Question

（1）氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E₁=-54.4eV，氦離子的能級示意圖如圖1所示．在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是

A

A．42.8eV （光子）       B．43.2eV（電子）
C．41.0eV（電子）        D．54.4eV （光子）

（2）對聚變反應(yīng) 

2 1

H

+

3 1

H→

4 2

He

+

1 0

n，下列說法中正確的是

BC

A．

2 1

H和

3 1

H是兩種不同元素的原子核
B．

2 1

H和

3 1

H是氫的兩種同位素的原子核
C．這個(gè)反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損
D．這個(gè)反應(yīng)既是核反應(yīng)，又是化學(xué)反應(yīng)
（3）如圖2所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量M=40kg小車B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量m=20kg的物體C以2.0m/s的初速度從軌道頂滑下，沖上小車B后經(jīng)一段時(shí)間與小車相對靜止并繼續(xù)一起運(yùn)動(dòng)．若軌道頂端與底端水平面的高度差h為0.8m，物體與小車板面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.40，小車與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，（取g=10m/s²）求：
（1）從物體沖上小車到與小車相對靜止所用的時(shí)間；
（2）物體沖上小車后相對于小車板面滑動(dòng)的距離．

Answer 1

分析：（1）能級間躍遷吸收的能量等于兩能級間的能級差，對于電子的能量可以部分被吸收． 
（2）輕核聚變有質(zhì)量虧損，釋放能量，同位素電荷數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出物體沖上小車前的速度，通過動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求出物體沖上小車后相對于小車板面滑動(dòng)的距離．

解答：解：（1）A、基態(tài)的氦離子若吸收42.8eV的能量，-54.4+42.8eV=-11.6eV，不能躍遷，所以不能被吸收．故A正確．
B、電子的能量能夠部分被吸收，基態(tài)的氦離子可以吸收40.8eV的能量躍遷到第二能級．故B、C錯(cuò)誤．
D、基態(tài)的氦離子可以吸收54.4eV的光子發(fā)生電離，能被吸收．故D錯(cuò)誤．
故選A．
（2）A、

2 1

H和

3 1

H電荷數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，是氫的兩個(gè)同位素原子核．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、輕核聚變有質(zhì)量虧損，向外放出能量，屬于核反應(yīng)．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選BC．
（3）下滑過程機(jī)械能守恒
∴v2=

v 2 1 +2gh

=2

5

m/s
碰撞過程動(dòng)量守恒mv₂=（m+M）V
∴V=

mv2

m+M

=

20×2 5

20+40

=

2

3

5

m/s
由動(dòng)量定理有μmgt=MV
t=

MV

μmg

=

5

3

s
由功能關(guān)系有μmgl=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

(m+M)V2
l=

5

3

(m)．
故答案為：（1）A
（2）BC．
（3）①從物體沖上小車到與小車相對靜止所用的時(shí)間為

5

3

s．
②物體沖上小車后相對于小車板面滑動(dòng)的距離為

5

3

m．

點(diǎn)評：本題考查了能級的躍遷、核反應(yīng)、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，對于第（3）小題，綜合性較強(qiáng)，需加強(qiáng)訓(xùn)練．