Question

[物理――選修3-5]（27分）

（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．        B．     C．        D．

（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知氫原子的基態(tài)能量E₁=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時電子繞核運動的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10^－34 J·s.則電子在n=4的軌道上運動的動能是    J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是      Hz。

（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個質(zhì)量為m＝0.9 kg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(shù)為μ＝0.2，整個系統(tǒng)一起以v₁＝10 m/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(xiàn)在用質(zhì)量為m₀＝0.1 kg的子彈，以v₀＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短．已知當(dāng)彈簧壓縮到最短時的彈性勢能為E_p＝8.6 J．（g取10m/s²）求：

（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；

（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

 

Answer 1

（1）C

（2）E_k=  ，v =3.1×10¹⁵ Hz。

（3）（�。�4m/s

（ⅱ）s＝0.2 m

解析:

（1） (5分)   C          （2） (6分)   E_k=  ，v =3.1×10¹⁵ Hz。

（3）(16分)

（ⅰ）子彈和滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒:

                       ①

解得：                  ②

（ⅱ）彈簧壓縮到最短時，子彈、滑塊和車的速度相等，根據(jù)動量守恒定律得：

  ③  解得：  ④ 根據(jù)能量守恒得： ⑤

代入數(shù)值解得： s＝0.2 m                                 ⑥

評分參考:本題9分.①③⑤式各2分， ②④⑥式各1分．