1/16‎ ‎（3）当大量氢原子处于n＝3能级时，可释放出的光子频率种类为N＝C42＝6 ‎ 氢原子从n=4能级自发跃迁，释放出的能量最小的光子是由n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子：‎ 释放出的能量最大的光子是由n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子：‎ 故 ‎26.汤姆逊用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A、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P和P'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P和P′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 ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，根据平衡条件列式即可；当极板间仅有偏转电场时，电子先做类似平抛运动，然后做匀速直线运动，根据运动学公式列式计算出总的偏转量即可求解。‎ ‎（1）当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，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v，则，得即；‎ ‎（2）当极板间仅有偏转电场 时，电子以速度v进入后，竖直方向作匀加速运动，‎ 加速度为 电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为 这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为 离开电场时竖直向上的分速度为 电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏 t2时间内向上运动的距离为 这样，电子向上的总偏转距离为，‎ 可解得：‎ 点睛：本题主要考查了带电粒子的偏转，关键是运用运动的分解与合成的知识，结合运动学公式求解出总偏转量，从而可得电子的比荷的表达式。‎ ‎ ‎