题目列表(包括答案和解析)
物理学家密立根1911年曾以著名的油滴实验推断出自然界存在基元电荷,并推算出基元电荷的带电量。下面让我们追溯这个实验过程,并提出问题。
如图所示,两块水平放置的平行金属板间距离为d,油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。油滴所受空气的浮力远小于重力,可以忽略。当平行金属板间没加电压时,由于空气阻力与速度大小成正比(设比例系数为常数k,且k>0),经过一短时间,即可观察到质量为m的带电油滴以恒定的速率v1在空气中缓慢降落。
(1) 若在平行金属板间加电压U(上极板为正),可见到油滴以恒定速率v2缓慢上升。设重力加速度为g,试求油滴所带电量q(用d、U、k、vl、v2等已知量表示)。
(2) 若平行金属板间不加电压,油滴在两板间以恒定速率v1下降时,移动某一竖直距离所需时间为t1;加了电压U后,油滴以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2,则油滴的带电量可表示为。试用已知量d、g、U、t1及油滴质量m来表示A的表达式。
(3) 若这时把加在平行金属板间的电压撤除,使油滴以恒定速率下降一段距离;然后向平行金属板间照射X射线,改变油滴的带电量后,又在平行金属板间加上电压U,测定该油滴匀速上升同一竖直距离的时间t2。依此类推,多次实验的结果表明总是0.00535s-1的整数倍。由此可推论:自然界中一定存在基元电荷。已知该实验中测得的一组数据如下:d=2.0´10-2m,m=3.2´10-16kg,t1=11.9s,U=25V,并取g=9.8m/s2,试由此计算基元电荷的带电量(取两位有效数字)。
电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源相连接,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,经过上面金属板中间的小孔,落到两板之间的匀强电场中,在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动。大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时因摩擦而带电,密立根通过实验测得数千个油滴所带电荷量,并分析得出这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量即电子所带的电荷量。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πrηv,
式中r为油滴的半径,η为粘度系数。
K(1)实验中先将开关S断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,粘度系数为η,空气的浮力远小于重力,可以忽略,试由以上数据计算小油滴的半径r。
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关S闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,已知两金属板间的距离为d,电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量。
⑴下列说法掌握正确的是
A.有的物质微粒在不同条件下可以按不同的规则在空间分布,因此可以生成不同的晶体
B.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径
C.已知某物质的摩尔质量为M,密度为,阿伏加德罗常数为NA,则该种物质的分子体积为
D.在温度不变的情况下,增大液面上方饱和汽的体积,待气体重新达到饱和时,饱和汽的密度不变,压强也不变
E.伴随着熵增加的同时,一切不可逆过程总会使自然界的能量品质不断退化,逐渐丧失做功本领,所以人类必须节约能源
⑵某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了.而手表没有受到任何撞击,该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为1.0×105 Pa(常温下的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104 Pa时表盘玻璃将爆裂.当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃,表内气体体积的变化可忽略不计.
①通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的?
②当时外界的大气压强为多少?
⑴下列说法掌握正确的是
A.有的物质微粒在不同条件下可以按不同的规则在空间分布,因此可以生成不同的晶体 |
B.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径![]() |
C.已知某物质的摩尔质量为M,密度为![]() ![]() |
D.在温度不变的情况下,增大液面上方饱和汽的体积,待气体重新达到饱和时,饱和汽的密度不变,压强也不变 |
⑴下列说法掌握正确的是
A.有的物质微粒在不同条件下可以按不同的规则在空间分布,因此可以生成不同的晶体
B.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径
C.已知某物质的摩尔质量为M,密度为,阿伏加德罗常数为NA,则该种物质的分子体积为
D.在温度不变的情况下,增大液面上方饱和汽的体积,待气体重新达到饱和时,饱和汽的密度不变,压强也不变
E.伴随着熵增加的同时,一切不可逆过程总会使自然界的能量品质不断退化,逐渐丧失做功本领,所以人类必须节约能源
⑵某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了.而手表没有受到任何撞击,该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为1.0×105 Pa(常温下的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104 Pa时表盘玻璃将爆裂.当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃,表内气体体积的变化可忽略不计.
①通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的?
②当时外界的大气压强为多少?
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com