河北省衡水市故城高中2014-2015学年高二(下)期末物理试卷

2014-2015学年河北省衡水市故城高中高二（下）期末物理试卷

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．（4分）（2015春?衡水期末）2010年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，则有（

）

A．m1v0=m1v1+m2v2B． m2v0=m1v1+m2v2

C．（m1+m2）v0=m1v1+m2v2D．（m1+m2）v0=m1v1

2．（4分）（2014?南开区二模）在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（

）

A．甲光的频率大于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

3．（4分）（2015春?衡水期末）颜色不同的a光和b光由某介质射向空气时，临界角分别为C a和C b，且C a＞C b．当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光照射，则（

）

A．不一定能发生光电效应

B．光电子的最大初动能增加

C．单位时间内发射的光电子数增加

D．入射光强度增加

4．（4分）（2015春?衡水期末）质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是（）

A．0.6v B．0.4v C．0.2v D． v

5．（4分）（2015春?衡水期末）下列说法中符合物理史实的是（）

A．玛丽居里首先提出原子的核式结构学说

B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分

C．普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说

6．（4分）（2015春?衡水期末）如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（）

A．若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变

B．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过

C．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变

D．若用一束强度更弱的紫外线照射阴极K时，出射光电子的最大初动能一定变大

7．（4分）（2010?上海模拟）卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的（）

A．轨迹a B．轨迹b C．轨迹c D．轨迹d

8．（4分）（2006?江苏模拟）日光灯正常工作时，灯管内的稀薄汞蒸气由于气体放电而发射几种特定的光子，课本上的彩页上有汞的明线光谱彩图．光谱中既有可见光，又有紫外线．其中只有紫外线全被管壁上的荧光粉吸收，并使荧光粉受到激发而发射波长几乎连续分布的可见光．日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是（）

A．与白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱

B．与太阳光光谱相同的光谱

C．连续光谱与汞的明线光谱（除紫外线外）相加的光谱

D．是吸收光谱

9．（4分）（2009?四川）氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（）

A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线

B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线

C．在水中传播时，a光较b光的速度小

D．氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

10．（4分）（2015春?衡水期末）如图，在光滑的水平面上，有一质量为M=3kg的木板，木板上有质量为m=1kg的物块．它们都以v=4m/s的初速度反向运动，它们之间有摩擦，且木板足够长，当木板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（）

A．做减速运动B．做加速运动

C．做匀速运动D．以上运动都有可能

11．（4分）（2015春?衡水期末）甲、乙两船漂浮在静止的水面，甲船上的人通过轻绳牵引乙船，水的阻力不计，在乙船靠近甲船的过程中（）

A．两船的位移大小不一定相同

B．两船受的冲量大小不一定相同

C．两船的动量变化大小相同

D．两船的末动能大小相同

12．（4分）（2015春?衡水期末）如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去该水平力，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（）

A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒

B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量、机械能都不守恒

C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E

D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为

二、填空题（共16分．把答案直接填在横线上）

13．（12分）（2015春?衡水期末）如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．

（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是

m1m2．

（2）不放小球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，平抛后落点为．

（3）放上球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，碰撞后分别平抛，球1的落点为．球2的落点为．

（4）看和是否相等，以验证动量守恒．

14．（4分）（2015春?衡水期末）如图所示是测定光电效应产生的光电子比荷的简要实验原理图，两块平行板相距为d，其中N为金属板，受紫外线照射后，将发射沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流计G的指针偏转，若调节R0逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零．切断开关S，在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流为零，当磁感强度为B时，电流也恰为零．则光电子的比荷为多少？

三.计算题（共36分）

15．（12分）（2015春?衡水期末）如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑的水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，M=5m，A、B间存在摩擦，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求A、B 最后的速度大小和方向．

16．（10分）（2015春?衡水期末）如图所示，两个质量都是M=0.4kg的砂箱A、B，并排放在光滑的水平桌面上，一颗质量为m=0.1kg的子弹以v0=140m/s的水平速度射向A，射穿A后，进入B并同B一起运动，测得A、B落地点到桌边缘的水平距离之比为1：2，求子弹刚穿出砂箱A时的速度v1及砂箱A、B离开桌面时的速度是多大？

17．（14分）（2015春?衡水期末）氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E e=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．（已知电子的质量m e与氢原子的质量m H之比为1：1840）

2014-2015学年河北省衡水市故城高中高二（下）期末物

理试卷

参考答案与试题解析

）

A．m1v0=m1v1+m2v2B． m2v0=m1v1+m2v2

C．（m1+m2）v0=m1v1+m2v2D．（m1+m2）v0=m1v1

考点：动量守恒定律．

分析：两人组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以正确解题．

解答：解：以赵宏博与申雪两人组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以两人的初速度方向为正方向，

由动量守恒定律得：（m1+m2）v0=m1v1+m2v2，故C在正确；

故选：C．

点评：本题考查了动量守恒定律的应用，正确选择研究对象是正确解题的关键．

）

A．甲光的频率大于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

考点：光电效应．

专题：光电效应专题．

分析：光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的

光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．eU截=m=hγ﹣W，入射光的频率越

高，对应的截止电压U截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．

解答：解：A、根据eU截=m=hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．甲

光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误．

B、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确．

C、同一金属，截止频率是相同的，故C错误．

D、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．故D错误．

故选：B．

点评：解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截=m=hγ

﹣W．

）

A．不一定能发生光电效应

B．光电子的最大初动能增加

C．单位时间内发射的光电子数增加

D．入射光强度增加

考点：光电效应．

分析：根据sinC=，通过临界角的大小比较折射率的大小，从而比较出频率的大小，根据光电效应的条件以及光电效应方程进行分析．

解答：解：A、根据sinC=，C a＞C b．知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率

小于b光的频率，用a光照射某种金属时发生了光电效应，则b光照射一定能发生光电效应．故A错误．

B、根据光电效应方程E km=hv﹣W0知，b光照射产生的光电子最大初动能大．故B正确．CD、b光的频率大于a光的频率．频率的大小与光的强度无关，光的强度影响单位时间内光电子的数目，光的频率与光电子的数目无关．故

C、D错误．

故选：B．

点评：解决本题的关键掌握光电效应的条件以及光电效应效应方程，注意光的频率与光的强度无关．

A．0.6v B．0.4v C．0.2v D． v

考点：动量守恒定律．

专题：动量定理应用专题．

分析：碰撞过程遵守动量守恒，根据B的速度，由此定律得到A的速度，根据碰撞总动能不增加，分析是否可能．

解答：解：A、若v B=0.6v，由动量守恒得：mv=mv A+3m?0.6v，得v A=﹣0.8v，碰撞前系统的总动能为E k=．碰撞后系统的总动能为E k′=+=+

＞，违反了能量守恒定律，不可能．故A错误．

B、若v B=0.4v，由动量守恒得：mv=mv A+3m?0.4v，得v A=﹣0.2v，碰撞后系统的总动能为

E k′=+=+＜，不违反能量守恒定律，

是可能的．故B正确．

C、A、B发生完全非弹性碰撞，则有：mv=（m+3m）v B，v B=0.25v，这时B获得的速度最大，所以v B=0.2v，是不可能的．故C错误．

D、若v B=v，由动量守恒得：mv=mv A+3m?v，得v A=﹣，碰撞后系统的总动能必定大于碰

撞前系统的总动能，违反了能量守恒定律，不可能．故D错误．

故选：B．

点评：本题抓住碰撞过程的两个基本规律：系统的动量守恒、总动能不增加进行判断．

5．（4分）（2015春?衡水期末）下列说法中符合物理史实的是（）

A．玛丽居里首先提出原子的核式结构学说

B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分

C．普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说

考点：物理学史．

分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

解答：解：A、卢瑟福根据α粒子散射实验，提出原子核式结构学说，故A错误；

B、汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故B正确；

C、普朗克把量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，故C正确；

D、爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说，故D正确；

故选：BCD．

点评：解决本题的关键要记牢原子物理学史，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，注重积累．

A．若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变

B．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过

C．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变

D．若用一束强度更弱的紫外线照射阴极K时，出射光电子的最大初动能一定变大

考点：光电效应．

专题：光电效应专题．

分析：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当单位时间内通过的电子数多，则光电流大．

解答：解：A、所加的电压，使光电子到达阳极，则灵敏电流表中有电流流过，且可能处于饱和电流，当滑片向B端移动时，电流表读数有可能不变．故A正确．

B、若用红外线照射阴极K时，因红外线频率小于可见光，因此可能不发生光电效应，电流表不一定有电流．故B错误．

C、若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，紫外线的频率大于红外线的频率，则光子数目减小，电流表读数减小．故C错误．

D、若用紫外线照射阴极K时，光电子的最大初动能增大．故D正确．

故选：AD．

点评：解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道影响光电流的因素，同时掌握相同能量的频率越高的，光子数目越少．

A．轨迹a B．轨迹b C．轨迹c D．轨迹d

考点：粒子散射实验．

分析：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），据此可得出沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹．

解答：解：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a．

故选A．

点评：本题考查了卢瑟福α粒子散射实验的现象，难度不大，属于基础题．

A．与白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱

B．与太阳光光谱相同的光谱

C．连续光谱与汞的明线光谱（除紫外线外）相加的光谱

D．是吸收光谱

考点：光谱和光谱分析．

分析：物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱．是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果，是对物质进行分光光度研究的主要依据．光谱分为连续谱与线状谱（发射），线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的．因此仅有有限的几条谱线．

解答：解：A、日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是线状谱，而白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱，故A错误；

B、太阳光光谱也是连续光谱，故B错误；

C、连续光谱与汞的明线光谱（除紫外线外）相加的光谱，属于线状谱，故C正确；

D、不是吸收光谱，故D错误；

故选C

点评：考查连续光谱与明线光谱、吸收光谱与发射光谱的区别与联系，掌握光谱的特征，学会运用光谱分析．

A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线

B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线

C．在水中传播时，a光较b光的速度小

D．氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

考点：氢原子的能级公式和跃迁；X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性；光子．

分析：γ射线的能量较大，其产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的；

由能级差可得出从4能级到2能级时放出的光子能量；同理也可得出从3到2能级时放出的能量，比较可知两能量关系；则可得出两种光的可能情况；

由光谱知识可知两光在水中的传播速度；

要使氢原子电离，应使电子吸收大于能级的能量．

解答：解：A、γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A错；

B、根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量、不可能为紫外线，B错；

C、根据跃迁规律可知从n=4向n=2跃迁时辐射光子的能量大于从n=3向n=2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量E=hγ可得a光子的频率大于b，则a

的折射率大于b，又V=可得在水中传播时，a光较b光的速度小，C正确；

D、欲使在n=2的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于3.4eV，D错．

故选C．

点评：高能量的光子是由原子核激发而产生的；在跃迁中辐射的光子能量较低；对于可见光应注意掌握其频率、波长之间的关系．

A．做减速运动B．做加速运动

C．做匀速运动D．以上运动都有可能

考点：动量守恒定律．

分析：分析物体的运动情况：初态时，系统的总动量方向水平向左，两个物体开始均做匀减速运动，m的速度先减至零，根据动量守恒定律求出此时M的速度．之后，m向左做匀加速运动，M继续向左做匀减速运动，最后两者一起向左匀速运动．根据动量守恒定律求出薄板的速度大小为2.4m/s时，物块的速度，并分析m的运动情况．

解答：解：由题意知M和m组成的系统动量守恒，由题意根据动量守恒可以求出当木板速度为2.4m/s时物体的速度v的大小与方向．

（M﹣m）v=Mv1+mv2

得：=，方向与M的方向相同．

因为物块先向右做匀减速直线运动，后再向左做匀加速直线运动，因为物体此时的速度方向向左，故物体处于加速运动过程中，故ACD错误，B正确．

故选：B．

点评：本题考查应用系统的动量守恒定律分析物体运动情况的能力，这是分析物体运动情况的一种方法，用得较少，但要学会，比牛顿定律分析物体运动情况简单．

11．（4分）（2015春?衡水期末）甲、乙两船漂浮在静止的水面，甲船上的人通过轻绳牵引乙船，水的阻力不计，在乙船靠近甲船的过程中（）

A．两船的位移大小不一定相同

B．两船受的冲量大小不一定相同

C．两船的动量变化大小相同

D．两船的末动能大小相同

考点：动量守恒定律；动量定理．

专题：动量定理应用专题．

分析：两船受到的合外力为作用力与反作用力，大小相等、方向相反，两船系统所受外力的矢量力为零，故系统动量守恒．

解答：解：A、两船受绳子拉力大小相等，但质量不一定相等，根据牛顿第二定律F=ma，则加速度a不一定相等，则x=at2不一定相等，故A正确；

B、两船受绳子拉力大小相等，作用时间相等，则两船受到的冲量大小相等，故B错误；

C、两船受到的冲量大小相等，由动量定理可知，两船的动量变化大小相同，故C正确；

D、两船组成的系统动量守恒，则两船的动量变化量大小相等，方向相反，动能E k=，m不

一定相等，则末动能大小不一定相同，故D错误；

故选：AC．

点评：本题关键要对物体进行运动分析和受力分析，根据牛顿第二定律和运动学公式联立求解；同时要结合动量守恒定律分析．

A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒

B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量、机械能都不守恒

C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E

D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为

考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．

专题：动量定理应用专题．

分析：根据系统动量守恒的条件：系统不受外力或所受合外力为零判断动量是否守恒．根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒．撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．

解答：解：A、撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故AB错误；

C、撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v0．以向右为正方向，由动量守恒定

律得：2mv0=3mv，由机械能守恒定律得：E=?3mv2+E P，又E=mv02，解得，弹簧的弹性势能最大值为E P=E，故C错误，D正确．

故选：D．

点评：本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统．

二、填空题（共16分．把答案直接填在横线上）

13．（12分）（2015春?衡水期末）如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．

（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是

m1＞m2．

（2）不放小球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，平抛后落点为P ．

（3）放上球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，碰撞后分别平抛，球1的落点为M

．球2的落点为N

．

（4）看m1?OM+m2?（ON﹣）

和m1?OP 是否相等，以验证动量守恒．

考点：验证动量守恒定律．

专题：实验题．

分析：（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量．

（2）（3）根据图示情景分析判断球的落点位置．

（4）根据实验测量的量与动量守恒定律分析答题．

解答：解：（1）为防止两球碰撞后入射球反向弹回，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：m1＞m2．

（2）由图示可知，不放小球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，平抛后落点为P．

（3 ）由图示可知，放上球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，碰撞后分别平抛，球1的落点为M．球2的落点为N．

（4）小球离开轨道后做平抛运动，抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，

如果碰撞过程动量守恒，则m1v1=m1v1′+m2v2，两边同时乘以时间t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2t，则m1?OP=m1?OM+m2?（ON﹣），因此实验时，看m1?OM+m2?（ON﹣）与m1?OP是否相等，可以验证动量守恒．

故答案为：（1）＞；（2）P；（3）M；N；（4）m1?OM+m2?（ON﹣）；m1?OP．

点评：本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．关键知道实验的原理，以及知道实验中所注意的事项．

14．（4分）（2015春?衡水期末）如图所示是测定光电效应产生的光电子比荷的简要实验原理图，两块平行板相距为d，其中N为金属板，受紫外线照射后，将发射沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流计G的指针偏转，若调节R0逐渐增大极板间电压，可以发现电

流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零．切断开关S，在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流为零，当磁感强度为B时，电流也恰为零．则光电子的比荷为多少？

考点：光电效应；动能定理．

专题：光电效应专题．

分析：根据动能定理，结合电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，结合牛顿第二定律与几何，即可求解．

解答：解：设光电子受紫外线照射后射出的速度为v．在MN间加电场，当电压表示数为U 时，由动能定理得：

eU=

在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，当磁感强度为B时，光电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为：

光电子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，所以有：

evB=m

由上述三式解得：；

答：光电子的比荷为．

点评：考查动能定理的内容，掌握牛顿第二定律与向心力表达式，注意几何关系的运用．

三.计算题（共36分）

考点：动量守恒定律．

专题：动量定理应用专题．

分析：A、B系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出A、B的共同速度．

解答：解：以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

Mv0﹣mv0=（M+m）v，

已知：M=5m，解得：v=v0，方向向右；

答：A、B最后的速度大小为：v0，方向向右．

点评：本题考查了求速度问题，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律即可正确解题，解题时注意正方向的选择．

考点：动量守恒定律．

专题：动量定理应用专题．

分析：A与B都在离开桌面后做平抛运动，由于高度是相等的，所以平抛运动的时间也是相等的，由水平方向的位移关系即可得出速度关系，然后代入动量守恒定律即可求出结果．解答：解：A与B都在离开桌面后做平抛运动，由于高度是相等的，所以平抛运动的时间

t=也是相等的，水平方向的位移：

x=vt

所以：①

选取向右为正方向，对全过程使用动量守恒定律得：

mv0=Mv A+（M+m）v B②

联立①②得：v A=10m/s，v B=20m/s

子弹射穿A的过程中，有：mv0=mv1+2Mv A③

代入数据得：v1=60m/s

答：子弹刚穿出砂箱A时的速度是60m/s，砂箱A、B离开桌面时的速度分别是10m/s和20m/s．点评：本题考查了动量守恒定律和平抛运动的综合应用，难度稍大，关键是正确选取系统以及运动的过程．选择全过程法有利于简化解答的过程．

17．（14分）（2015春?衡水期末）氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E e=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级．求

碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．（已知电子的质量m e与氢原子的质量m H之比为1：1840）

考点：氢原子的能级公式和跃迁．

专题：原子的能级结构专题．

分析：根据动量守恒研究电子与氢原子发生碰撞列出等式，根据动能的表达式求出碰撞前一个电子和一个受激氢原子的总动能．

根据能量需要等于两能级间的能级差求出碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能．

解答：解：以v e和v H表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，

根据题意有：m e v e﹣m H v H=0

碰撞前，氢原子与电子的总动能为E K=m H+m e

解以上两式并代入数据得：

E k=12.897eV≈12.90eV

氢原子从基态激发到n=4的能级所需能量由能级图得△E=﹣0.85﹣（﹣13.59）=12.74eV

碰撞后电子和受激氢原子的总动能E'k=E k﹣△E=12.90﹣12.74=0.16eV

答：碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能是0.16eV．

点评：本题综合考查了动量守恒、能量守恒定律以及能级的跃迁，综合性较强，难度中等．