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高考物理压轴题汇编

高考物理压轴题汇编

如图所示，在盛水的圆柱型容器内竖

直地浮着一块圆柱型的木块，木块的

积为V,高为h,其密度为水密度

P的二分之一，横截面积为容器横

截面积的二分之一，在水面静止时，水高为2h,

现用力缓慢地将木块压到容器底部，若水不会从

容器中溢出，求压力所做的功。

解：由题意知木块的

密度为P/2,所以

木块未加压力时，将

有一半浸在水中，即

入水深度为h/2,

木块向下压，水面就升高，由于木块横截面积是

容器的1/2,所以当木块上底面与水面平齐时，

水面上升h/4,木块下降h/4,即：木块下降h/4,

同时把它新占据的下部V/4积的水重心升高

3h/4,由功能关系可得这一阶段压力所做的功

vhph\.

压力继续把木块压到容器底部，在这一阶段，木

块重心下降%,同时底部被木块所占空间的水

重心升高5%,由功能关系可得这一阶段压力所

做的功必=Qg弓-吟g弓=当0劫

42416

整个过程压力做的总功为：

1,10f11

w=W|+W2=—pvgh+—pvg//=—pvgh

lololo

1（6分）为了证实玻尔关于原子存在分立能态的

假设，历史上曾经有过著名的夫兰克―赫兹实

验，其实验装置的

原理示意图如图

所示.由电子枪A

射出的电子，射进

一个容器B中，其中有氮气.电子在。点与氮原

子发生碰撞后，进入速度选择器G然后进入检

测装置D.速度选择器C由两个同心的圆弧形电

极巴和巴组成，当两极间加以电压〃时，只允

许具有确定能量的电子通过，并进入检测装置

D.由检测装置测出电子产生的电流I,改变电压

U,同时测出/的数值，即可确定碰撞后进入速

度选择器的电子的能量分布.

我们合理简化问题，设电子与原子碰撞前原子是

静止的，原子质量比电子质量大很多，碰撞后，

原子虽然稍微被碰动，但忽略这一能量损失，设

原子未动(即忽略电子与原子碰撞过程中，原子

得到的机械能).实验表明，在一定条件下，有

些电子与原子碰撞后没有动能损失，电子只改变

运动方向.有些电子与原子碰撞时要损失动能，

所损失的动能被原子吸收，使原子自身系能量

增大，

(1)设速度选择器两极间的电压为〃(V)时，允

许通过的电子的动能为瓦(eV),导出瓦(eV)

与〃(V)的函数关系(设通过选择器的电子的

轨道半径尸20.0cm,电极幺和R之间隔d=l.00

cm,两极间场强大小处处相同)，要说明为什么有

些电子不能进入到接收.

(2)当电子枪射出的电子动能区=50.0eV时，改

变电压〃(V),测出电流I(A),得出下图所示

的1—〃图线，图线表明，当电压〃为5.00V、

2.88V、2.72V、2.64V时，电流出现峰值，

定性分析论述一〃图线的物理意义.

3（）根据上述实验结果求出氯原子三个激发态的

能级瓦e（V）,设其基态氏=0.

解：1（）当两极间电压为〃时，具有速度。的电

子进入速度选择两极间的电场中，所受电场力

方向与。垂直，且大小不变，则电子在两极间做

匀速圆周运动，电场力提供向心力，设电子质量

为m,电量为e,则电场力F=qE=eU/d

根据牛顿第二定律有eU/^/R

解得电子动能E^mv/2=eUR/2d=^.0^e（V）6（

分）

即动能与电压成正比,此结果表明当两极间电压

为〃时，允许通过动能为10.0〃e（V）的电子，

而那些