Question

（1）如圖所示，輕彈簧一端固定在墻上，另一端連一擋板，擋板的質(zhì)量為m，一物體沿光滑水平面以一定的速度撞向擋板，物體質(zhì)量為M，物體與擋板相接觸的一面都裝有尼龍搭扣，使得它們相撞后立即粘連在一起，若碰撞時(shí)間極短（即極短時(shí)間內(nèi)完成粘連過程），則對(duì)物體M、擋板m和彈簧組成的系統(tǒng)，下面說法中正確的是：

ACD

A．在M與m相撞的過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒而機(jī)械能不守恒
B．在M與m相撞的過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒而機(jī)械能守恒
C．從M與m開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能都不守恒
D．從M與m相撞后到彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒而機(jī)械能守恒
（2）大量的氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們躍遷回基態(tài)時(shí)，將放出大量光子，用這些光予照射金屬銫時(shí)．求：
（1）從銫表面飛出的電子的最大初動(dòng)能是多少電了伏？（已知?dú)湓�子基態(tài)能量為-13.6eV，銫的逸出功為1.88eV）
（2）這些電子的截止電壓是多少？

Answer 1

分析：（1）當(dāng)系統(tǒng)所受的外力之和為零時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒；根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．
（2）根據(jù)能級(jí)躍遷滿足的規(guī)律求出釋放的光子能量，結(jié)合光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動(dòng)能．
根據(jù)光電子的最大初動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理求出截止電壓的大小．

解答：解：（1）A、在M與m相撞的過程中，有能量損失，所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒．碰撞的瞬間，由于時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、從M與m開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中，墻壁對(duì)系統(tǒng)有作用力，即系統(tǒng)所受的外力之和不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，由于碰撞的過程有能量損失，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒．故C正確．
D、從M與m相撞后到彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，由于墻壁對(duì)系統(tǒng)有外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，對(duì)系統(tǒng)而言，只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒．故D正確．
故選：ACD．
（2）①氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們躍遷回基態(tài)時(shí)，放出的光子能量為hv=

1

4

×E1-E1=-

3

4

E1=-

3

4

×(-13.6)eV=10.2eV．
根據(jù)光電效應(yīng)方程得，光電子的最大初動(dòng)能E_km=hv-W₀=10.2-1.88eV=8.32eV．
②根據(jù)動(dòng)能定理得，E_km=eU_c
知截止電壓為UC=

Ekm

e

=

8.32eV

e

=8.32V．
故答案為：（1）ACD；
（2）①?gòu)匿C表面飛出的電子的最大初動(dòng)能是8.32eV；
②截止電壓8.32V．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒的條件，以及掌握光電效應(yīng)方程和能級(jí)躍遷所滿足的規(guī)律．