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题型：综合题题类：模拟题难易度：普通

河北省2021届高三普通高中物理学业水平选择性考试模拟演练试卷

在弗兰克-赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。假设改用质子碰撞氢原子来实现氢原子的能级跃迁，实验装置如图1所示。紧靠电极A的O点处的质子经电压为U₁的电极AB加速后，进入两金属网电极B和C之间的等势区。在BC区质子与静止的氢原子发生碰撞，氢原子吸收能量由基态跃迁到激发态。质子在碰撞后继续运动进入CD减速区，若质子能够到达电极D，则在电流表上可以观测到电流脉冲。已知质子质量m_p与氢原子质量m_H均为m，质子的电荷量为e，氢原子能级图如图2所示，忽略质子在O点时的初速度，质子和氢原子只发生一次正碰。

（1）、求质子到达电极B时的速度v₀；

（2）、假定质子和氢原子碰撞时，质子初动能的 $\text{[math]}$ 被氢原子吸收用于能级跃迁。要出现电流脉冲，求CD间电压U₂与U₁应满足的关系式；

（3）、要使碰撞后氢原子从基态跃迁到第一激发态，求U₁的最小值。

举一反三

如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m ，速度大小为2v₀ ，方向向右，滑块B的质量为2m ，速度大小为v₀ ，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是（）

如图所示是氢原子的能级图，用光子能量为12.75eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有（）

质量为m₁=1kg和m₂（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其x﹣t图象如图所示，则（　　）

A、B两球在光滑水平面上相向运动，两球相碰后有一球停止运动，则下述说法中正确的是（）

一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（）

如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB，FG和直窄轨BC，GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段均为竖直的 $\text{[math]}$ 圆弧，半径相等，分别在B，G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，BC、GH等长且与DE，IJ均相互平行，CD，HI等长，共线，且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场，窄轨间距为 $\text{[math]}$ ，宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a，b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为L，质量均为m，电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，求：

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