题目内容

(1)下列叙述正确的有   
A.光电效应和康普顿效应都证实了光具有粒子性
B.卢瑟福在α粒子散射实验的基础上,提出了原子的核式结构模式
C.紫外线照射某金属表面时发生了光电效应,则红外线也一定可以使该金属发生光电效应
D.氡的半衰期为3.8天,若取 4个氡原子核,经过7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
(2)在光滑水平面上放着两块质量都是m的木块A和B,中间用一根劲度倔强系数为k的轻弹簧连接着,如图,现从水平方向射来一颗子弹,质量为m/4,速度为v,射中木块A后留在其中.
求:①在击中A瞬间木块A和B的速度分别为多少?
②在以后运动中弹簧的最大弹性势能是多少?
③在以后运动中A的最小速度和B的最大速度分别是多少?
【答案】分析:(1)光电效应说明光具有能量,康普顿效应说明光不仅有能量还有动量,能量和动量都是粒子的特征,因此光电效应和康普顿效应都证实了光具有粒子性;卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验,在分析实验结果的基础上,他提出了原子核式结构模型;能发生光电效应的条件是入射光的频率比该金属的极限频率大;半衰期是大量原子核的统计规律,对单个原子核不适用.
(2)①在子弹击中A瞬间,弹簧没有发生发生形变,B的速度没有发生变化.对子弹和A组成的系统,由动量守恒列方程求解. 
②当子弹、A和B三者共速时,弹性势能最大.对三者组成的系统用动量守恒和机械能守恒列两个方程,解方程组即可.
③当弹簧恢复原长时,A速度最小,B速度最大.对三者组成的系统用动量守恒和机械能守恒列两个方程,解方程组即可.
解答:解:(1)A、光电效应说明光具有能量,康普顿效应说明光不仅有能量还有动量,能量和动量都是粒子的特征,因此光电效应和康普顿效应都证实了光具有粒子性.故A正确.
B、卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验,在分析实验结果的基础上,他提出了原子核式结构模型.故B正确.
C、能发生光电效应的条件是入射光的频率比该金属的极限频率大,红光的频率比紫光小,所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应,则红外线不一定可以使该金属发生光电效应.故C错误.
D、半衰期是大量原子核的统计规律,对单个原子核不适用.故D错误.
故选A B.
(2)①在子弹击中A瞬间,弹簧没有发生发生形变,B的速度没有发生变化.故vB=0.
对子弹和A,由系统的动量守恒得:
解得:
②当三者共速时,弹性势能最大.
对系统,由系统动量守恒得

由机械能守恒得

解得

③当弹簧恢复原长时,A速度最小,B速度最大.
由系统动量守恒得

由机械能守恒得

 解得

答::①在击中A瞬间木块A的速度为,B的速度为0.
②在以后运动中弹簧的最大弹性势能为
③在以后运动中A的最小速度为,B的最大速度为
点评:此题有一定的难度,要求能根据物体的运动过程,分析得出临界状态所对应的临界条件:当子弹、A和B三者共速时,弹性势能最大.当弹簧恢复原长时,A速度最小,B速度最大.此题属于难题.
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