Question

（1）下列说法正确的是

 

A．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，证明了原子核是由质子和中子组成的
B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强
D．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
E．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关
（2）如图所示，光滑水平面上有一辆质量为M=1kg的小车，小车的上表面有一个质量为m=0.9kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2，整个系统一起以v₁=10m/s的速度向右做匀速直线运动，此时弹簧长度恰好为原长．现在用一质量为m₀=0.1kg的子弹，以v₀=50m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短．当弹簧压缩到最短时，弹簧被锁定，测得此时弹簧的压缩量为d=0.50m，g=10m/s²．求
①子弹射入滑块的瞬间，子弹与滑块的共同速度；
②弹簧压缩到最短时，弹簧弹性势能的大小．

Answer 1

分析：（1）卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，证明了原子核是由原子核的核外电子组成的．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关．
（2）①向左射入滑块且不穿出，所用时间极短，子弹与滑块的总动量守恒，动量守恒定律求出子弹射入滑块后共同的速度．②当子弹，滑块与小车三者的速度相同时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大．由动量守恒定律求出三者共同的速度，由能量守恒定律求解弹簧压缩到最短时，弹簧弹性势能的大小．

解答：解：（1）A、卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，证明了原子核是由原子核的核外电子组成的．故A错误．
B、玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．故B正确．
C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故C错误．
D、在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固．故D错误．
E、光电效应实验中，光电子的最大初动能随着入射光的频率的增大而增大，而根据动能定理可知，遏止电压与光电子的最大初动能成正比，则知遏止电压与入射光的频率有关．故E正确．
故选BE
（2）①子弹射入滑块后的共同速度大为v₂，设向右为正方向，对子弹与滑块组成的系统应用动量守恒定律得
  mv₁-mv₀=（m+m₀）v₂ ①
解得  v₂=4m/s  ②
②设子弹、滑块与小车三者的共同速度为v₃，当三者达到共同速度时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大．由动量守恒定律得
  Mv₁+（m+m₀）v₂=（M+m+m₀）v₃ ③
解得  v₃=7m/s④
设最大弹性势能为E_pmax，对三个物体组成的系统应用能量守恒定律得
  

1

2

M

v

2 1

+

1

2

(m+m0)

v

2 2

-

1

2

(M+m+m0)

v

2 3

=EPmax+Q  ⑤
又Q=μ（m+m₀）gd⑥
由⑤⑥两式解得 E_Pmax=8J⑦
答：（1）BE；（2）①子弹射入滑块的瞬间，子弹与滑块的共同速度是4m/s；②弹簧压缩到最短时，弹簧弹性势能的大小是8J．

点评：第1题是物理学史，是常识性问题，加强记忆是有效的学习．第2题分析物理过程，把握解题规律是关键．