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1、'*高考物理壓軸題匯編如圖所示，在盛水的圓柱型容器內豎直地浮著一塊圓柱型的木塊，木塊的體積為V，高為h，其密度為水密度ρ的二分之一，橫截面積為容器橫截面積的二分之一，在水面靜止時，水高為2h，現(xiàn)用力緩慢地將木塊壓到容器底部，若水不會從容器中溢出，求壓力所做的功。解：由題意知木塊的密度為ρ/2，所以木塊未加壓力時，將有一半浸在水中，即入水深度為h/2，木塊向下壓，水面就升高，由于木塊橫截面積是容器的1/2，所以當木塊上底面與水面平齊時，水面上升h/4，木塊下降h/4，即：木塊下降h/4，同時把它新占據(jù)的下部V/4體積的水重心升高3
2、h/4，由功能關系可得這一階段壓力所做的功壓力繼續(xù)把木塊壓到容器底部，在這一階段，木塊重心下降，同時底部被木塊所占空間的水重心升高，由功能關系可得這一階段壓力所做的功整個過程壓力做的總功為：(16分)為了證實玻爾關于原子存在分立能態(tài)的假設，歷史上曾經(jīng)有過著名的夫蘭克—赫茲實驗，其實驗裝置的原理示意圖如圖所示.由電子槍A射出的電子，射進一個容器B中，其中有氦氣.電子在O點與氦原子發(fā)生碰撞后，進入速度選擇器C，然后進入檢測裝置D.速度選擇器C由兩個同心的圓弧形電極P1和P2組成，當兩極間加以電壓U時，只允許具有確定能量的電子通過，并
3、進入檢測裝置D.由檢測裝置測出電子產生的電流I，改變電壓U，同時測出I的數(shù)值，即可確定碰撞后進入速度選擇器的電子的能量分布.'*我們合理簡化問題，設電子與原子碰撞前原子是靜止的，原子質量比電子質量大很多，碰撞后，原子雖然稍微被碰動，但忽略這一能量損失，設原子未動（即忽略電子與原子碰撞過程中，原子得到的機械能）.實驗表明，在一定條件下，有些電子與原子碰撞后沒有動能損失,電子只改變運動方向.有些電子與原子碰撞時要損失動能，所損失的動能被原子吸收，使原子自身體系能量增大，(1)設速度選擇器兩極間的電壓為U（V）時，允許通過的電子的動能
4、為Ek（eV），導出Ek（eV）與U（V）的函數(shù)關系（設通過選擇器的電子的軌道半徑r=20.0cm，電極P1和P2之間隔d=1.00cm,兩極間場強大小處處相同），要說明為什么有些電子不能進入到接收器.(2)當電子槍射出的電子動能Ek=50.0eV時，改變電壓U（V），測出電流I（A），得出下圖所示的I—U圖線，圖線表明，當電壓U為5.00V、2.88V、2.72V、2.64V時，電流出現(xiàn)峰值，定性分析論述I—U圖線的物理意義.(3)根據(jù)上述實驗結果求出氦原子三個激發(fā)態(tài)的能級En（eV），設其基態(tài)E1=0.解：(1)當兩極間電壓
5、為U時，具有速度v的電子進入速度選擇器兩極間的電場中，所受電場力方向與v垂直，且大小不變，則電子在兩極間做勻速圓周運動，電場力提供向心力，設電子質量為m，電量為e,則電場力F=qE=eU/d根據(jù)牛頓第二定律有eU/d=mv2/R解得電子動能Ek=mv2/2=eUR/2d=10.0U(eV)(6分)即動能與電壓成正比,此結果表明當兩極間電壓為U時，允許通過動能為10.0U（eV）的電子，而那些大于或小于10U（eV）的電子，由于受到過小或過大的力作用做趨心或離心運動而分別落在兩電極上，不能到達檢測裝置D.（2）I—U圖線表明電壓為
6、5.0V時有峰值，表明動能為50.0eV的電子通過選擇器，碰撞后電子動能等于入射時初動能，即碰撞中原子沒有吸收能量，其能級不變．當電壓為2.88V、2.72V、2.64V時出現(xiàn)峰值，表明電子碰撞后，動能分別從50.0eV，變?yōu)?8.8eV，27.2eV、26.4eV,電子通過選擇器進入檢測器，它們減小的動能分別在碰撞時被原子吸收，I—U圖線在特定能量處出現(xiàn)峰值，表明原子能量的吸收是有選擇的、分立的、不連續(xù)的存在定態(tài).(例如在電壓為4.0V時沒有電流，表明碰撞后，電子中沒有動能為40.0eV的電子，即碰撞中，電子動能不可能只損失（
7、50.0-40.0）eV=10.0eV，也就是說氦原子不吸收10.0eV的能量，即10.0eV不滿足能級差要求)(4分)（3）設原子激發(fā)態(tài)的能極為En，E1=0，則從實驗結果可知，氦原子可能的激發(fā)態(tài)能級中有以下幾個能級存在：（50．0-28．8）eV=21.2eV(50.0-27.2)eV=22.8eV(50.0-26.4)eV=23.6eV(6分)17.(14分)如圖甲，A、B兩板間距為，板間電勢差為U，C、D兩板間距離和板長均為L，兩板間加一如圖乙所示的電壓.在S處有一電量為q、質量為m的帶電粒子，經(jīng)A、B間電場加速又經(jīng)C、
8、D間電場偏轉后進入一個垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，磁感強度為B.不計重力影響，欲使該帶電粒子經(jīng)過某路徑后能返回S處.求：(1)勻強磁場的寬度L′至少為多少?(2)該帶電粒子周期性運動的周期T.'*(1)AB加速階段，由動能定理得：①偏轉階段，帶電粒子作類平拋運動
