有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收．從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個(gè)光子，則速度v0至少需要多大？己知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1 （E1＜0）．
兩個(gè)氫原子碰撞過程動(dòng)量守恒，當(dāng)兩個(gè)氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)，損失動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：
mv0=2mv
解得：v=
1
2
v0；
減小的動(dòng)能為：△E=
1
2
m
v20
-
1
2
×2m×v2；
根據(jù)題意，減小的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量，故有：
△E=E2-E1=-
3
4
E；
解得：v0=
-3E
m
；
答：速度v0至少需要為
-3E
m
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=-d到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場E1；在直線x=d到y(tǒng)軸區(qū)域存在著兩個(gè)大小均為E2、方向相反的有界勻強(qiáng)電場，其中x軸上方的電場方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場方向沿y軸正方向．在電場左邊界上A1（-d，d）到C（-d，0）區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)．若處于A1點(diǎn)的粒子，在電場力作用下，能恰好從右邊電場的邊界A2（d，-d）處沿x軸正方向射出電場，其軌跡如圖．不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用：
（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1與E2之比；
（2）在A1C間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?鹽城一模）如圖所示，間距為d的兩平行板之間有方向向右的勻強(qiáng)電場，正方形容器abcd內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O為ab邊的中點(diǎn)，ab邊緊靠平行板．有兩個(gè)質(zhì)量均為m，電量均為q的帶電粒子P1和P2在小孔處以初速度為零先后釋放．P1經(jīng)勻強(qiáng)電場加速后，從O處垂直正方形的ab邊進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，每一次和邊碰撞時(shí)速度方向都垂直于被碰的邊，當(dāng)P1剛好回到O處時(shí)與后釋放的P2相碰，以后P1、P2都在O處相碰．假設(shè)所有碰撞過程均無機(jī)械能損失．
（1）若在一個(gè)循環(huán)中P1和bc邊只碰撞3次，求正方形的邊長．
（2）若P1和P2在小孔O處剛碰撞后，立即改變平行板內(nèi)電場強(qiáng)度和正方形容器內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使P1不再與ab邊碰撞，但仍和P2在O處碰撞．則電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分別變?yōu)樵瓉淼膸妆叮?/div>

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?湛江一模）如圖所示，一輛質(zhì)量為M的小車靜止在水平面上，車面上右端點(diǎn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊1，水平面上有與車右端相距為4R的固定的
1
4
光滑圓弧軌道，其圓周半徑為R，圓周E處的切線是豎直的，車上表面與地面平行且與圓弧軌道的末端D等高，在圓弧軌道的最低點(diǎn)D處，有另一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊2，兩滑塊質(zhì)量均為m．某人由靜止開始推車，當(dāng)車與圓弧軌道的豎直壁CD碰撞后人即撤去推力并離開小車，車碰后靠著豎直壁靜止但不粘連，滑塊1和滑塊2則發(fā)生碰撞，碰后兩滑塊牢牢粘在一起不再分離．車與地面的摩擦不計(jì)，滑塊1、2與車面的摩擦系數(shù)均為μ，重力加速度為g，滑塊與車面的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力．
（1）若人推車的力是水平方向且大小為F=
1
2
μ(M+m)g，則在人推車的過程中，滑塊1與車是否會(huì)發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)？
（2）在（1）的條件下，滑塊1與滑塊2碰前瞬間，滑塊1的速度多大？若車面的長度為
R
4
，小車質(zhì)量M=km，則k的取值在什么范圍內(nèi)，兩個(gè)滑塊最終沒有滑離車面？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)．B點(diǎn)右側(cè)相距為5R的D處有一豎直固定的光滑四分之一圓弧軌道DE，其半徑為R，E點(diǎn)切線豎直，用質(zhì)量為M的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)．用同種材料、質(zhì)量為m的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放，物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為v0=3
gR
，到達(dá)D點(diǎn)后滑上光滑的半圓軌道，在E點(diǎn)正上方有一離E點(diǎn)高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，沿平臺(tái)直徑方向開有兩個(gè)離軸心距離相等的小孔M、N，旋轉(zhuǎn)時(shí)兩孔均能達(dá)到E點(diǎn)的正上方．滑塊滑過E點(diǎn)后進(jìn)入M孔，又恰能從N孔落下，已知AD部分動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，g=10m/s2．求：
（1）BC間距離；
（2）m到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；
（3）平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)在光滑絕緣的水平桌面上，有兩個(gè)質(zhì)量均為m，電量為+q的完全相同的帶電粒子P1和P2，在小孔A處以初速度為零先后釋放．在平行板間距為d的勻強(qiáng)電場中加速后，P1從C處對著圓心進(jìn)入半徑為R的固定圓筒中（筒壁上的小孔C只能容一個(gè)粒子通過），圓筒內(nèi)有垂直水平面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．P1每次與筒壁發(fā)生碰撞均無電荷遷移，P1進(jìn)入磁場第一次與筒壁碰撞點(diǎn)為D，∠COD=θ，如圖所示．延后釋放的P2，將第一次欲逃逸出圓筒的P1正碰圓筒內(nèi)，此次碰撞剛結(jié)束，立即改變平行板間的電壓，并利用P2與P1之后的碰撞，將P1限制在圓筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)．碰撞過程均無機(jī)械能損失．設(shè)d=
5
8
πR，求：在P2和P1相鄰兩次碰撞時(shí)間間隔內(nèi)，粒子P1與筒壁的可能碰撞次數(shù)．
附：部分三角函數(shù)值
φ
2π
5
π
3
π
4
π
5
π
6
π
7
π
8
π
9
π
10
tanφ 3.08 1.73 1.00 0.73 0.58 0.48 0.41 0.36 0.32

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