Question

（1）下列說法正確的是

 

A．盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，證明了原子核是由質子和中子組成的
B．玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律
C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，β射線的電離能力最強
D．在原子核中，比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固
E．光電效應實驗中，遏止電壓與入射光的頻率有關
（2）如圖所示，光滑水平面上有一輛質量為M=1kg的小車，小車的上表面有一個質量為m=0.9kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數為μ=0.2，整個系統一起以v₁=10m/s的速度向右做勻速直線運動，此時彈簧長度恰好為原長．現在用一質量為m₀=0.1kg的子彈，以v₀=50m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短．當彈簧壓縮到最短時，彈簧被鎖定，測得此時彈簧的壓縮量為d=0.50m，g=10m/s²．求
①子彈射入滑塊的瞬間，子彈與滑塊的共同速度；
②彈簧壓縮到最短時，彈簧彈性勢能的大小．

Answer 1

分析：（1）盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，證明了原子核是由原子核的核外電子組成的．玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強．在原子核中，比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固．光電效應實驗中，遏止電壓與入射光的頻率有關．
（2）①向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短，子彈與滑塊的總動量守恒，動量守恒定律求出子彈射入滑塊后共同的速度．②當子彈，滑塊與小車三者的速度相同時，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大．由動量守恒定律求出三者共同的速度，由能量守恒定律求解彈簧壓縮到最短時，彈簧彈性勢能的大小．

解答：解：（1）A、盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，證明了原子核是由原子核的核外電子組成的．故A錯誤．
B、玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律．故B正確．
C、在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強．故C錯誤．
D、在原子核中，比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固．故D錯誤．
E、光電效應實驗中，光電子的最大初動能隨著入射光的頻率的增大而增大，而根據動能定理可知，遏止電壓與光電子的最大初動能成正比，則知遏止電壓與入射光的頻率有關．故E正確．
故選BE
（2）①子彈射入滑塊后的共同速度大為v₂，設向右為正方向，對子彈與滑塊組成的系統應用動量守恒定律得
  mv₁-mv₀=（m+m₀）v₂ ①
解得  v₂=4m/s  ②
②設子彈、滑塊與小車三者的共同速度為v₃，當三者達到共同速度時，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大．由動量守恒定律得
  Mv₁+（m+m₀）v₂=（M+m+m₀）v₃ ③
解得  v₃=7m/s④
設最大彈性勢能為E_pmax，對三個物體組成的系統應用能量守恒定律得
  

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⑤⑥兩式解得 E_Pmax=8J⑦
答：（1）BE；（2）①子彈射入滑塊的瞬間，子彈與滑塊的共同速度是4m/s；②彈簧壓縮到最短時，彈簧彈性勢能的大小是8J．

點評：第1題是物理學史，是常識性問題，加強記憶是有效的學習．第2題分析物理過程，把握解題規律是關鍵．