精品解析:辽宁省大连市第二十四中学2025-2026学年高二下学期期中物理试卷
2026-06-15
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 大连市 |
| 地区(区县) | 中山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.25 MB |
| 发布时间 | 2026-06-15 |
| 更新时间 | 2026-06-15 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58354609.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025—2026学年度下学期期中考试高二年级物理科试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1. 下列说法符合物理学史的是( )
A. 汤姆孙通过比较不同材料的阴极发出射线的电性和比荷,发现了电子
B. 密立根利用扭秤装置精确测定了电子的电荷量
C. 卢瑟福根据X射线散射实验,提出了原子的核式结构模型
D. 德布罗意提出物质波,并进行了实验验证
2. 关于固体、气体和液体,下列说法正确的是( )
A. 气体比固体和液体更容易被压缩,是因为气体分子之间存在引力
B. 液体存在表面张力是由于其表面分子间平均距离比内部大
C. 单晶体熔化过程中温度恒定不变,多晶体熔化过程中温度一直升高
D. 布朗运动直接反映了分子热运动的无规则性
3. 在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前在光的传播方向上放置的装置,以下说法正确的是( )
A. 甲对应单缝,乙对应双缝
B. 乙对应双缝,丙对应小圆孔
C. 丙对应小圆孔,丁对应小圆板
D. 丁对应小圆孔,甲对应双缝
4. 光频率小于光,则、组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光路图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 太阳内部时时刻刻都在发生着核反应,其中一种核反应为,已知氘核()的质量为,质子的质量为,X的质量为,真空中光速为。关于该核反应,下列说法正确的是( )
A. 该反应类型为β衰变
B. 粒子X是中子
C. 反应中的质量亏损
D. 该反应释放的核能
6. 钴60在衰变过程中任意时刻的质量与初始时刻的质量的比值随时间的变化规律如图所示,则钴60的半衰期为( )
A. B. C. D.
7. 氢原子能级如图所示。某一个处于基态的氢原子,吸收光子或被电子撞击后,跃迁至高能级,再由高能级跃迁至基态。对该过程释放的光子,以下说法正确的是( )
A. 吸收一个12.09 eV的光子后,一定会释放2个光子
B. 吸收一个12.09 eV的光子后,可能释放3个光子
C. 被12.2 eV电子撞击后,可能只释放一个10.2 eV的光子
D. 被12.2 eV电子撞击后,若只释放一个光子,该光子能量只能为12.09 eV
8. 如图,甲、乙为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图,磁场方向垂直纸面向里,其中一个发生α衰变,另一个发生β衰变,运动方向都与磁场方向垂直。、与、的运动轨迹如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 甲为衰变,乙为衰变 B. 顺时针转动,顺时针转动
C. 顺时针转动,逆时针转动 D. 动能比小,动能比小
9. 某种光伏电池的工作原理如图所示。半径为的透明导电的球壳为电极A,球形感光材料为电极K,电压表为理想电压表。现用黄光照射电极K,电压表示数最终稳定为。通过改变以下条件,可使再次稳定后电压表示数增大的是( )
A. 增大入射光强度 B. 增大入射光频率
C. 减小入射光子的动量 D. 使用逸出功更小的材料作为K极
10. 一定质量的理想气体经历四段状态变化过程,其图像如图所示。其中延长线与横轴的交点为,和分别平行于横轴和纵轴,状态压强为1 atm,、、三个状态的体积关系为,下列说法正确的是( )
A. 从到,气体的体积增大
B. 、两状态的体积之比为
C. 状态温度为126.85℃
D. 从到,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 如图甲为双缝干涉实验装置示意图。
(1)某次实验中,该装置双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,将测量头的分划板中心刻线与条纹中心对齐,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与亮条纹中心对齐,测得、间距为。则形成此干涉图样的单色光的波长为__________(保留位有效数字)。
(2)若取下滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中__________。
A. 观察不到干涉条纹
B. 可观察到明暗相间的白条纹
C. 可观察到彩色条纹
(3)若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值__________(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
12. 在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液管量取0.25 mL油酸,倒入标注250 mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到小量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,将带有正方形坐标格的玻璃板置于浅盘上,并绘制油膜轮廓,如下图所示。坐标格的每个小正方形大小为。
(1)由下图可以估算出油膜的面积为__________,由此估算出油酸分子的直径是__________m(保留1位有效数字)。
(2)某同学做完“用油膜法估测分子大小”实验后,发现自己所测的分子直径偏大。出现这种情况的原因可能是__________。
A. 油酸未完全散开
B. 将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置了一段时间
C. 求每滴体积时,1 mL溶液的滴数多记了10滴
D. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
(3)用油膜法测出分子直径后,要测出阿伏加德罗常数,只需知道油酸的__________
A. 摩尔质量 B. 体积 C. 摩尔体积 D. 密度
13. 如图,玻璃砖的横截面是半径为的半圆,圆心为点,直径与轴重合。一束平行于轴的激光,从横截面上的点由空气射入玻璃砖,从点射出。已知点到轴的距离为,玻璃砖折射率为,真空中光速为。()
(1)求激光由到所需时间;
(2)点到轴的距离。
14. 如图所示,固定在水平面上的绝热气缸,用横截面积为的绝热活塞封闭有一定质量的理想气体,该气体内能与温度的关系为,α为已知常量。初始时活塞静止,距左侧缸底为,缸内气体压强为,温度为。现通过电热丝对气缸内气体缓慢加热,使活塞至左侧缸底距离增至。活塞与气缸内壁间的滑动摩擦力大小恒为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,气缸不漏气,忽略电热丝体积。求:
(1)活塞刚开始移动时,缸内气体的压强和温度;
(2)缸内气体在整个过程中吸收的总热量。
15. 碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。
(1)在康普顿散射中,为简化问题研究,设入射光子与静止的无约束自由电子发生弹性碰撞,碰撞后光子的方向恰好与原入射方向成90°,已知:入射光波长,散射后波长为,普朗克恒量为,光速为,求碰撞前后光子动量变化量的大小和能量变化量。
(2)在卢瑟福散射中,为简化问题研究,同样设入射α粒子与一个静止的无约束金原子核发生弹性碰撞。已知入射α粒子动量大小为,质量为,金原子核质量为。
①若碰撞后α粒子的运动方向与入射方向成180°,求散射后α粒子动量的大小。
②若碰撞后α粒子的运动方向与入射方向成,求散射后α粒子动量的大小。
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2025—2026学年度下学期期中考试高二年级物理科试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1. 下列说法符合物理学史的是( )
A. 汤姆孙通过比较不同材料的阴极发出射线的电性和比荷,发现了电子
B. 密立根利用扭秤装置精确测定了电子的电荷量
C. 卢瑟福根据X射线散射实验,提出了原子的核式结构模型
D. 德布罗意提出物质波,并进行了实验验证
【答案】A
【解析】
【详解】A.汤姆孙研究阴极射线时,对不同材料阴极发出的射线测定电性和比荷,确认该带负电粒子是原子的组成部分,即电子,故A正确;
B.密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量,扭秤装置是库仑研究库仑定律、卡文迪许测定引力常量时使用的装置,故B错误;
C.卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型,不是X射线散射实验,故C错误;
D.德布罗意仅提出了物质波的假设,物质波的实验验证由戴维孙、G.P.汤姆孙等人完成,德布罗意本人未做相关验证实验,故D错误。
故选A。
2. 关于固体、气体和液体,下列说法正确的是( )
A. 气体比固体和液体更容易被压缩,是因为气体分子之间存在引力
B. 液体存在表面张力是由于其表面分子间平均距离比内部大
C. 单晶体熔化过程中温度恒定不变,多晶体熔化过程中温度一直升高
D. 布朗运动直接反映了分子热运动的无规则性
【答案】B
【解析】
【详解】A.气体更容易被压缩是因为气体分子间距离远大于分子平衡距离,分子间作用力极其微弱,与分子引力无关,故A错误;
B.液体表面层分子密度低于内部,分子间平均距离比内部更大,分子力表现为引力,因此产生表面张力,故B正确;
C.单晶体和多晶体都属于晶体,均有固定熔点,熔化过程中温度都保持恒定,故C错误;
D.布朗运动是悬浮固体小颗粒的无规则运动,间接反映了液体分子热运动的无规则性,并非直接反映分子热运动,故D错误。
故选B。
3. 在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前在光的传播方向上放置的装置,以下说法正确的是( )
A. 甲对应单缝,乙对应双缝
B. 乙对应双缝,丙对应小圆孔
C. 丙对应小圆孔,丁对应小圆板
D. 丁对应小圆孔,甲对应双缝
【答案】C
【解析】
【详解】根据单缝衍射与双缝干涉图样的区别:前者中间是亮条纹,越向两侧条纹宽度越小,后者明暗条纹宽度相等,可知甲图是双缝干涉条纹,乙图是单缝衍射条纹;
根据小孔衍射与不透光圆板衍射的区别可知,小圆孔衍射的图样,中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,不透光小圆板衍射的图样,中央较大区域内是暗的,中央有一亮斑,叫泊松亮斑,周围是明暗相间的圆环,可知丙图是小圆孔衍射图样,丁图是小圆板衍射图样,故C正确,ABD错误。
故选C。
4. 光频率小于光,则、组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光路图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.光频率小于光,所以a光的折射率小于b光,根据平行玻璃砖的光学特性可知,出射光线与入射光线平行,由于a光的折射率小,偏折程度小,所以出射时a光应在右侧,故AB错误;
CD.由临界角公式
分析可知,a光的临界角较大。当光从棱镜射入空气中时,若发生全反射的话首先是b光,若b不发生全反射,能射出棱镜,则a光一定也不发生全反射从棱镜射出,故C错误,D正确。
故选D。
5. 太阳内部时时刻刻都在发生着核反应,其中一种核反应为,已知氘核()的质量为,质子的质量为,X的质量为,真空中光速为。关于该核反应,下列说法正确的是( )
A. 该反应类型为β衰变
B. 粒子X是中子
C. 反应中的质量亏损
D. 该反应释放的核能
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是两个质子结合为氘核的过程,属于轻核聚变;β衰变是原子核自发释放β粒子的衰变反应,和该反应类型不符,故A错误;
B.根据核反应电荷数守恒、质量数守恒可知,反应前总电荷数为,总质量数为;氘核电荷数为1、质量数为2,因此X的电荷数为,质量数为,可知X为正电子,不是中子,故B错误;
C.质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量,反应前有2个质子,因此,故C错误;
D.根据爱因斯坦质能方程,释放的核能,故D正确。
故选D。
6. 钴60在衰变过程中任意时刻的质量与初始时刻的质量的比值随时间的变化规律如图所示,则钴60的半衰期为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,钴60的质量由原来的变为原来的(质量减半),所需的时间为
则钴60的半衰期为
故选B。
7. 氢原子能级如图所示。某一个处于基态的氢原子,吸收光子或被电子撞击后,跃迁至高能级,再由高能级跃迁至基态。对该过程释放的光子,以下说法正确的是( )
A. 吸收一个12.09 eV的光子后,一定会释放2个光子
B. 吸收一个12.09 eV的光子后,可能释放3个光子
C. 被12.2 eV电子撞击后,可能只释放一个10.2 eV的光子
D. 被12.2 eV电子撞击后,若只释放一个光子,该光子能量只能为12.09 eV
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量
单个氢原子从n=3向基态跃迁时,可能的路径有:直接跃迁到n=1,释放1个光子;或者先跃迁到n=2(释放1个光子),再跃迁到 n=1(释放1个光子),共释放2个光子。因此,吸收12.09eV光子后,可能释放1个或2个光子,故AB错误。
C.电子撞击氢原子时,电子能量可部分被吸收,只要吸收的能量等于两能级差即可跃迁。若电子能量为12.2eV,氢原子可吸收
跃迁到n=2能级,剩余能量12.2eV-10.2eV=2eV由电子带走。从n=2跃迁到n=1时,释放光子能量为10.2eV,即可能只释放一个10.2eV的光子,故C正确;
D.根据能级差公式,有,而
若跃迁至 n=3,且直接由 n=3→n=1 跃迁,只释放一个光子,能量为 12.09 eV。 结合C可知,若只释放一个光子,该光子能量可能是 10.2 eV 或 12.09 eV,故D错误。
故选C。
8. 如图,甲、乙为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图,磁场方向垂直纸面向里,其中一个发生α衰变,另一个发生β衰变,运动方向都与磁场方向垂直。、与、的运动轨迹如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 甲为衰变,乙为衰变 B. 顺时针转动,顺时针转动
C. 顺时针转动,逆时针转动 D. 动能比小,动能比小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.放射性元素放出α粒子时,α粒子与反冲核的速度相反,而电性相同,均带正电,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反,两个粒子的轨迹应为外切圆;而放射性元素放出β粒子时,β粒子与反冲核的速度相反,而电性相反,反冲核带正电,β粒子带负电,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹应为内切圆;故甲为衰变,乙为衰变,A正确;
BC.粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得带电粒子在磁场中的运动的半径,根据动量守恒可知,发出的粒子与反冲核的动量p等大反向,而反冲核的电荷量大,故轨迹半径小,故b为α粒子运动轨迹,c为β粒子运动轨迹,根据左手定则可知,ab均沿逆时针转动,顺时针转动,逆时针转动,故C正确,B错误;
D.根据可知,因(α粒子)的质量比小,可知动能比大,(β粒子)的质量比d小,可知c的动能比大,D错误。
故选AC。
9. 某种光伏电池的工作原理如图所示。半径为的透明导电的球壳为电极A,球形感光材料为电极K,电压表为理想电压表。现用黄光照射电极K,电压表示数最终稳定为。通过改变以下条件,可使再次稳定后电压表示数增大的是( )
A. 增大入射光强度 B. 增大入射光频率
C. 减小入射光子的动量 D. 使用逸出功更小的材料作为K极
【答案】BD
【解析】
【详解】ABD.根据光电效应方程和动能定理可得
可知增大入射光强度,稳定后电压表示数不变;增大入射光频率,稳定后电压表示数增大;使用逸出功更小的材料作为K极,稳定后电压表示数增大;故A错误,BD正确;
C.减小入射光子的动量,由可知,光子的波长增大,频率减小,则稳定后电压表示数减小,故C错误。
故选BD。
10. 一定质量的理想气体经历四段状态变化过程,其图像如图所示。其中延长线与横轴的交点为,和分别平行于横轴和纵轴,状态压强为1 atm,、、三个状态的体积关系为,下列说法正确的是( )
A. 从到,气体的体积增大
B. 、两状态的体积之比为
C. 状态温度为126.85℃
D. 从到,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.根据
整理得
可知图像斜率与气体体积负相关,由图可知a点与坐标点的连线的图线斜率比b点与坐标点的连线的图线斜率
小,故a到b过程气体体积减小,故A错误;
B.由A选项分析可知,a、d状态气体体积相同,对a、c状态有
解得,故B正确;
C.因为,
联立解得
从c到b过程为等压变化,因此有
解得,故C正确;
D.从到过程,体积减小,分子数密度增大,温度升高,分子平均动能增大,因此该过程单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 如图甲为双缝干涉实验装置示意图。
(1)某次实验中,该装置双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,将测量头的分划板中心刻线与条纹中心对齐,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与亮条纹中心对齐,测得、间距为。则形成此干涉图样的单色光的波长为__________(保留位有效数字)。
(2)若取下滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中__________。
A. 观察不到干涉条纹
B. 可观察到明暗相间的白条纹
C. 可观察到彩色条纹
(3)若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值__________(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
【答案】(1) (2)C
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
由得
据图乙,、间有个亮条纹,条纹间隔,则
代入解得(保留位有效数字)
【小问2详解】
滤光片的作用是获得单色光。取下滤光片后,光源为白光。白光干涉时,中央亮纹为白色,两侧出现彩色条纹,因此,目镜中可观察到彩色条纹。
故选C。
【小问3详解】
如图丙所示,分划板中心刻线与干涉条纹方向成一夹角。在实际测量中,我们读取的是刻线在垂直于条纹方向上的移动距离。若刻线倾斜,相当于用斜边代替直角边,则实际移动的投影距离大于真实条纹间距,因此测量值大于实际值,故填大于。
12. 在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液管量取0.25 mL油酸,倒入标注250 mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到小量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,将带有正方形坐标格的玻璃板置于浅盘上,并绘制油膜轮廓,如下图所示。坐标格的每个小正方形大小为。
(1)由下图可以估算出油膜的面积为__________,由此估算出油酸分子的直径是__________m(保留1位有效数字)。
(2)某同学做完“用油膜法估测分子大小”实验后,发现自己所测的分子直径偏大。出现这种情况的原因可能是__________。
A. 油酸未完全散开
B. 将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置了一段时间
C. 求每滴体积时,1 mL溶液的滴数多记了10滴
D. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
(3)用油膜法测出分子直径后,要测出阿伏加德罗常数,只需知道油酸的__________
A. 摩尔质量 B. 体积 C. 摩尔体积 D. 密度
【答案】(1) ①. 260 ②. 8×10-10 (2)AD (3)C
【解析】
【小问1详解】
可以估算出油膜的面积为
2滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为由此估算出油酸分子的直径是。
【小问2详解】
A.油酸未完全散开,则S偏小,根据可知d测量值偏大,A正确;
B.将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置了一段时间,则油酸酒精溶液的浓度变大,即一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V偏大,而计算时仍用原来的值计算,则d测量值偏小,B错误;
C.求每滴体积时,1 mL溶液的滴数多记了10滴,则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V偏小,则d测量值偏小,C错误;
D.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,则S偏小,则d值测量值偏大,D正确。
故选AD。
【小问3详解】
阿伏加德罗常数
则用油膜法测出分子直径后,要测出阿伏加德罗常数,只需知道油酸的摩尔体积,故选C。
13. 如图,玻璃砖的横截面是半径为的半圆,圆心为点,直径与轴重合。一束平行于轴的激光,从横截面上的点由空气射入玻璃砖,从点射出。已知点到轴的距离为,玻璃砖折射率为,真空中光速为。()
(1)求激光由到所需时间;
(2)点到轴的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意得出光路图如图所示
根据几何关系可得,α=β
可得β=45°
根据折射定律,可得γ=30°
则
而
可得激光由到所需时间
【小问2详解】
由几何关系可知OQ与x轴夹角为15°,则点到轴的距离
14. 如图所示,固定在水平面上的绝热气缸,用横截面积为的绝热活塞封闭有一定质量的理想气体,该气体内能与温度的关系为,α为已知常量。初始时活塞静止,距左侧缸底为,缸内气体压强为,温度为。现通过电热丝对气缸内气体缓慢加热,使活塞至左侧缸底距离增至。活塞与气缸内壁间的滑动摩擦力大小恒为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,气缸不漏气,忽略电热丝体积。求:
(1)活塞刚开始移动时,缸内气体的压强和温度;
(2)缸内气体在整个过程中吸收的总热量。
【答案】(1),2T0
(2)
【解析】
【小问1详解】
活塞刚开始移动时,对活塞分析可知
可得
气体进行等容变化,则由查理定律
解得T1=2T0
【小问2详解】
活塞至左侧缸底距离增至过程中气体进行等压变化,则由盖吕萨克定律
解得T2=4T0
该过程中气体对外做功为
根据热力学第一定律可知,缸内气体在整个过程中吸收的总热量
15. 碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。
(1)在康普顿散射中,为简化问题研究,设入射光子与静止的无约束自由电子发生弹性碰撞,碰撞后光子的方向恰好与原入射方向成90°,已知:入射光波长,散射后波长为,普朗克恒量为,光速为,求碰撞前后光子动量变化量的大小和能量变化量。
(2)在卢瑟福散射中,为简化问题研究,同样设入射α粒子与一个静止的无约束金原子核发生弹性碰撞。已知入射α粒子动量大小为,质量为,金原子核质量为。
①若碰撞后α粒子的运动方向与入射方向成180°,求散射后α粒子动量的大小。
②若碰撞后α粒子的运动方向与入射方向成,求散射后α粒子动量的大小。
【答案】(1),
(2)①; ②
【解析】
【小问1详解】
由题意碰后如图所示,建系如图
则设光子动量为,设x方向分动量为,y方向分动量为,则对x、y方向分别由动量守恒定律得,
碰撞前后光子动量变化量的大小
光子的能量为
碰撞前光子的能量为
碰撞后光子的能量为
碰撞前后光子能量变化量
【小问2详解】
①设碰撞后α粒子动量大小为pm,金原子核的动量为pM,入射方向为正方向,根据动量守恒有
发生弹性碰撞,根据能量守恒有
联立解得
②二维弹性碰撞,取入射方向为x轴正方向,设金核动量为P,与x轴夹角为φ
x方向动量守恒,有
y方向动量守恒,有
根据能量守恒,有
联立解得散射后α粒子动量
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