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1、填空题 (1)如图所示,一个运动的中子与一个静止的中子发生弹性碰撞,碰撞过程中动量 ___(“一定”、“可能”或“一定不”)守恒,碰撞后A中子__? _?(“静止”“向右运动”或“向左运动”)。

(2)用能量为E0的光子照射态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能量E0称为氢的电离能.现用一频率为v的光子从基态氢原子中击出一电子(电子质量为m).该电子在远离核以后速度的大小为___,其德布罗意波长为___。(普朗克常量为h)
(3)功率为P的灯泡,将电能转化为可见光能量的效率是η,假定所发出的可见光的波长都是λ,光速为c,普朗克常量为h,则灯泡每秒发出的光子数为___
参考答案:(1)?一定?静止?(2)
?
?(3)
本题解析:(1)在碰撞过程中,由于时间极短,内力远大于外力,故动量守恒,初状态动量方向向右,碰撞后两中子交换速度(2)由能量守恒可知,电子获得动能为
,由此可计算电子的速度大小,德布罗意波长为
(3)由
点评:本题难度中等,弹性碰撞是无能量损失的碰撞类型,如果两物体完全相同情况下,发生弹性碰撞后速度将互换
本题难度:一般
2、计算题 (4分)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度vC=1m/s,求A、B两球跟C球相碰前的速度和相碰后的速度。

参考答案:v1=1m/s,v2=0.5m/s
本题解析:设A、B两球跟C球相碰前、后的速度分别为v1、v2,对A、B两球相碰的过程,根据动量守恒定律有:mv0=2mv1,解得:v1=
=1m/s
对A、B两球粘合在一起跟C球碰撞的过程,根据动量守恒定律有:2mv1=2mv2+mvC,解得:v2=v1-
=0.5m/s
本题难度:一般
3、简答题 已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,
He核的质量为3.0150u,(1u相当于931.5MeV的能量)
(1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程.
(2)计算上述核反应中释放的核能.
(3)若两个氘核以相等的大小为0.35MeV的动能做对心碰撞即可发生上述核反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应中生成的He核的动能是多少?
参考答案:(1)由质量数守恒和核电荷数守恒,写出核反应方程为:?21H+?21H→?32He+?10n
(2)反应过程中质量减少了:
△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u
反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
(3)设?10n核和?32He的动量分别为P1和P2,由动量守恒定律得:O=P1+P2
由此得P1和P2大小相等
由动能和动量关系E=P22m及?32He核和?10n质量关系
得:中子的动能E1是?32He核动能E2的3倍 即E1:E2=3:1
由能量守恒定律得:E1+E2=△E+2×0.35
由以上可以算出:E2=0.99MeV
答:(1)核反应方程为:?21H+?21H→?32He+?10n.
(2)上述核反应中释放的核能为3.26MeV.
(3)反应中生成的?32He核的动能是0.99MeV.
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图 1-6-7 所示,静止在光滑水平面上的小车质量为 M="20" kg.从水枪中喷出的水柱的横截面积为 S="10" m2,速度为 v="10" m/s,水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3.若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁,且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中.当有质量为 m="5" kg 的水进入小车时,试求:

图1-6-7
(1)小车的速度大小;
(2)小车的加速度大小.
参考答案:(1)2 m/s?(2)2.56 m/s2
本题解析:(1)流进小车的水与小车组成系统,动量守恒.当流入质量为 m 的水后,小车的速度为 v1,则 mv=(m+M)v1,即 v1=
="2" m/s.
(2)质量为 m 的水流进小车后,在极短的时间Δt 内冲击小车的水的质量为Δm=ρS(v-v1)Δt ,此时水对小车的冲力为 F,则车对水的作用力也为 F,据动量定理 -FΔt=Δmv1-Δmv,F=ρS(v-v1)2="64" N,则加速度a=
="2.56" m/s2.
本题难度:简单
5、选择题 两个弹性小球相向运动发生碰撞的短暂过程中,两个球同时依次经过减速、停止又反向运动的几个阶段,关于这两个球碰撞前的情况有以下叙述,以下判断正确的是
①两个球的质量一定相等?②两个球的动量大小一定相等?③两个球的速度大小与其质量成反比?④两个小球碰撞过程中交换速度
A.①②③④
B.①②③
C.②③④
D.②③
参考答案:D
本题解析:两弹性小球相向碰撞过程中,总动量守恒,由两球同时停止知道两球总动量为零,即两球的碰前动量一定等大反向;由于其质量不一定相同,若碰撞后速度交换,则其碰后总动量方向与碰前总动量方向可能相反(若两球质量不等时),即①④错,②③正确,应选D.
本题难度:简单