Question

[物理--选修3-5]
（1）以下说法正确的是______
A．当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，要吸收光子
B．某金属产生光电效应，当增大照射光的强度时，则逸出光电子的最大初动能也随之增大
C．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关
D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
（2）光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮（不计定滑轮的质量和摩擦），绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30kg，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5m/s时，停止拉绳．求：
（1）人在拉绳过程做了多少功？
（2）若人停止拉绳后，至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

Answer

（1）原子从高能级向基态跃迁放出能量，反之吸收能量．光电子的最大初动能与入射光的频率有关与光照强度无关；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生．
（2）①人拉车的过程即是动量守恒的过程，也是人对甲车、乙车和人组成的系统做功的过程，可以通过动量守恒计算出甲车和人的速度，在由Ek=mv2计算出甲车和人、乙车的动能，由动能定理知：甲车和人、乙车的动能之和等于人对系统做的功．
②停止拉绳后，甲车和人与乙车相向匀速运动，有动量守恒有0=（m甲+m人）v甲+m乙v乙∴且甲车和人的动量与乙车动量等大小相等，方向相反．要两车不相撞，应有人跳到乙车后，甲车、乙车和人的速度应当同向且大小相等．
【解析】
（1）A、原子从高能级向基态跃迁放出能量，反之吸收能量．当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，要放出光子，故A错误
B、光电子的最大初动能与入射光的频率有关与光照强度无关，因此增大光照强度，光子的最大初动能不变，故B错误；
C、原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故C正确
D、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故D正确
故选CD．
（2）①设甲、乙两车和人的质量分别为m甲、m乙和m人，停止拉绳时甲车的速度为v甲，乙车的速度为v乙，由动量守恒定律得
（m甲+m人）v甲=m乙v乙  
求得：v甲=0.25m/s  
由功与能的关系可知，人拉绳过程做的功等于系统动能的增加量．
W=（m甲+m人）v甲2+m乙v乙2=5.625J 
②设人跳离甲车时人的速度为v人，人离开甲车前后由动量守恒定律得
（m甲+m人）v甲=m甲v′甲+m人v人
人跳上乙车前后有动量守恒：m人v人-m乙v乙=（m人+m乙）v′乙
若v'甲=v'乙
代入得：v人=0.5m/s
当人跳离甲车的速度大于或等于0.5m/s时，两车才不会相撞．
故答案为：（1）CD
（2）①人在拉绳过程做了5.625J 
②若人停止拉绳后，至少以0.5m/s速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞．