题目内容

[物理--选修3-5]
(1)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是______:
A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
C.半衰期不但由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,还受压强、温度等外界因素的影响
D.根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小
(2)如图所示是固定在水平地面上的截面为“”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图).槽内放置一个木质滑块,滑块的左半部是半径为R的半圆柱形光滑凹槽,木质滑块的宽度为2R,比“”形槽的内侧宽度略小.现有一半径为r(r<<R)的金属小球以水平初速度v0冲向滑块,从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入.已知金属小球的质量为m,木质滑块的质量为5m,整个运动过程中无机械能损失.求:
①当金属小球滑离木质滑块时,金属小球和木质滑块的速度各是多大;
②当金属小球木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的速度大小.

【答案】分析:(1)解答本题需掌握:爱因斯坦的光子说;
爱因斯坦的光电效应方程:Ekm=hν-mv2
比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值,亦即若把原子核全部拆成自由核子,平均对每个核子所要添加的能量.用于表示原子核结合松紧程度.
放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,叫半衰期.
玻尔理论由玻尔提出.是在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后建立的.
(2)金属小球滑与木质滑块在沿槽运动过程中,在沿槽的方向上不受外力,动量守恒;系统无机械能损失,机械能也守恒.
解答:解:(1)A、根据爱因斯坦的光电效应方程Ekm=hν-mv2,换成紫外线时,由于光的频率变大,光电子的最大初动能变大,故A错误;
B、比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值,用于表示原子核结合松紧程度,故B正确;
C、半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,由原子核本身决定,与原子的物理、化学状态无关,故C错误;
D、能级跃迁时,由于高能级轨道半径较大,速度较小,电势能较大,故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,故D正确;
故选BD.
(2)解:①设滑离时小球和滑块的速度分别为v1和v2,,
由动量守恒
mv=mv1+(5m)v2

mv2=mv12+(5m)v22
得   
v1=-v    
v2=v
所以,小球速度大小为v,滑块速度大小为v
②小球过A点时沿轨道方向两者有共同速度v,小球过A点的速度为v′,
沿轨道方向动量守恒,有
mv=(m+5m)v
mv2=mv′2+(5m)v2
解得v′=v
即当金属小球木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的速度大小为v
点评:本题涉及知识点较多,第一题要能熟悉光学和原子物理部分的各个相关知识点,第二小题要求熟练运用动量守恒和机械能守恒定律解决问题.
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