Question

（1）如图所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向．设碰前光子频率为v，碰后为v′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是______
A、可能沿图中①方向
B、可能沿图中②方向
C、v=v′
D、v＜v′
（2）如图所示，质量为3m、长度为L的木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v水平向右射入木块，穿出木块时速度为，设木块对子弹的阻力始终保持不变．
①求子弹穿透木块后，木块速度的大小；
②求子弹穿透木块的过程中，木块滑行的距离s；
③若改将木块固定在水平传送带上，使木块始终以某一恒定速度（小于v）水平向右运动，子弹仍以初速度v水平向右射入木块．如果子弹恰能穿透木块，求此过程所经历的时间．

Answer

（1）光子与一个静止的电子碰撞过程满足动量守恒，据此可求出光子碰后的运动方向，碰撞过程光子能量减小，因此频率减小．
（2）①根据子弹和木块作用过程动量守恒列方程即可求解．
②对木块根据动能定理列出方程即可解答，注意木块和子弹的位移关系．
③弄清它们的作用过程以及功能关系，对木块根据动量定理，以及功能关系列方程，即可求解．
【解析】
（1）光子与电子碰撞过程满足动量守恒，总动量与碰前光子动量方向一致大小相等，故光子可能的运动方向为②方向，故A错误，B正确；
碰撞过程光子能量减小，因此频率减小，故CD错误；
故选B．
（2）①子弹和木块作用过程中动量守恒，有：
       ，
       解得：．
故求子弹穿透木块后，木块速度的大小为：．
②根据木块和子弹之间的位移关系可知，如木块位移为：s，则子弹的位移为：s+L，根据动能定理有：
对子弹和木块分别有：，
解之得：．
故子弹穿透木块的过程中，木块滑行的距离．
③对木块根据动量定理和功能关系有：

解之得：．
故该过程所经历的时间：．