根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知...

根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知普朗克常数h，真空中光速为c，电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k.

氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：Ep=-k（以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。

①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式

②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。

③氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为：，n = 3、4、5…，请根据玻尔理论推导巴耳末公式并确定里德堡常数R的表达式。

①②③ 【解析】①设电子在第n轨道上运动的速度大小为，根据牛顿第二定律有电子在第n轨道运动的动能电子在第n轨道运动时氢原子的能量又因为则有其中命题得证。 ②由①可知，电子从第2轨道跃迁到第1轨道所释放的能量电子在第4轨道运动时氢原子的能量设氢原子电离后电子具有的动能为Ek，根据能量守恒有解得 ③玻尔理论认为巴耳末系为氢原子从n=3、4、5…，等能级向n=2的能级跃迁时发出的光，根据玻尔跃迁假设可知即所以n=3、4、5…，对照巴耳末公式可知里德堡常数

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考点分析：

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均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行。当cd边刚进入磁场时：

（1）求线框中产生的感应电动势大小；

（2）求cd两点间的电势差大小；

（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。

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(1)图为示波器面板的图示，荧光屏上显示的是一个位于屏幕右下方、线条较粗且模糊不清的波形。若要将该波形调至屏中央，应调节______；若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节_______；若要在屏上只显示一个周期的波形，应调节________。（选填选项前的字母）

A．衰减旋钮

B．聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮

C．水平位移旋钮和垂直位移旋钮

D．扫描微调旋钮和扫描范围旋钮

(2)两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

①实验中必须满足的条件是__________。

A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

D．两球的质量必须相等

②测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图11中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式_______________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式________________________时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。

③乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式___________________________________时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。

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据报道，我国实施的“双星”计划发射的卫星中放置了一种“磁强计”，用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。磁强计的原理如图所示：电路中有一段金属导体，它的横截面积是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e。金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动。若测出金属导体前后两个侧面间(z=a为前侧面，z=0为后侧面)的电势差为U，那么（）