高中物理电荷守恒定律简答题

利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有 $A$、 $B$两个滑块，滑块 $A$右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块 $B$左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验测得滑块 $A$质量 $m_1=0.310kg$，滑块 $B$的质量 $m_2=0.108kg$，遮光片的宽度 $d=1.00cm$；打点计时器所用的交流电的频率为 $f=50Hz$。将光电门固定在滑块 $B$的右侧，启动打点计时器，给滑块 $A$一向右的初速度，使它与 $B$相碰；碰后光电计时器显示的时间为 $∆t_B=3.500ms$，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。

若实验允许的相对误差绝对值 $\left|\frac{\mathrm{碰撞前后总动量之差}}{\mathrm{碰前总动量}}\right|\times 100\%$最大为 $5\%$，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。

[选修3-5]
（1）用大量具有12.5eV动能的电子撞击大量处于基态的氢原子，观察到了一定数目氢原子的光谱线，氢原子能级图如图所示，下列说法中正确的是 ；

A．实验中能产生三种谱线	B．波长最长的光子具有的能量为1.89eV
C．频率最高的光子具有的能量为12.5eV	D．电子撞击后的动能一定为2.3eV

（2）用（1）中氢发出的光照射光电管阴极，如图所示，闭合开关S，发现灵敏电流计中有电流通过，调节滑线变阻器，当电压表读数小于9.0V时，电流计读数不为零，当电压表读数大于或等于9.0V时，电流计读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为 eV，若将电源（电动势足够大）极性反接，滑线变阻器滑片P从左端向右端移动时，电流计读数变化是 ；

（3）用速度为v₀的α粒子打击原来静止的产生并放出一个新粒子，放出的新粒子速度大小为2v₀，方向与α粒子初速度方向相反。
①写出该核反应的方程；
②求出的速度大小和方向。

[选修3-5]
（1）关于下列四幅图的说法，正确的是 。

A.甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线3为β射线
B.乙图中，电子处在n=2轨道上比处在n=4轨道上离核的距离近
C.丙图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子核具有复杂结构
D.丁图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应所释放的能量
（2）在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v₀，现用频率大于v₀的光照射在阴极上，当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零。由以上信息可知：光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v₀），则光电子的最大初动能为_________。

（3）如图所示，三个质量分别为3kg、1kg、1kg的木块A、B、C放置在光滑水平轨道上，开始时B、C均静止，A以初速度v₀=5m/s向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。

【物理一选修3-5】
（1）下列叙述正确的有 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．天然放射现象说明原子核还具有复杂结构

B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小

C．用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离

D．的半衰期为5 730年，若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的，则此遗骸距今约有45 840年

E．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
（2）如图所示，一枚质量为0.05kg的子弹以100m/s的速度打入静止在光滑平台上的木块，木块质量为0.95kg（子弹经过t=0.01s留在木块里），平台右侧的光滑水平面上放有平板小车，最终木块未滑离小车。已知小车质量为4kg，小车与滑块之间的动摩擦因数为0.4。求：

①子弹打入木块的过程中，子弹受到的平均阻力大小。
②小车的长度至少为多少。

[选修3-5]
（1）下列说法正确的是 。

A．在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大

B．一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp(h为普朗克常量)

C．氡的半衰期为3．8天，4个氡原子核经过7．6天后就一定只剩下1个氡原子核

D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动

（2）氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为 eV。现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有 种。

（3）如图a所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图b所示，电源频率为50Hz，求甲、乙两车的质量比m_甲∶m_乙。

(1)如图给出氢原子最低的4个能级，一群氢原子处于量子数最高为4的能级，这些氢原子跃迁所辐射的光子的频率最多有________种，其中最小频率为________，要使基态氢原子电离，应用波长为________的光照射氢原子(已知h＝6.63×10^－34 J·s)．

(2)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5 m/s时，停止拉绳．

①人在拉绳过程做了多少功？
②若人停止拉绳后，至少应以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．

A．速度

B．动能

C．动量

D．总能量

(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He^＋)的能级图如图所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He^＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．

(3)如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向．
　

(1)下列说法正确的是(　　)
A．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率
B.Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量
C．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的
D．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大
(2)某宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为m_A＝0.1 kg、m_B＝0.2 kg的小球A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A粘连，另一端与小球B接触而不粘连．现使小球A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v₀＝0.1 m/s做匀速直线运动，如图所示．过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动．从弹簧与小球B刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0 s，两球之间的距离增加了x＝2.7 m，求弹簧被锁定时的弹性势能E_p.

(1)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列说法正确的有(　　)

A．上述裂变反应中伴随着中子放出

B．铀块体积对链式反应的发生无影响

C．铀核的链式反应可人工控制

D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

(2)如图所示，在高为h＝5 m的平台右边缘上，放着一个质量M＝3 kg的铁块，现有一质量为m＝1 kg的钢球以v₀＝10 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰后被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为x＝2 m．已知铁块与平台之间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度为g＝10 m/s²，已知平台足够长，求铁块在平台上滑行的距离l(不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点)．

(1)下列说法正确的是(　　)
A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
(2)如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v₀沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并黏合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v₀.求弹簧释放的势能．

(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是(　　)

A．γ射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的

B．居里夫妇最先发现了天然放射现象

C．原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起

D．结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原子核的质量

(2)某同学用如图所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下．落地点为P，第二次让小球a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞．a、b球的落地点分别是M、N，各点与O的距离如图；该同学改变小球a的释放位置重复上述操作．由于某种原因他只测得了a球的落地点P′、M′到O的距离分别是22.0 cm、10.0 cm.求b球的落地点N′到O的距离．