至于未來(lái)的半決賽和決賽,我不會(huì)發(fā)表評(píng)論。
1. 氫原子基態(tài)電子的結(jié)合能
與氦離子(
)基態(tài)電子的結(jié)合能
的比率最接近 ( )
答案:D
解釋?zhuān)哼@道題對(duì)于某些人來(lái)說(shuō)并不困難,但對(duì)于困難的人來(lái)說(shuō)卻很困惑。
這道題涉及到高中物理中比結(jié)合能的知識(shí),也涉及到玻爾能級(jí)躍遷的知識(shí)。 我將用我寫(xiě)的書(shū)(第二卷第706頁(yè))第27章中的示例5來(lái)回答。
例5 基于上述假設(shè),玻爾利用經(jīng)典電磁場(chǎng)理論和牛頓力學(xué)知識(shí)計(jì)算了氫原子的軌道半徑和能量,得到以下結(jié)果:
軌道半徑:
,在
稱(chēng)為玻爾半徑。
穩(wěn)態(tài)能量:
,在
稱(chēng)為基態(tài)能量。
請(qǐng)給
,
里德伯常數(shù)的表達(dá)式并推導(dǎo)出里德伯常數(shù)的表達(dá)式。
回頭看這個(gè)問(wèn)題:
無(wú)非是中央核心
成為
,就這樣,接下來(lái)就是通過(guò)一系列的轉(zhuǎn)換來(lái)獲取能量了
和
具體關(guān)系可以立即解決這個(gè)問(wèn)題。 詳情如下:
答案:B
說(shuō)明:對(duì)于參賽者來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常有趣的評(píng)分問(wèn)題,它只是一個(gè)簡(jiǎn)單的多個(gè)電源的網(wǎng)絡(luò)連接問(wèn)題(參見(jiàn)下卷第十七章“有趣的電阻網(wǎng)絡(luò)”)。
您可以使用標(biāo)準(zhǔn)方法,即列出三個(gè)電流方程和三個(gè)電壓方程并同時(shí)求解它們。 當(dāng)你實(shí)際求解它們時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)只需要三個(gè)環(huán)路電壓方程。 感悟方法1.當(dāng)然還有更簡(jiǎn)單的方法,就是要注意電源沒(méi)有內(nèi)阻,所以電源兩端的電位差就是電源的電動(dòng)勢(shì),會(huì)極大地影響電源的電動(dòng)勢(shì)。簡(jiǎn)化計(jì)算。 洞察方法2.
3、如圖所示,一定量的理想氣體經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程,如圖所示:bca、bda、bea。 已知bca是絕熱過(guò)程。 下列說(shuō)法正確的是()
A.bda是系統(tǒng)吸收外界熱量的過(guò)程
B.bda是系統(tǒng)對(duì)外界做負(fù)功的過(guò)程
C.bea是系統(tǒng)從外界吸收熱量的過(guò)程
D.bea是系統(tǒng)對(duì)外界做負(fù)功的過(guò)程
答案:ABD
解釋?zhuān)哼@道題實(shí)際上是一個(gè)關(guān)于循環(huán)過(guò)程的題。 由于acb過(guò)程是一個(gè)絕熱過(guò)程高中物理競(jìng)賽預(yù)賽題,因此對(duì)整個(gè)循環(huán)過(guò)程會(huì)有很大的幫助。
4、如圖所示,兩個(gè)質(zhì)子固定在邊長(zhǎng)為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上
和兩個(gè)正電子
。 當(dāng)這四個(gè)粒子在某一時(shí)刻從靜止?fàn)顟B(tài)釋放出來(lái)時(shí),只考慮它們?cè)诒舜酥g電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng),不考慮電磁輻射。已知電子電荷為
,真空介電常數(shù)為
。 經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,單個(gè)質(zhì)子和單個(gè)正電子的動(dòng)能最接近的結(jié)果是()
答案:A
分析:因?yàn)?span style="display:none">Wtz物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
,因此可以認(rèn)為電子對(duì)質(zhì)子的作用力可以忽略不計(jì),即當(dāng)電子運(yùn)行到無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí),兩個(gè)質(zhì)子保持靜止。
對(duì)于兩個(gè)正電子系統(tǒng)高中物理競(jìng)賽預(yù)賽題,我們有
必須
當(dāng)電子完全遠(yuǎn)離時(shí),對(duì)于兩個(gè)質(zhì)子系統(tǒng),我們有
必須
5.關(guān)于導(dǎo)體空腔內(nèi)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì),下列說(shuō)法正確的是()
A、電勢(shì)值和場(chǎng)強(qiáng)不受腔外電荷的影響。
B. 電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的大小會(huì)受到腔外電荷的影響
C、場(chǎng)強(qiáng)不受腔外電荷的影響,但電位的值會(huì)受腔外電荷的影響。
D、電位的大小不受腔外電荷的影響,但場(chǎng)強(qiáng)會(huì)受腔外電荷的影響。
答案:C
注意:為了澄清這個(gè)問(wèn)題,最好仔細(xì)閱讀第 15 章中的 15.4 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體部分。
分析:靜電屏蔽的過(guò)程分為兩類(lèi),一類(lèi)是接地/固定電位導(dǎo)體的屏蔽,另一類(lèi)是隔離導(dǎo)體的屏蔽作用。 假設(shè)空腔內(nèi)部沒(méi)有電荷,當(dāng)導(dǎo)體空腔外部出現(xiàn)電荷時(shí),無(wú)論何種情況,靜電平衡都會(huì)要求表面電荷滿足:
1. 表面等電位
2.內(nèi)部無(wú)電場(chǎng)
這種情況與有無(wú)空洞無(wú)關(guān)。 即使有空腔,無(wú)空腔方案仍然滿足空腔要求。 根據(jù)靜電場(chǎng)唯一性定理,無(wú)空腔解必須與無(wú)空腔解一致。
這適用于兩種類(lèi)型的屏蔽,但這兩種類(lèi)型的屏蔽的主要問(wèn)題是電荷守恒。
前者電荷不守恒,但電勢(shì)將受到唯一控制; 而后者的電荷是守恒的,屏蔽過(guò)程造成的導(dǎo)體電荷積累必須從其他地方獲取。
這表明對(duì)于第一種屏蔽,空腔的電勢(shì)是恒定的。
然而,第二輪電荷傳輸改變了導(dǎo)體的電勢(shì)。
例如,孤立導(dǎo)體球上的電成像過(guò)程將在表面產(chǎn)生均勻的電荷。
,該電荷改變導(dǎo)體的電勢(shì),但不會(huì)在空腔內(nèi)產(chǎn)生任何電場(chǎng)。
根據(jù)疊加原理,外部影響加上腔內(nèi)貢獻(xiàn)等于總變化。 由此可見(jiàn),第一類(lèi)屏蔽的空腔不受外界影響,但第二類(lèi)屏蔽的空腔內(nèi)電位會(huì)受到外界影響,出現(xiàn)一個(gè)“零點(diǎn)值”將被添加到整體中。
這道題并沒(méi)有明確說(shuō)明是哪種類(lèi)型的導(dǎo)體屏蔽,但是從題型設(shè)計(jì)上可以明顯看出是第二種屏蔽。 據(jù)此,只能考慮選項(xiàng)C。
