【題目】1951年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”，所謂“電子偶數(shù)”，就是由一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子繞它們的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)形成的相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)．已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均為me，普朗克常數(shù)為h，靜電力常量為k．

（1）若正、負(fù)電子是由一個(gè)光子和核場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的，且相互作用過(guò)程中核場(chǎng)不提供能量，則此光子的頻率必須大于某個(gè)臨界值，此臨界值為多大？

（2）假設(shè)“電子偶數(shù)”中正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r、運(yùn)動(dòng)速度v及電子的質(zhì)量滿足量子化理論：2mevnrn＝，n＝1，2…，“電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)的電勢(shì)能之和，已知兩正負(fù)電子相距為L時(shí)的電勢(shì)能為．試求n＝1時(shí)“電子偶數(shù)”的能量．

（3）“電子偶數(shù)”由第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出光子的波長(zhǎng)為多大？

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）設(shè)光子頻率的臨界值為ν0，則由能量定恒可得hv0＝2mec2，可得：

（2）由于正、負(fù)電子質(zhì)量相等，故兩電子的軌道半徑相等，設(shè)為rn，則正、負(fù)電子間距為2rn，速度均為vn，則由牛頓第二定律可得

依題意，有

而電子偶數(shù)能量　

聯(lián)立得：，n＝1，2

當(dāng)n＝1時(shí)，

（3）由上式可得電子偶數(shù)處于第一激發(fā)態(tài)時(shí)的能量為，即與相同．設(shè)電子偶數(shù)從第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)發(fā)出光子的波長(zhǎng)為λ，則

由以上各式可解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能量，利用海洋的波浪可以發(fā)電．在我國(guó)南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理示意圖如圖甲所示．浮桶內(nèi)的磁體通過(guò)支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，且始終處于磁場(chǎng)中，該線圈與阻值R＝15Ω的燈泡相連．浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成（圖中斜線陰影部分），如圖乙所示，其內(nèi)為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體，與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計(jì)；匝數(shù)N＝200的線圈所在處輻射磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，線圈直徑D＝0.4m，電阻r＝1Ω．取重力加速度g＝10m／s2，π2≈10．若浮桶隨波浪上下運(yùn)動(dòng)的速度可表示為v＝0.4πsin（πt）m／s．則下列說(shuō)法正確的是

A. 波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝0.32sin（πt）V

B. 燈泡中電流i的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝0.02sin（πt）A

C. 燈泡的電功率為120W

D. 燈泡兩端電壓的有效值為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】煙霧探測(cè)器使用了一種半衰期為432年的放射性元素镅來(lái)探測(cè)煙霧。當(dāng)正�？諝夥肿哟┻^(guò)探測(cè)器時(shí),镅會(huì)釋放出射線將它們電離,從而產(chǎn)生電流。煙塵一旦進(jìn)入探測(cè)腔內(nèi),煙塵中的微粒會(huì)吸附部分射線,導(dǎo)致電流減小,從而觸發(fā)警報(bào)。則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 镅發(fā)出的是倫琴射線

B. 镅發(fā)出的射線是因?yàn)轱言影l(fā)生能級(jí)躍遷

C. 镅在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于溫度升高半衰期變短

D. 0.2g 的镅經(jīng)864年將衰變掉0.15g

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中。

(1)利用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬小球直徑如圖甲所示，小球直徑d＝________cm。

L/m

0.400

0.500

0.600

0.800

1.200

T2/s2

1.60

2.10

2.40

3.20

4.80

(2)某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如表，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出LT2圖像。由圖像可得重力加速度g＝______m/s2(保留三位有效數(shù)字 )。

(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑，其他操作無(wú)誤，那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖像可能是下列圖像中的________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】1831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)．如圖所示為一圓盤(pán)發(fā)電機(jī)對(duì)小燈泡供電的示意圖，銅圓盤(pán)可繞豎直銅軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩塊銅片C、D分別與圓盤(pán)的豎直軸和邊緣接觸．已知銅圓盤(pán)半徑為L，接入電路中的電阻為r，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，小燈泡電阻為R.不計(jì)摩擦阻力，當(dāng)銅圓盤(pán)以角速度ω沿順時(shí)針?lè)较?/span>(俯視)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求：

(1) 銅圓盤(pán)的銅軸與邊緣之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E；

(2) 流過(guò)小燈泡的電流方向，以及小燈泡兩端的電壓U；

(3) 維持圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的外力的功率P.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用水平向右的恒力F 作用在某物體上，物體可在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然將F改為與水平方向成60o向上且大小不變（如圖乙所示），發(fā)現(xiàn)物體可繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是( ）

A. 該物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為/3

B. 使物體在該地面上勻速運(yùn)動(dòng)的最小拉力為F/2

C. 使物體在該地面上勻速運(yùn)動(dòng)的最小拉力為F/2

D. 若突然改用與水平方向成45o 向上的同樣大小的F作用（如圖丙），物體將加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(1)在“驗(yàn)證力合成的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，得到了如圖所示的圖形，圖中P為橡皮條的固定點(diǎn)，用兩只彈簧秤或用一只彈簧秤時(shí)，都將橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)拉到0點(diǎn)，其中力____________（選填 或 ）是實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得的合力。

(2)某同學(xué)認(rèn)為在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng)：其中正確的是（______________）。

A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)

B．使用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)一定要相等

C．在使用彈簧秤時(shí)要注意盡量使彈簧秤與木板平面平行

D．實(shí)驗(yàn)中要記錄力的大小和方向

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】近年來(lái)，隨著AI的迅猛發(fā)展，自動(dòng)分揀裝置在快遞業(yè)也得到廣泛的普及.如圖為某自動(dòng)分揀傳送裝置的簡(jiǎn)化示意圖，水平傳送帶右端與水平面相切，以v0=2m/s的恒定速率順時(shí)針運(yùn)行，傳送帶的長(zhǎng)度為L=7.6m.機(jī)械手將質(zhì)量為1kg的包裹A輕放在傳送帶的左端，經(jīng)過(guò)4s包裹A離開(kāi)傳送帶，與意外落在傳送帶右端質(zhì)量為3kg的包裹B發(fā)生正碰，碰后包裹B在水平面上滑行0.32m后靜止在分揀通道口，隨即被機(jī)械手分揀.已知包裹A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1，取g=10m/s2.求：

(1)包裹A與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)兩包裹碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能;

(3)包裹A是否會(huì)到達(dá)分揀通道口.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平地面上O點(diǎn)正上方不同高度的A、B兩點(diǎn)分別水平拋出一小球，如果兩球均落在同一點(diǎn)C上，則兩小球 （ ）

A. 落地的速度大小可能相同

B. 兩個(gè)小球下落時(shí)間一定不同

C. 落地的速度偏向角可能相同

D. 兩個(gè)小球拋出時(shí)的初速度可能相同

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