【題目】碰撞在宏觀、微觀世界中都是十分普遍的現(xiàn)象，在了解微觀粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的過(guò)程中，碰撞的研究起著重要的作用。

（1）一種未知粒子跟靜止的氫原子核正碰，測(cè)出碰撞后氫原子核的速度是，該未知粒子以相同速度跟靜止的氮原子核正碰時(shí)，測(cè)出碰撞后氮原子核的速度是，已知?dú)湓雍说馁|(zhì)量是mH，氮原子核的質(zhì)量是14mH，上述碰撞都是彈性碰撞，求：

①該未知粒子的質(zhì)量；

②該未知粒子的初速度大小。

（2）光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的射線中，除了與入射波長(zhǎng)相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為康普頓效應(yīng)，它說(shuō)明了光具有粒子性的特征，其簡(jiǎn)化原理圖如下：

對(duì)于這種二維非對(duì)心碰撞，我們可以按照矢量的合成與分解的原理去分析和處理，在某次碰撞中，入射光子與靜止的無(wú)約束自由電子發(fā)生彈性碰撞，碰撞后光子的方向與原入射方向成α角，與電子碰后的速度方向恰好垂直，已知入射光波長(zhǎng)，普朗克恒量為h，光速為c。

①結(jié)合愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)和質(zhì)能方程，試證明光子動(dòng)量，為光波波長(zhǎng)；

②求碰撞后電子的動(dòng)能和光子的動(dòng)量大小。

【答案】(1)① ②；(2)①根據(jù)愛(ài)因斯坦光子說(shuō)和質(zhì)能方程即證；② ，

【解析】

(1)設(shè)未知粒子的質(zhì)量為，初速度為：，

未知粒子跟靜止的氫原子核正碰時(shí)，由動(dòng)量守恒有：

機(jī)械能守恒有：

知粒子以相同速度跟靜止的氮原子核正碰時(shí)，由動(dòng)量守恒有：

機(jī)械能守恒有：

聯(lián)立解得：，；

(2) 根據(jù)愛(ài)因斯坦光子說(shuō)：,由質(zhì)能方程：E=mc2，得光子的動(dòng)量：；

如圖建立xoy坐標(biāo)系，

光子與電子碰撞前后，沿x方向的分動(dòng)量守恒：

光子與電子碰撞后，沿y方向的分動(dòng)量守恒：

聯(lián)立解得：光子的動(dòng)量為，

碰前光子的能量為：，碰后光子的能量為：，所以碰后電子的能量為： 。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示．設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于x軸上不同位置處．圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力和引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)．則

A. ab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10-15m

B. ab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10-10m

C. 若兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力

D. 若兩個(gè)分子間距離越來(lái)越大，則分子勢(shì)能一定越來(lái)越大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)帶正電荷量為q，質(zhì)量為m的小球，恰能靜止在光滑絕緣的斜面軌道上A點(diǎn)，已知半徑為R的豎直圓形軌道與光滑斜面平滑對(duì)接，斜面傾角，為使小球能到圓周軌道的最高點(diǎn)B，需要給小球提供一個(gè)初速度v。取重力加速度為g，開(kāi)始A、B等高。求

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？

（2）為使小球能通過(guò)B點(diǎn)，初速度v至少多大？

（3）在（2）的情況下取最小值v，則小球到B點(diǎn)時(shí)速度多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，圖中小車(chē)是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算.

(1) 實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是（___）

A. 放開(kāi)小車(chē)，能夠自由下滑即可

B. 放開(kāi)小車(chē)，能夠勻速下滑即可

C. 放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠自由下滑即可

D. 放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠勻速下滑即可

(2) 若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法正確的是（____）

A. 橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)

B. 橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

C. 小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處

D. 小車(chē)已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線

(3) 在正確操作情況下，某同學(xué)打了一條紙帶如圖所示，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，小車(chē)在A、B之間可描述為_____運(yùn)動(dòng)，C、D之間可描述為____運(yùn)動(dòng)，小車(chē)離開(kāi)橡皮筋后的速度為_____m/s.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，固定斜面的高度為h，傾角為θ（）。物塊與水平地面間動(dòng)摩擦因數(shù)同樣為μ， 水平地面的輕彈簧右端固定，開(kāi)始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，其左端距離斜面底端為s.讓質(zhì)量為m的物塊從斜面的頂端靜止開(kāi)始下滑，已知物塊對(duì)彈簧的最大壓縮量為x，求：(假設(shè)物塊經(jīng)過(guò)斜面與水平面的連接處時(shí)沒(méi)有能量損失)

（1）物塊經(jīng)過(guò)斜面底端時(shí)的速度大小v；

（2）彈簧壓縮量最大時(shí)的彈性勢(shì)能。

（3）若小物塊A能夠被彈回到斜面上，求其沿斜面上升的最大高度H。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，彈簧振子以O點(diǎn)為平衡位置，在A．B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。O點(diǎn)為原點(diǎn)，取向左為正，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，則由圖可知（ ）

A．t＝0．2s時(shí)，振子的加速度方向向左

B．t＝1．4s時(shí)，振子的速度方向向右

C．t＝0．4s和t＝1．2s時(shí)，振子的加速度相同

D．t＝0．4s到t＝0．8s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】水平放置的平行板電容器與電源相連，下極板接地。帶負(fù)電的液滴靜止在兩極板間P點(diǎn)，以E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示兩極板間的電壓，φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)。若電容器與電源斷開(kāi)，保持下極板不動(dòng)，將上極板稍微向上移到某一位置，則

A. U變大，E不變，φ不變B. U不變，E變小，φ降低

C. 液滴將向下運(yùn)動(dòng)D. 液滴仍保持靜止

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間距離d＝0.25mm．雙縫到毛玻璃屏間距離L的大小也由圖中毫米刻度尺讀出（如圖⑤所示），實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)測(cè)量頭（如圖①所示）上的手輪，把分劃線對(duì)準(zhǔn)靠近最左邊的一條亮條紋（如圖②所示），并記下螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1(如圖③所示），然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃線向右邊移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)第7條亮條紋并記下螺旋測(cè)微器讀數(shù)x7（如圖④所示），由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可求得該單色光的波長(zhǎng)．

圖示中雙縫的位置L1＝__________mm，毛玻璃屏的位置L2＝__________mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1＝__________mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x7＝__________mm，請(qǐng)用以上測(cè)量量的符號(hào)表示出該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式__________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過(guò)長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊可以在光滑的水平軌道上自由運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度大小為，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 當(dāng)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)滑塊的位移大小是

B. 當(dāng)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)滑塊的位移大小是

C. 當(dāng)小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置與小球起始位置點(diǎn)間的距離

D. 當(dāng)小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置與小球起始位置點(diǎn)間的距離

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