mm
C．v0＋(v0＋v) D．v0＋(v0－v)
MM
解析：选C 根据动量守恒定律，选向右方向为正方向，则有(M＋m)v0＝Mv′－mv，解得v′＝v0
m
＋(v0＋v)，故选项C正确。 M
5．(多选)一平板小车静止在光滑的水平地面上，甲、乙两人分别站在车的左、右端，当两人同时相向而行时，发现小车向左移，则( )
A．若两人质量相等，必有v甲>v乙 B．若两人质量相等，必有v甲 解析：选AC 甲、乙两人和小车组成的系统动量守恒，且总动量为零，甲动量方向向右，小车动量方向向左，说明|p甲|＝|p乙|＋|p车|，即m甲v甲>m乙v乙，若m甲＝m乙，则v甲>v乙，A对，B错；若v甲＝v乙，则m甲>m乙，C对，D错。 6.如图2所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( ) 图2 m2A.v0 m1 m2v0cos θC. m1－m2 m2v0B. m1－m2m2v0cos θD. m1 m2v0cos θ 解析：选C 炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒，0＝m2v0cos θ－(m1－m2)v，得v＝，m1－m2 故选项C正确。 7．在太空中有一枚相对于太空站静止的质量为M的火箭，突然喷出质量为m的气体，喷出的速度为v0(相对于太空站)，紧接着再喷出质量也为m的另一部分气体，此后火箭获得的速度为v(相对于太空站)，火箭第二次喷射的气体的速度多大(相对于太空站)? 解析：题意中所涉及的速度都是相对于太空站的，可以直接使用动量守恒定律， 规定v0的方向为正方向，则： 第一次喷气后：0＝mv0－(M－m)v1， mv0v1＝，v1与正方向相反 M－m M? 第二次喷气后：－(M－m)v1＝mv2－(M－2m)v，所以v2＝??m－2?v－v0。 答案：见解析 8．在砂堆上有一木块，质量M＝5 kg，木块上放一爆竹，质量m＝0.10 kg。点燃爆竹后木块陷入砂中深5 cm，若砂对木块运动的阻力恒为58 N，不计爆竹中火药质量和空气阻力。求爆竹上升的最大高度。 2 (g取10 m/s) 解析：火药爆炸时内力远大于重力，所以爆炸时动量守恒，取向上的方向为正方向，由动量守恒定律得 mv－Mv′＝0① (式中v、v′分别为爆炸后爆竹和木块的速率) 木块陷入砂中做匀减速运动到停止，其加速度大小为 F－Mg58－50a＝M＝ m/s2＝1.6 m/s2。② 5 木块做匀减速运动的初速度 v′＝ 2as＝ 2×1.6×0.05 m/s＝0.4 m/s③ 代入①式，得v＝20 m/s。④ 爆竹以初速度v做竖直上抛运动，上升的最大高度为 v2202 h＝＝ m＝20 m。⑤ 2g20答案：20 m 课时跟踪检测（五） 能量量子化 光的粒子性 1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( ) A．温度 B．材料 C．表面状况 D．以上都正确 解析：选A 影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确。 2．(多选)以下宏观概念中，哪些是“量子化”的( ) A．物体的带电荷量 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的个数 解析：选AD 所谓“量子化”应该是不连续的，而是一份一份的，故选A、D。 3．(多选)N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5 eV。现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，那么图中没有光电子到达金属网的是( ) 解析：选AC C、D加反向电压，只要入射光子的能量hν≥W0＋eU，就有光电子到达金属网，将各数值代入上式可知D中光电子能到达金属网；A、B加正向电压，只要入射光子能量大于逸出功，就有光电子到达金属网，可知B中光电子能到达金属网。综上所述，A、C符合题意。 4．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子 － 射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×1034 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( ) －－ A．2.3×1018 W B．3.8×1019 W －－ C．7.0×1010 W D．1.2×1018 W E 解析：选A 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝t，式中E － 6.63×1034×3×108c－ ＝6ε，又ε＝hν＝hλ，可解得P＝6× W＝2.3×1018 W。 －9530×10h 5.光子有能量，也有动量，动量p＝λ，它也遵守有关动量的规律。如图1所示，真空中，有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法中正确的是( ) 图1 A．顺时针方向转动 B．逆时针方向转动 C．都有可能 D．不会转动 解析：选B 根据动量定理Ft＝mvt－mv0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装臵开始时逆时针方向转动，B选项正确。 6．(多选)光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有( ) A．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率才能产生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 C．入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109 s D．当入射光频率大于截止频率时，光电流强度与入射光强度成正比 解析：选ABC 此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答。按照经典的光的波动理论，光的能量随光的强度的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子必须吸收足够能量后，才能从中逸出，电子有一个能量积蓄的时间，光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多，被电子吸收的光子数目自然也多，这样产生的光电子数目也多。但是，光子不一定全部形成光电流，故应选A、B、C。 － 7.实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图2所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是( ) 图2 金属 钨 钙 钠 14截止频率ν0/10 Hz 10.95 7.73 5.53 4.54 3.20 2.29 逸出功W/eV A．如用金属钨做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 B．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 C．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)， 则Ek2 D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出 解析：选C 由光电效应方程Ekm＝hν－W可知Ekm-ν图线是直线，且斜率相同，A、B项错；由表 中所列的截止频率和逸出功数据可知C项正确，D项错误。 8.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3所示。则可判断出( ) 图3 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对应的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 解析：选B 当光电管两端加上反向遏止电压且光电流恰好为零时，有Ek－0＝eUc，对同一光电管(逸出功W0相同)使用不同频率的光照射，有Ek＝hν－W0，两式联立得，hν－W0＝eUc，丙光的反向遏止电压 c 最大，则丙光的频率最大，甲光、乙光频率相同，A、C错误；又由λ＝可知λ丙<λ乙，B正确；由Ek＝hν ν －W0可知丙光对应的最大初动能最大，D错误。 9.如图4所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。求： 图4 (1)此时光电子的最大初动能的大小； (2)该阴极材料的逸出功。 解析：(1)由题意可知，遏止电压为0.60 V，由动能定理得光电子的最大初动能Ek＝eU＝0.6 eV。 (2)由光电效应方程Ek＝hν－W0得该阴极材料的逸出功 W0＝hν－Ek＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV。 答案：(1)0.6 eV (2)1.9 eV 课时跟踪检测（六） 粒子的波动性 1．下列说法正确的是( ) A．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 B．光不具有波动性 C．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 D．实物粒子和光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质 解析：选C 光的波动性和光的粒子性不同于宏观的机械波和粒子，属于微观世界，A错误；光既具有波动性又具有粒子性，B错误；光的波动性和粒子性是光的行为，即光具有波粒二象性，C正确；实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，D错误。 2．(多选)关于光的波粒二象性，下列说法正确的是( ) A．光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显 B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越明显 C．频率高的光只具有粒子性，不具有波动性 D．无线电波只具有波动性，不具有粒子性 解析：选AB 光的频率越高，由ε＝hν知光子的能量越大，光的波长越短，粒子性越明显，A对；光的波长越长，则频率越小，由ε＝hν知光子的能量越小，则光的波动性越明显，B对；频率高的光粒子性明显，但也具有波动性，C错；无线电波是电磁波，既具有波动性也具有粒子性，D错。 3．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( ) A．保持不变 B.变为原来波长的两倍 C．变为原来波长的一半 D．变为原来波长的2倍 hh1 解析：选C 由题知，粒子速度为v时，λ1＝mv；粒子速度为2v时，λ2＝，λ2＝λ1。可知C正 2mv2 确，A、B、D错。 4．电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将( ) A．小于0.2 nm B．大于0.2 nm C．等于0.2 nm D．以上说法均不正确 h 解析：选A 显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率越高，由λ＝p知，如果把质子加速到与电子相同的速度，质子的波长更短，分辨能力更高。 5．如图1所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( ) 图1 A．只能证明光具有波动性