Question

（1）氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類(lèi)氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E₁=-54.4eV，氦離子的能級(jí)示意圖如圖1所示．在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是

A

A．42.8eV （光子）       B．43.2eV（電子）
C．41.0eV（電子）        D．54.4eV （光子）

（2）對(duì)聚變反應(yīng) 

2 1

H

+

3 1

H→

4 2

He

+

1 0

n，下列說(shuō)法中正確的是

BC

A．

2 1

H和

3 1

H是兩種不同元素的原子核
B．

2 1

H和

3 1

H是氫的兩種同位素的原子核
C．這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中有質(zhì)量虧損
D．這個(gè)反應(yīng)既是核反應(yīng)，又是化學(xué)反應(yīng)
（3）如圖2所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量M=40kg小車(chē)B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量m=20kg的物體C以2.0m/s的初速度從軌道頂滑下，沖上小車(chē)B后經(jīng)一段時(shí)間與小車(chē)相對(duì)靜止并繼續(xù)一起運(yùn)動(dòng)．若軌道頂端與底端水平面的高度差h為0.8m，物體與小車(chē)板面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.40，小車(chē)與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，（取g=10m/s²）求：
（1）從物體沖上小車(chē)到與小車(chē)相對(duì)靜止所用的時(shí)間；
（2）物體沖上小車(chē)后相對(duì)于小車(chē)板面滑動(dòng)的距離．

Answer 1

分析：（1）能級(jí)間躍遷吸收的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，對(duì)于電子的能量可以部分被吸收． 
（2）輕核聚變有質(zhì)量虧損，釋放能量，同位素電荷數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出物體沖上小車(chē)前的速度，通過(guò)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求出物體沖上小車(chē)后相對(duì)于小車(chē)板面滑動(dòng)的距離．

解答：解：（1）A、基態(tài)的氦離子若吸收42.8eV的能量，-54.4+42.8eV=-11.6eV，不能躍遷，所以不能被吸收．故A正確．
B、電子的能量能夠部分被吸收，基態(tài)的氦離子可以吸收40.8eV的能量躍遷到第二能級(jí)．故B、C錯(cuò)誤．
D、基態(tài)的氦離子可以吸收54.4eV的光子發(fā)生電離，能被吸收．故D錯(cuò)誤．
故選A．
（2）A、

2 1

H和

3 1

H電荷數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，是氫的兩個(gè)同位素原子核．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、輕核聚變有質(zhì)量虧損，向外放出能量，屬于核反應(yīng)．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選BC．
（3）下滑過(guò)程機(jī)械能守恒
∴v2=

v 2 1 +2gh

=2

5

m/s
碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒mv₂=（m+M）V
∴V=

mv2

m+M

=

20×2 5

20+40

=

2

3

5

m/s
由動(dòng)量定理有μmgt=MV
t=

MV

μmg

=

5

3

s
由功能關(guān)系有μmgl=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

(m+M)V2
l=

5

3

(m)．
故答案為：（1）A
（2）BC．
（3）①?gòu)奈矬w沖上小車(chē)到與小車(chē)相對(duì)靜止所用的時(shí)間為

5

3

s．
②物體沖上小車(chē)后相對(duì)于小車(chē)板面滑動(dòng)的距離為

5

3

m．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了能級(jí)的躍遷、核反應(yīng)、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，對(duì)于第（3）小題，綜合性較強(qiáng)，需加強(qiáng)訓(xùn)練．