2014年高考物理创新专题复习(新课标版选修3-5)

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2014年高考物理一轮复习选修3-5-1-2

(时间：45分钟，满分：100分)[命题报告·教师用书独具]1.下列说法正确的是()A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C．两小球必须都是刚性球，且质量相同D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动解析：两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A正确；由于计算碰撞前速度时用到了mgh＝12m v2－0，即初速度为0，B正确；本实验中对小球的弹性性能无要求，C错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确．答案：ABD2．在验证动量守恒定律的实验中，实验装置的示意图如图所示．实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是()A．释放点越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小解析：入射球的释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减少测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正确.答案：C3．(2013年辽宁模拟)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨空腔内通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s ；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)．(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是______________________. 解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块．(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p 0＝m 1v 0.v 0＝0.2000.10 m/s ＝2.00 m/s ，p 0＝0.310×2.00 kg·m/s ＝0.620 kg·m/s.作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v ，v ＝0.1680.14 m/s ＝1.20 m/s ，p ＝(m 1＋m 2)v ＝(0.310＋0.205)×1.20 kg·m/s ＝0.618 kg·m/s.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦．答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器限位孔间有摩擦4．气垫导轨上有A 、B 两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接(如图甲所示)，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz ，由图可知：(1)A、B离开弹簧后，应该做________运动，已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是________．(2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为________ kg·m/s，B的动量的大小为________kg·m/s，本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是______________．解析：(1)A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动，在离开弹簧前A、B均做加速运动，A、B两滑块的第一个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小．(2)周期T＝1f＝0.1 s，v＝xt，由图知A、B匀速时速度分别为v A＝0.09 m/s，v B＝0.06 m/s，分开后A、B的动量大小均为p＝0.018 kg·m/s，方向相反，满足动量守恒，系统的总动量为0.答案：(1)匀速直线A、B两滑块的第一个间隔太大(2)0.0180.018A、B 两滑块作用前后总动量相等，均为05．如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与固定挡板C和D碰撞时，电子计时器自动停表，记下A至C 的运动时间t1，B至D的运动时间t2；Ⅲ.重复几次，取t1和t2的平均值．(1)在调整气垫导轨时应注意______________________________________；(2)应测量的数据还有_____________________________________________；(3)只有关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和．解析：(1)使气垫导轨水平．(2)滑块A 的左端到挡板C 的距离s 1和滑块B 的右端到挡板D 的距离s 2.(3)由动量守恒定律列方程式(M ＋m )s 1/t 1＝Ms 2/t 2.答案：见解析6．如图所示，A 、B 两摆摆长分别为L 1和L 2，摆球质量分别为m 1和m 2，且m 1<m 2.静止时，两球在悬点正下方刚好接触且球心同高，现将A 摆在纸平面内向左拉离平衡位置，使摆线水平，然后释放，当A 摆摆到最低点时两球碰撞，碰后A 球被反弹，反弹后最大偏角为α，B 球向右摆动，最大偏角为β ，则碰撞过程中一定守恒的是________(选填“动能”或“动量”)，守恒的关系式为________．解析：两球在最低点碰撞时，水平方向上所受合力为零，动量守恒，设碰前瞬间A 球速度为v 1.由机械能守恒，对A 球12m 1v 21＝m 1gL 1①设A 、B 球碰后瞬间的速度分别为v 1′和v 2′，由机械能守恒．对A 球：12m 1v 1′2＝m 1gL 1(1－cos α)②对B 球：12m 2v 2′2＝m 2gL 2(1－cos β)③由动量守恒m 1v 1＝－m 1v 1′＋m 2v 2′④由①②③④式得m 1L 1(1＋1－cos α)＝m 2L 2(1－cos β).答案：动量m1L1(1＋1－cos α)＝m2L2(1－cos β)7．为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)．②按照如图所示的图样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶部A处滚下，使它们发生碰撞后，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F 点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L D、L E、L F.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的________点，m2的落点是图中的________点．(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量守恒．(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．解析：由平抛运动的知识可知，设斜面BC的倾角为θ，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为L，则L cos θ＝v t，L sin θ＝12gt2可得v＝L cos θg2L sin θ＝cos θgL 2sin θ由于θ、g都是恒量，所以v∝L，v2∝L，所以动量守恒的表达式可以是m1L E＝m1L D＋m2L F由能量守恒可得m1L E＝m1L D＋m2L F，综合可得：L D＋L E＝L F.答案：(1)D F(2)m1L E＝m1L D＋m2L F(3)m1L E＝m1L D＋m2L F或L D＋L E＝L F1．子弹打木块问题的两种类型(1)木块放在光滑的水平面上．子弹射击木块，子弹受到滑动摩擦力作用而做匀减速直线运动，木块在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动．对于子弹和木块组成的系统，在水平方向上动量守恒．(2)木块固定在水平面上不动．子弹射击木块，子弹在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，子弹的位移可由动能定理进行计算．2．解题思路两种类型中，系统(木块和子弹)中相互作用的两物体间的一对摩擦力做功的总和恒为负值，部分机械能转化为内能即Q＝F f·s(F f是滑动摩擦力，s是两物体间的相对位移)．因此，对于木块放在光滑水平面上类型，系统动量守恒、能量守恒但机械能不守恒，在计算时要对子弹和木块分别利用动能定理．[例1]一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量为m的子弹以初速度v0水平飞来打进木块并留在其中，设相互作用力为F f.试求：(1)子弹、木块相对静止时的速度v?(2)子弹、木块发生的位移s1、s2以及子弹打进木块的深度l相分别为多少？(3)系统损失的机械能、系统增加的内能分别为多少？[思路点拨]本题属子弹打光滑水平面上的木块模型，侧重于动量守恒定律、能量守恒定律的应用，分析时注意分析动量守恒的条件，两物体的运动距离关系、每个物体的动能变化及其原因和能量转化的情况等子弹打木块模型的突出特征．[解析] (1)由动量守恒得m v 0＝(M ＋m )v ，子弹与木块的共同速度v ＝m M ＋m v 0. (2)对子弹利用动能定理得－F f s 1＝12m v 2－12m v 20①所以s 1＝ Mm (M ＋2m )v 202F f (M ＋m )2. 同理对木块有：F f s 2＝12M v 2②故木块发生的位移为s 2＝Mm 2v 202F f (M ＋m )2子弹打进木块的深度为：l 相＝s 1－s 2＝Mm v 202F f (M ＋m )③ (3)系统损失的机械能ΔE k ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2＝Mm v 202(M ＋m )④ 系统增加的内能：Q ＝ΔE k ＝Mm v 202(M ＋m ). [答案] (1)m M ＋m v 0(2)Mm (M ＋2m )v 202F f (M ＋m )2 Mm 2v 202F f (M ＋m )2 Mm v 202F f (M ＋m )(3)Mm v 202(M ＋m ) Mm v 202(M ＋m )[例2] 如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块动能增加了6 J ，那么此过程产生的内能可能为( )A ．16 JB ．12 JC ．6 JD ．4 J[解析] 设子弹的质量为m 0，初速度为v 0，木块质量为m ，则子弹打入木块过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即：m 0v 0＝(m ＋m 0)v ，此过程产生的内能等于系统损失的动能，即：E ＝12m 0v 20－12(m ＋m 0)v 2＝12(m m ＋m 0)m 0v 20，而木块获得的动能E 木＝12m ·(m 0m ＋m 0v 0)2＝6 J, 两式相除得：E E 木＝m ＋m 0m 0>1，所以A 、B 项正确．[答案] AB。

2014届高考物理一轮复习课件(考纲解读+考点探究+高分技巧)：选修3-5 第2讲原子结构原子核(84张ppt)

随堂基础演练
活页限时训练
【知识存盘】一、原子的核式结构
1．电子的发现：英国物理学家
汤姆孙发现了电子．
2．α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数 α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少
数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也
【知识存盘】
1．核力
核子间的作用力．核力是短程强引力，作用范围在的核子间发生作用． 1.5×10－15 m之内，只在相邻 2．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核
子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．
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3．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝ mc2 ，原子核的质量必然比组
的元素叫
是 α射线
放射性
元素．
、 γ射线
(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别、 β射线．
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(4)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射
性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．
②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子
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考点互动探究
随堂基础演练
活页限时训练
14 N＋4He→17O＋1H 7 2 8 1
(卢瑟福发现质子)
4 9 12 1 2He＋4Be→ 6 C＋0n
人工转变
人工控制
(查德威克发现中子)
27 Al＋4He→30P＋1n 13 2 15 0

【赢在课堂】2014年高中物理(新课标人教版)选修3-5配套课件 19.2

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课堂合作探究
问题导学
一、原子核的衰变
活动与探究 1 1 .从原子核中放出了 α 粒子,是不是原子核内本来就存在这些粒子? 答案:不是的。原子核内只有质子和中子 ,2 个质子和 2 个中子结合比较牢固,所以它们会作为一个整体被抛出。
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2.每种元素只存在一种放射性,为什么将放射性物质放出的射线在磁场或电场中探测时会出现三束呢? 答案:一种元素放射出一种射线后就衰变成另一种元素,这种新元素会具有新的放射性。 3.发生 β 衰变时,新核的电荷数变化多少?新核在元素周期表中的位置怎样变化? 答案:根据 β 衰变方程 90 Th
238
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解析:(1)设 92 U 衰变为 82 Pb 经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变,由质量数守恒和电荷数守恒,可得 238=206+4x① 92=82+2x-y② 联立①②解得 x=8,y=6,即一共经过 8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变。 (2)由于每发生一次 α 衰变质子数和中子数均减少 2,每发生一次 β 衰变中子数减少 1,质子数增加 1,故 82 Pb 比 92 U 质子数少 10,中子数少 22。
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二、半衰期
1.定义放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,叫做这种元素的半衰期。 2.公式用希腊字母 τ 表示半衰期,剩余原子核数目:N 余=N 质量
1 t m 余=m 原( )τ 。 2 1 t 原( )τ ,剩余元素 2
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3.说明统计规律,对大量原子核成立。 4.有关因素半衰期由放射性元素的核内部自身的因素决定,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关。 5.应用利用半衰期非常稳定这一特点,可以测量其衰变程度,推断时间。

二轮精品2014届高考物理复习方案二轮权威课件新课标专用第14讲选修35

焦课本插-5
考点一原子的能级与跃迁
巨大的能量释放．
(1)重核裂变：重核分裂成两个中等质量核的反应过
程．如23952U＋10n→
90 38
Sr＋13564Xe＋1010n.
(2)轻核聚变：轻核结合成质量__较_大___核的反应过程
(因在高温条件下发生，又称热核反应)．如21H＋31H→42He ＋10n.
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第14讲选修3-5
图 6－14－2
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第14讲选修3-5
高
考
C [解析] 在α粒子散射实验中只有极少数几乎正对
真题
原子核的粒子会被反弹，只有少数靠近原子核的粒子被排
聚斥而发生较大偏转，其余大部分粒子几乎沿直线前进，C
焦正确．
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第14讲选修3-5
高
考
【考题定位】
真题
►难度等级：容易
聚
►出题角度：考查卢瑟福的α粒子散射实验，本题源于
16，福建卷29 海南卷19(2)
12C(3)
原子核及核反应方程
卷浙卷津山1江1卷231东(卷，211C，)卷江1，(53天3，苏北)8津(天卷京1)，1福2C全建卷(2卷国1天)8，2课，津9浙(标江卷1)江3苏，14卷(卷广1)1东，4，
课标全国卷 Ⅰ35(1) ，课标全国卷Ⅱ35(1) ，天津卷 1，重庆卷2，广东
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核心知识重组
2．动量守恒定律的表达式 (1) p′＝p(系统的末动量等于初动量)； (2) m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v′2； (3)Δp1＝－Δp2(组成系统的两个物体动量的变化必定大小相等，方向__相_反___)．特别提醒：课标高考命题一般不刻意涉及动量守恒定律与其他物理规律的综合应用，但在碰撞、物块与木板相对运动等问题中，会涉及机械能守恒定律、能量守恒定律等规律的简单综合应用．

2014年高考物理选修3-5(动量与动量守恒)试题归类例析

2014年高考物理选修3-5（动量与动量守恒）试题归类例析【例1】（2014·福建卷）一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。

已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为。

（填选项前的字母）A．v0—v2 B．v0＋v2 C．v0— D．v0+【解析】箭、星系统分离过程可以认为动量守恒（m1+m2）v0=m2v2+m1v1，解得，D项正确。

【答案】D【例2】（2014·江苏卷）牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。

分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度。

若上述过程是质量为2m的玻璃球，A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小。

【解析】设A、B球碰后速度分别为v1和v2，由动量守恒定律2mv0=2mv1+mv2。

且由题意知，解得，。

【例3】（2014·大纲卷）一中子与一质量数为A（A＞1）的原子核发生弹性正碰。

若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（）A． B． C． D．【解析】中子与原子核的碰撞属于弹性正碰，中子的质量数为1，设其速度为v0；根据动量守恒和能量守恒，有：、，解得，A项正确。

【答案】A【例4】（2014·海南卷）一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆。

已知α粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c。

求衰变前原子核的质量。

【解析】设衰变产生的α粒子的速度大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得设衰变后新核的速度大小为V，衰变前后动量守恒，有，设衰变前原子核质量为M0，衰变前后能量守恒，有，解得。

2014新课标高考物理选修3-5选择专题训练

2014新课标高考物理选修3-5选择专题训练1以下是有关近代物理内容的若干叙述：其中正确的有______________。

A ．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B ．太阳内部发生的核反应是热核反应C ．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D ．原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的E ．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象2下列说法正确的是（）A ．汤姆生通过对α粒子的散射实验的分析，提出了原子的核式结构模型B ．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C ．查德威克用α粒子轰击氮原子核发现了中子D ．玻尔的原子模型成功地解释了氢光谱的成因E. 现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量3氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n 为3、4、5、6的能级直接向n ＝2能级跃迁时产生的．四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是________A.红色光谱是氢原子从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时产生的B.蓝色光谱是氢原子从n ＝6能级或n ＝5能级直接向n ＝2能级跃迁时产生的C.若氢原子从n ＝6能级直接向n ＝1能级跃迁，则能够产生红外线D.若氢原子从n ＝6能级直接向n ＝3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级直接向n ＝2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应 E ．若氢原子从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级直接向n ＝2能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应4关于核反应方程E X ∆++→a 2349123490P Th (E ∆为释放出的核能，X 为新生成粒子)，已知23490Th的半衰期为T ，则下列说法正确的是A ．a 23491P 没有放射性B ．a 23491P 比Th 23490少1个中子，X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变C ．N 0个Th 23490经2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为43N 0E ∆(N 0数值很大) D ．23490Th 的比结合能为234E ∆ E ．Th 23490的化合物的半衰期比T 长5下列说法正确的是A ．U 23892的质量为m ，经过3个半衰期后U 23892的质量还剩81m B ．核反应堆用过的核废料具有很强的放射线，需要装入特制的容器，深埋地下C ．卢瑟福发现了中子，查德威克发现了质子D ．核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，其作用范围在1.5×10-10mE ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大6有关近代物理知识，下列叙述中正确的是（）A ．碘－131的半衰期大约为8天，三个月后，碘－131就只剩下约为原来的1/2000B ．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。

新编孺子牛教育2014年高三物理复习《选修3-5 动量》专题卷(解析版)( 2014高考)

孺子牛教育高三物理复习《选修3-5 动量》专题卷（解析版）一、本章主要内容（一）、动量的定义、表达式：（二）、动量的变化表达式：（三）、冲量的定义、表达式：（四）、动量定理的内容、表达式：（五）、动量守恒定律的内容、表达式、成立条件：（六）、动量守恒定律及应用1、碰撞（注意碰撞类型的处理方法）2、爆炸3、人船模型4、子弹打木块模型5、反冲运动----- 火箭二、基本技能演练1．如图所示，质量为m 的物体在与水平方向成θ角的拉力F 的作用下匀速前进了时间t ，则（）A ．地面支持力对物体的冲量大小(mg-Fsinθ)tB ．拉力对物体的冲量大小为Ft cos θC ．摩擦力对物体的冲量大小为F cos θtD ．合外力对物体的冲量大小为Ft2．关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是（）A ．物体的动量等于物体所受外力的冲量B ．物体动量变化的大小与所受外力的冲量相等C ．物体动量变化的方向与所受外力的冲量方向相同D ．物体的动量变化方向与物体末动量的方向相同3、以初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略。

关于物体受到的冲量，说法中正确的是（）A ．物体上升阶段和下落阶段受到重力的冲量方向相反B CD 成a 、b 两块，若质量较大a A ．b B ．在炸裂过程中，a 、b C ．从炸裂到落地的这段时间里，a D ．a 、b 一定同时到达水平地面。

５、如图，Ａ、Ｂ两木块的质量之比为被压缩了的轻弹簧，A 、B 放后，A 、B 在小车上滑动时有( ) A. A 、B 系统动量守恒 B. A 、B 、C. 小车向左运动 D.６．质量为m 的物块甲以3 m/s 的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m 的物块乙以4 m/s 的速度与甲相向运动，如右图所示．则( )A ．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，系统动量不守恒B ．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零C ．当甲物块的速率为1 m/s 时，乙物块的速率可能为2 m/s ，也可能为0A BD ．甲物块的速率可能达到5 m/s７．把一支弹簧枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地面上，枪射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是( )A ．枪和弹组成的系统动量守恒B ．枪和车组成的系统动量守恒C ．枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故二者组成的系统动量近似守恒D ．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒８．如图所示，人身系弹性绳自高空P 点自由下落，图中a 点是弹性绳的原长位置，c 是人到达的最低点，b 是人静止地悬吊着的平衡位置．若整个过程不计空气阻力，则 ( )A ．从P 到c 的过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量B ．从P 到c 的过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功C ．从P 到b 的过程中人的速度不断增大D ．从a 到c 的过程中加速度方向保持不变９.A 球的质量是m ，B 球的质量是2m ，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动．B 在前，A 在后，发生正碰后，A 球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比v A ′∶v B ′为 ( )A.12B.13 C ．2 D.231０．将静置在地面上，质量为M （含燃料）的火箭模型点火升空，在及短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。

2014年高考物理一轮复习选修3-5-1-1

1．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A 和B ，A 的质量为m A ，B 的质量为m B ，m A >m B .最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A 和B 对地面的速度大小相等，则车( )A ．静止不动B ．左右往返运动C ．向右运动D ．向左运动解析：系统动量守恒，A 的动量大于B 的动量，只有车与B 的运动方向相同才能使整个系统动量守恒．答案：D2．(2011年高考福建理综)在光滑水平面上，一质量为m 、速度大小为v 的A 球与质量为2m 静止的B 球碰撞后，A 球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B 球的速度大小可能是( )A ．0.6vB ．0.4vC ．0.3vD ．0.2v解析：由动量守恒定律得：设小球A 碰前的速度方向为正，则m v ＝－m v 1＋2m v 2则2v 2＝v 1＋v ＞vv 2＞v 2，即v 2＞0.5v ，A 正确．答案：A3．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v 0，则( )A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析：木箱和小木块具有向右的动量，并且在相互作用的过程中总动量守恒，A、D错；由于木箱与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止，B对、C 错．答案：B4．如图所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg 的橄榄球前锋以5 m/s 的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个为4 m/s，然后他们就扭在了一起．(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在虚线框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.(能通过底线就能得分)解析：(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1－M2v3－M2v2＝(M1＋2M2)v代入数据解得v≈0.1 m/s(2)因v＞0，故碰后总动量p′的方向与p A方向相同，碰撞后的状态如图所示，即他们都过了底线，该前锋能够得分．答案：(1)0.1 m/s(2)图见解析能得分(时间：45分钟，满分：100分)[命题报告·教师用书独具]项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．如图所示，木块a、b用一轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩，当撤去外力后，下列说法中正确的是()A．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒C．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒解析：a未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统受墙向右的外力，合力不为零，动量不守恒，故A错误；a未离开墙壁前，只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故B正确；a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统所受合力为零，动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故C、D均正确．答案：BCD2．科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境，他们使两个带正电的不同重离子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞．为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的()A．速率B．质量C．动量D．动能解析：尽量减小碰后粒子的动能，才能增大内能，所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间合动量为零，即具有相同大小的动量．答案：C3．一颗手榴弹以v0＝10 m/s的水平速度在空中飞行．设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2 kg，沿原方向以250 m/s的速度飞去，那么，质量为0.4 kg 的大块在爆炸后速度大小和方向是()A．125 m/s，与v0反向B．110 m/s，与v0反向C．240 m/s，与v0反向D．以上答案均不正确解析：由动量守恒定律有M v0＝m1v1＋m2v2，代入数据解得v2＝－110 m/s，则B正确．答案：B4．(2012年高考全国卷)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．已知两粒子的动量大小相等．下列说法正确的是()A．若q1＝q2，则它们做圆周运动的半径一定相等B．若m1＝m2，则它们做圆周运动的半径一定相等C ．若q 1≠q 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等D ．若m 1≠m 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即q v B ＝m v 2r ，得轨道半径r ＝m v qB ＝p qB ，已知两粒子动量大小相等，若q 1＝q 2，则r 1＝r 2，A 项正确；若m 1＝m 2，r 与1q 有关，B 项错误；带电粒子在磁场中运动的周期T ＝2πm qB ＝2πp qB v ，因此运动周期T ∝m q 或1q v ，若m 1≠m 2，但m 1q 1＝m 2q 2，周期T 可相等，D 项错误；若q 1≠q 2，但q 1v 1＝q 2v 2，周期T 也可相等，C 项错误．答案：A5．(2012年高考福建卷)如图，质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶，一质量为m 的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )A ．v 0＋m M vB ．v 0－m M vC ．v 0＋m M (v 0＋v )D ．v 0＋m M (v 0－v )解析：取向右为正方向，由动量守恒有(M ＋m )v 0＝－m v ＋M v ′，解之有v ′＝v 0＋m M (v 0＋v )，故C 正确．答案：C6．如图所示，A 、B 两个木块用轻弹簧相连接，它们静止在光滑水平面上，A 和B 的质量分别是99m 和100m ，一颗质量为m 的子弹以速度v 0水平射入木块A 内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为( )A.m v 20400B.m v 20200C.99m v 20200D.199m v 20400解析：子弹打入木块A ，由动量守恒，得m v 0＝100m v 1；对子弹、木块A 、B ，由动量守恒m v 0＝200m v 2，弹性势能的最大值E p ＝12×100m v 21－12×200m v 22＝m v 20400.答案：A7．(2013年娄底模拟)在光滑水平冰面上，甲、乙两人各乘一相同的小车，甲、乙质量相等，甲手中另持一小球，开始时甲、乙均静止，某一时刻，甲向正东方向将球沿着冰面推给乙，乙接住球后又向正西方向将球推回给甲，如此推接数次后，甲又将球推出，球在冰面上向乙运动，但已经无法追上乙，此时甲的速率v 甲、乙的速率v 乙及球的速率v 三者之间的关系为( )A ．v 甲＝v 乙≥vB ．v <v 甲<v 乙C ．v 甲<v ≤v 乙D ．v ≤v 乙<v 甲解析：以甲、乙、球三者为系统，系统的动量守恒，取向西为正方向，在全过程中有：0＝m 甲v 甲－m 乙v 乙－m 球v且m 甲＝m 乙故v 甲>v 乙，根据球最终无法追上乙得，v ≤v 乙，故选项D 正确．答案：D8．(2013年内江模拟)斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反．则以下说法中正确的是( )A ．爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B ．爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西C ．爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D ．爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能解析：设爆竹爆炸前瞬间的速度为v 0，爆炸过程中，因为内力远大于外力，则爆竹爆炸过程中动量守恒，设前面的一块速度为v 1，则后面的速度为－v 1，设中间一块的速度为v，由动量守恒有3m v0＝m v1－m v1＋m v，解得v＝3v0，表明中间那块速度方向向东，速度大小比爆炸前的大，则A对，B错；三块同时落地，但动量不同，C项错；爆炸后的瞬间，中间那块的动能为12m(3v0)2，大于爆炸前系统的总动能32m v2，D项错．答案：A9．(2013年成都模拟)如图所示，在光滑的水平面上，有一质量M＝3 kg的薄板和一质量m＝1 kg的物块朝相反方向运动，初速度大小都为v＝4 m/s，它们之间有摩擦．当薄板的速度大小为2.4 m/s时，物块的运动情况是()A．做加速运动B．做减速运动C．做匀速运动D．以上运动都有可能解析：由动量守恒定律得：当m的速度为零时，M的速度约为2.67 m/s，此前m向右减速运动，M向左减速运动，此后m将向左加速运动，M继续向左减速运动；当两者速度达到相同时，即速度均为2 m/s时，两者相对静止，一起向左匀速直线运动．由此可知当M的速度为2.4 m/s时，m处于向左加速运动过程中，选项A对．答案：A10．如图所示，斜面体C质量为M，足够长，始终静止在水平面上，一质量为m的长方形木板A上表面光滑，木板A获得初速度v0后恰好能沿斜面匀速下滑，当木板A匀速下滑时将一质量为m的滑块B轻轻放在木板A表面上，当滑块B在木板A上滑动时，下列说法正确的是()A．滑块B的动量为0.5m v0时，木板A和滑块B的加速度大小相等B．滑块B的动量为0.5m v0时，斜面体对水平面的压力大于(M＋2m)gC．滑块B的动量为1.5m v0时，木板A的动量为0.5m v0D．滑块B的动量为1.5m v0时，水平面施予斜面体的摩擦力向右解析：未放B时，对A由力的平衡得mg sin θ＝μmg cos θ，计算得μ＝tan θ.放上B时，对B，用牛顿第二定律：mg sin θ＝ma B，a B＝g sin θ，沿斜面向下；对A：2μmg cos θ－mg sin θ＝ma A，a A＝g sin θ，沿斜面向上，当滑块B的动量为0.5m v0时，A的动量也为0.5m v0，A项正确．对A、B、C整体受力分析，它们的加速度为0，则其对水平面的压力F N＝(M＋2m)g，B项错．当A停止运动时，B的动量为m v0，现在B的动量为1.5m v0，A处于静止，动量为0，C项错．因A、C 静止，B的水平分加速度向左，从A、B、C整体看出地面施予斜面体的摩擦力向左，D项错．答案：A二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)(2012年高考山东理综卷)光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为m A＝3m、m B＝m C＝m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．解析：设A与B碰撞后，A的速度为v A，B与C碰撞前B的速度为v B，B 与C碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得对A、B木块：m A v0＝m A v A＋m B v B①对B、C木块：m B v B＝(m B＋m C)v②由A与B间的距离保持不变可知v A＝v③联立①②③式，代入数据得v B＝6 5 v0答案：6 5 v012．(15分)(2013年武汉调研)如图所示，在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物(可视为质点)，重物与长木板之间的动摩擦因数为μ.开始时，长木板和重物都静止，现在给重物以初速度v0，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等．已知长木板与障碍物发生完全弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度L至少为多少？(重力加速度为g)解析：设碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1，由动量守恒定律得m v0＝3m v1碰撞后瞬间，长木板以速度v1反弹，最终两者的共同速度为v2，且重物恰好在木板最右端．由动量守恒定律得2m v1－m v1＝3m v2对全过程，由功能关系得μmgL＝12m v2－32m v22解得L＝13v20 27μg答案：13v20 27μg。

2014高考物理总复习专题训练选修3-5教程

一、单项选择题1．放在水平面上的物体，用水平推力F 推它t 秒，物体始终不动，则在这t 秒内，关于合力的冲量与摩擦力冲量的大小，下列说法正确的是( )A ．合力的冲量及摩擦力的冲量均为0B ．合力的冲量及摩擦力的冲量均为FtC ．合力的冲量为0，摩擦力的冲量为FtD ．合力的冲量为Ft ，摩擦力的冲量为0解析：选C.用水平力F 推物体t 秒，物体不动，说明合外力为0；水平方向静摩擦力与力F 平衡，则合力的冲量为0；摩擦力冲量的大小为Ft ，方向与F 方向相反．选项C 正确．2.图13－8如图13－8所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中错误的是( )A ．两手同时放开后，系统总动量始终为零B ．先放开左手，后放开右手，动量不守恒C ．先放开左手，后放开右手，总动量向左D ．无论何时放手，两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零答案：B3．质量为M 的物块以速度v 运动，与质量为m 的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等．两者质量之比M /m 可能为( )A ．2或3B ．3或4C ．2或4D ．3或5解析：选A.由题意知：碰后两物体运动方向相同，动量守恒，M v ＝M v 1＋m v 2，又M v 1＝m v 2，得出v 1＝12v 、v 2＝M 2m v ，能量关系满足：12M v 2≥12M v 21＋12m v 22，把v 1、v 2代入求得M m ≤3，A 正确．4．(2013·杭州二中高三月考)在静水中一条长l 的小船，质量为M ，船上一个质量为m 的人，当他从船头走到船尾，若不计水对船的阻力，则船移动的位移大小为( )A.m M lB.m M ＋m lC.M M ＋m lD.m M －m l解析：选B.船和人组成的系统水平方向动量守恒，人在船上行进，船将后退，即m v ＝MV ，人从船头走到船尾，设船后退的距离为x ，则人相对地面行进的距离为l －x ，有m l －x t＝M x t ，则m (l －x )＝Mx ，得x ＝mlM ＋m . 5.图13－9(2013·铜陵一中高三质检)如图13－9所示，A 、B 两个木块用轻弹簧相连接，它们静止在光滑水平面上，A 和B 的质量分别是99m 和100m ，一颗质量为m 的子弹以速度v 0水平射入木块A 内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为( )A.m v 20400B.m v 20200C.99m v 20200D.199m v 20400解析：选A.子弹打入木块A ，由动量守恒，得m v 0＝100m v 1＝200m v 2，弹性势能的最大值E p ＝12×100 m v 21－12×200m v 22＝m v 20400.6．质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图13－10所示．现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( )图13－10A.12m v 2B.12mM m ＋M v 2C.12NμmgLD.32NμmgL 解析：选B.小物块与箱子作用过程中满足动量守恒，小物块最后恰好又回到箱子正中间．二者相对静止，即共速，设速度为v 1，m v ＝(m ＋M )v 1，系统损失动能ΔE k ＝12m v 2－12(M＋m )v 21＝12Mm v 2M ＋m ，A 错误，B 正确；由于碰撞为弹性碰撞，故碰撞时不损失能量，系统损失的动能等于系统产生的热量，即ΔE k ＝Q ＝NμmgL ，C 、D 错误．7．(2013·华南师大附中高三模拟)A 、B 两船的质量均为m ，都静止在平静的湖面上，现A 船中质量为12m 的人，以对地的水平速度v 从A 船跳到B 船，再从B 船跳到A 船，…，经n 次跳跃后，人停在B 船上，不计水的阻力，则( )A ．A 、B (包括人)两船速度大小之比为2∶3B ．A 、B (包括人)两船动量大小之比为1∶1C ．A 、B (包括人)两船的动能之比为2∶3D ．A 、B (包括人)两船的动能之比为1∶1解析：选B.人和两船组成的系统动量守恒，两船原来静止，总动量为0，A 、B (包括人)两船的动量大小相等，选项B 正确．经过n 次跳跃后，A 船速度为v A ，B 船速度为v B .0＝m v A －⎝⎛⎭⎫m ＋m 2v B ，v A v B ＝32，选项A错．A 船最后获得的动能为E k A ＝12m v 2AB 船最后获得的动能为E k B ＝12⎝⎛⎭⎫m 2＋m v 2B ＝12⎝⎛⎭⎫m 2＋m ·⎝⎛⎭⎫23v A 2＝23⎝⎛⎭⎫12m v 2A ＝23E k A ，E k A E k B ＝32，选项C 错误．8．在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止并靠在一起，1球以速度v 0射向它们，如图13－11所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是( )图13－11A ．v 1＝v 2＝v 3＝13v 0B ．v 1＝0，v 2＝v 3＝12v 0C ．v 1＝0，v 2＝v 3＝12v 0D ．v 1＝v 2＝0，v 3＝v 0解析：选D.由题设条件，三个小球在碰撞过程中总动量和总机械能守恒．若各球质量均为m ，则碰撞前系统总动量为m v 0，总机械能应为12m v 20.假如选项A 正确．则碰后总动量为33m v 0，这显然违反动量守恒定律，故不可能．假如选项B 正确，则碰后总动量为22m v 0，这也违反动量守恒定律，故也不可能．假如选项C 正确，则碰后总动量为m v 0，但总动能为14m v 20，这显然违反机械能守恒定律，故也不可能．假如选项D 正确，则通过计算既满足动量守恒定律，也满足机械能守恒定律，故选项D 正确．二、非选择题9．(2011·高考新课标全国卷)如图13－12所示，A 、B 、C 三个木块的质量均为m ，置于光滑的水平桌面上，B 、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B 和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B 、C 可视为一个整体．现A 以初速v 0沿B 、C 的连线方向朝B 运动，与B 相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0.求弹簧释放的势能．图13－12解析：设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得m v 0＝3m v ① 设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒定律得3m v ＝2m v 1＋m v 0②设弹簧的弹性势能为E p ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有12(3m )v 2＋E p ＝12(2m )v 21＋12m v 20③由①②③式得弹簧所释放的势能为 E p ＝13m v 20.答案：13m v 20图13－1310．(2012·高考天津卷)如图13－13所示，水平地面上固定有高为h 的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h ，坡道底端与台面相切．小球A 从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B 发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半．两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g .求：(1)小球A 刚滑至水平台面的速度v A ；(2)A 、B 两球的质量之比m A ∶m B .解析：(1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，由机械能守恒定律得m A gh ＝12m A v 2A解得v A ＝2gh .(2)设两球碰撞后共同的速度为v ，由动量守恒定律得m A v A ＝(m A ＋m B )v粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动，设运动时间为t ，由运动学公式，在竖直方向上有h ＝12gt 2在水平方向上有h 2＝v t联立上述各式得m A ∶m B ＝1∶3.答案：(1)2gh (2)1∶311．(2011·高考天津卷)如图13－14所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为R ，MN 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A 以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的质量与A 相同的小球B 发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N 为2R .重力加速度为g ，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：图13－14(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t ；(2)小球A 冲进轨道时速度v 的大小．解析：(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有2R ＝12gt 2解得t ＝2Rg .(2)设球A 的质量为m ，碰撞前速度大小为v 1，把球A 冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知12m v 2＝12m v 21＋2mgR设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v 2，由动量守恒定律知m v 1＝2m v 2飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有2R ＝v 2t联立以上各式得v ＝22gR .答案：(1)2 R g (2)22gR12．(2011·高考海南卷)一质量为2m 的物体P 静止于光滑水平地面上，其截面如图13－15所示．图中ab 为粗糙的水平面，长度为L ；bc 为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab 和bc 均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m 的木块以大小为v 0的水平初速度从a 点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h ，返回后在到达a 点前与物体P 相对静止．重力加速度为g .求：图13－15(1)木块在ab 段受到的摩擦力F f ；(2)木块最后距a 点的距离s . 解析：(1)从开始到木块到达最大高度过程：由动量守恒得：m v 0＝3m v 1 由能的转化及守恒得： 12m v 20＝123m v 21＋mgh ＋F f L解得：F f ＝m v 20－3mgh3L. (2)从最大高度至最终相对静止：由动量守恒得：3m v 1＝3m v 2由能的转化及守恒得：12·3m v 21＋mgh ＝12·3m v 22＋F f x距a 点的距离：s ＝L －x解得：s ＝L －3ghLv 20－3gh ＝v 20－6gh v 20－3gh L . 答案：(1)m v 20－3mgh 3L (2)v 20－6ghv 20－3ghL。

2014年高考人教版物理总复习课件选修3-5(章整合)

与名师对话
高考总复习 ·课标版物理
[解析] (1)根据电荷数和质量数守恒可知X的质量数为
0，电荷数为－1，应为电子，自由中子的衰变为β衰变．衰变
过程遵循电荷数、质量数、动量、能量守恒．
(2)L层和K层电子的能级差ΔE＝hν0
设M层电子的能级为EM，由能量守恒可知
E0＋(0－EM)＝hν0
解得EM＝E0－hν0
④
由②③④得：s＝vv0202－－63gghhL.
[答案]
m (1)
v20－3gh 3L
(2)vv2020－－63gghhL
与名师对话
高考总复习 ·课标版物理
【热点强化】 1．(2012·上海卷)A，B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg ，速度大小为 5 m/s ，它们的总动量大小为 ________kg·m/s；两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为 4 m/s，则B的速度大小为________m/s. [解析] 两物体相互作用动量守恒：设A运动的方向为正方向 mAvA － mBvB ＝ mAv′A ＋ mBv′B ，解得 B 的速度大小为 10 m/s. [答案] 40 10
高考总复习 ·课标版物理
现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g.求：
(1)木块在ab段受到的摩擦力f； (2)木块最后距a点的距离s.
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高考总复习 ·课标版物理
[解析] (1)设木块和物体 P 共同速度为 v，两物体从开始
与名师对话

2014年高考物理一轮复习选修3-5-2-1

一、选择题1．(2011年高考广东理综)光电效应实验中，下列表述正确的是()A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析：只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，A、B错；由爱因斯坦光电效应方程知eU c＝E k＝hν－W0(其中U c为遏止电压，E k为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率)．C、D正确．答案：CD2．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性．应选D项．答案：D3．根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)()A．h cλB．h λcC．hλ D.h λ解析：光子的能量E＝hν，而ν＝cλ，故E＝hcλ，A正确．答案：A4．(2012年高考江苏单科)A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E A、E B，求A、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功．解析：光子能量ε＝hν，动量p＝hλ，且ν＝cλ得p＝εc，则p A∶p B＝2∶1A照射时，光电子的最大初动能E A＝εA－W0，同理，E B＝εB－W0解得W0＝E A－2E B.答案：2∶1E A－2E B(时间：45分钟，满分：100分)[命题报告·教师用书独具]项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．(2012年高考上海单科)在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的()A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目解析：由E k＝hν－W0可知选项A正确．答案：A2．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是()A．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应解析：光电效应瞬时(10－9s)发生，与光强无关，A错；能否发生光电效应，只决定于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错；光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率不变，最大初动能不变，B错；光电子数目多少与入射光强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光强减弱，逸出的光电子数目减少，C对．答案：C3．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标系中，如图所示中用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是()解析：依据光电效应方程E k＝hν－W0可知，E k-ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的E k-ν图线应该平行．图线的横截距代表极限频率νc，而νc＝W 0h ，因此钨的νc 小些．综上所述，A 图正确．答案：A4．(2011年高考上海单科)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )A ．改用频率更小的紫外线照射B ．改用X 射线照射C ．改用强度更大的原紫外线照射D ．延长原紫外线的照射时间解析：金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率．答案：B5．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hνcC ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E 2解析：由图并结合E k ＝hν－W 0得E k ＝hν－E .故逸出功W 0＝E ，故选项A 对；当E k ＝0时，ν＝νc ，故E ＝hνc ，故选项B对；ν＝2νc 时，可得出E k ＝E ，故选项C 对；当入射光的频率为νc 2时，不发生光电效应，故选项D 错．答案：ABC6．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照射到阴极K 上时，电路中有光电流，则( )A ．若换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流B ．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流C ．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D ．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：用波长为λ0的光照射阴极K ，电路中有光电流，说明入射光的频率ν＝c λ0大于金属的极限频率，换用波长为λ1的光照射阴极K ，因为λ1＞λ0，根据ν＝c λ可知，波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光电效应现象，A 错误；同理可以判断，B 正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U 的增加而增大，当U 大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U ，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C 错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间静电力做的功，电路中仍有光电流产生，D 错误．答案：B7．(2012年高考海南单科)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，下列说法正确的是( )A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关B ．对于同种金属，E k 与照射光的波长成反比C ．对于同种金属，E k 与照射光的时间成正比D ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系E ．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k 与金属的逸出功成线性关系解析：由E k ＝hν－W 0知E k 与照射光的强度及照射时间无关，与ν成线性关系，故选项A 、D 正确，C 错误．由E k ＝hc λ－W 0可知E k 与λ不成反比，故选项B 错误．在hν不变的情况下，E k 与W 0成线性关系，故选项E 正确．答案：ADE8．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能解析：由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eU c ＝E k 和hν＝W 0＋E k 得甲、乙光频率相等，A 错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B 正确；由hνc ＝W 0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C 错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D 错误．答案：B9．研究光电效应的电路如图(甲)所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．图(乙)中光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )解析：频率相同，逸出功相同，由hν＝W0＋E k知最大初动能相同，又由E k ＝eU c可知它们的遏止电压相同，故可排除选项A、B；强光对应的光子数多，光电流大，故C正确，D错误．答案：C10．下表给出了一些金属材料的逸出功.几种(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108m/s)() A．2种B．3种C．4种D．5种解析：要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν＝h cλ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.97×10－19J，大于铯和钙的逸出功．所以A选项正确．答案：A二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)紫光在真空中的波长为4.5×10－7m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为νc＝4.62×1014Hz的金属钾能否产生光电效应？(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)解析：(1)E＝hν＝h cλ＝4.42×10－19 J(2)ν＝cλ≈6.67×1014Hz，因为ν＞νc，所以能产生光电效应．(3)光电子的最大初动能为E k＝hν－W0＝h(ν－νc)≈1.36×10－19J.答案：(1)4.42×10－19J(2)能(3)1.36×10－19 J12．(15分)用功率P0＝1 W的光源，照射离光源r＝3 m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ＝663 nm的单色光，试计算：(1)1 s内打到金属板1 m2面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径r1＝0.5×10－10 m，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？解析：(1)离光源r＝3 m处的金属板每m2面积上1 s内接收的光能E0＝P0t/(4πr2)＝8.85×10－3 J每个光子的能量E＝h cλ＝3×10－19J.所以，每秒接收的光子数n＝8.85×10－33×10－19＝2.95×1016个．(2)每个原子的截面积为S1＝πr21＝7.85×10－21m2把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积S1上接收的光的功率P′＝8.85×10－3×7.85×10－21 W＝6.95×10－23W每两个光子落在原子上的时间间隔Δt＝EP′＝3×10－196.95×10－23s＝4 317 s.答案：(1)2.95×1016个(2)4 317 s。

新课标物理3-5高考真题汇编

35．[2011·课标全国卷] O1(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .【答案】h c λ0 hc e ·λ0－λλ0λ【解析】截止频率即刚好发生光电效应的频率，此时光电子的最大初动能为零，由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0和c ＝λ0ν得：W 0＝h c λ0.若用波长为λ的单色光做实验，光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0＝h c λ－h c λ0，设其截止电压为U ，则eU ＝E k ，解得：U ＝hc e ·λ0－λλ0λ. F3(2)如图1－17所示，A 、B 、C 三个木块的质量均为m ，置于光滑的水平面上，B 、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B 和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B 、C 可视为一个整体．现A 以初速v 0 沿B 、C 的连线方向朝B 运动，与B 相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0 ，求弹簧释放的势能．1－17【解析】设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒得3m v ＝m v 0①设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒得3m v ＝2m v 1＋m v 0②设弹簧的弹性势能为E p ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有12(3m )v 2＋E p ＝12(2m )v 21＋12m v 20③ 由①②③式得，弹簧所释放的势能为E p ＝13m v 20④ 35．O2(1)[2012·课标全国卷]氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H ＋31H →42He ＋x ，式中x 是某种粒子．已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.0141 u 、3.0161 u 、4.0026 u 和1.0087 u ；1 u ＝931.5 MeV/c 2，c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x 是______，该反应释放出的能量为________MeV(保留3位有效数字)．35．(1)[答案] 10n(或中子) 17.6[解析] 由质量数守恒和电荷数守恒可知，粒子x 是中子．由质能方程可得ΔE ＝Δmc 2＝Δm ×931.5 MeV ＝17.6 MeV .图1335．(2)F3[2012·课标全国卷]如图，小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O .让球a 静止下垂，将球b 向右拉起，使细线水平．从静止释放球b ，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力，求：(ⅰ)两球a 、b 的质量之比；(ⅱ)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b 在碰前的最大动能之比．35．(2)[解析] (ⅰ)设球b 的质量为m 2，细线长为L ，球b 下落至最低点、但未与球a 相碰时的速率为v ，由机械能守恒定律得m 2gL ＝12m 2v 2① 式中g 是重力加速度的大小．设球a 的质量为m 1；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v ′，以向左为正．由动量守恒定律得m 2v ＝(m 1＋m 2)v ′②设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律得 12(m 1＋m 2)v ′2＝(m 1＋m 2)gL (1－cos θ)③ 联立①②③式得m 1m 2＝11－cos θ－1④ 代入题给数据得m 1m 2＝2－1⑤ (ⅱ)两球在碰撞过程中的机械能损失是Q ＝m 2gL －(m 1＋m 2)gL (1－cos θ)⑥联立①⑥式，Q 与碰前球b 的最大动能E k (E k ＝12m 2v 2)之比为 Q E k ＝1－m 1＋m 2m 2(1－cos θ)⑦ 联立⑤⑦式，并代入题给数据得Q E k ＝1－22⑧ 35．[物理——选修3－5](15分)O2[2013·新课标全国卷Ⅰ](1)一质子束入射到静止靶核2713Al 上，产生如下核反应：p ＋2713Al →X ＋n式中p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X 的质子数为________，中子数为 ________．35．(1)14 13[解析]由电荷数守恒可知，新核的质子数为1＋13＝14；根据质量数守恒可知，新核的中子数为1＋27－1－14＝13.35．O2[2013·新课标全国卷Ⅰ] (2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ，两者相距为d .现给A 一初速度，使A 与B 发生弹性正碰，碰撞时间极短．当两木块都停止运动后，相距仍然为d .已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B 的质量为A 的2倍，重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小．35．(2)[解析]设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为v ；在碰撞后的瞬间，A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得12m v 2＝12m v 21＋12(2m )v 22① m v ＝m v 1＋(2m )v 2②式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．由①②式得v 1＝－v 22③ 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得μmgd 1＝12m v 21④μ(2m )gd 2＝12(2m )v 22⑤按题意有 d ＝d 1＋d 2⑥设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd ＝12m v 20－12m v 2⑦ 联立②至⑦式，得 v 0＝285μgd ⑧ 35．[物理——选修3－5](15分)O2[2013·新课标全国卷Ⅱ](1)(5分)关于原子核的结合能，下列说法正确的是________(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)．A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核 (133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D ．比结合能越大，原子核越不稳定E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能35．(1)ABC [解析] 根据结合能的概念，将原子核分解成自由核子所需要的最小能量等于结合能，A 正确；结合能越大，原子核越稳定，重核衰变放出能量，转化为结合能更大的衰变产物，B 正确；组成原子核的核子越多，它的结合能越高，故铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，C 正确；比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量，所以比结合能越大，原子核越牢固，D 错误；自由核子组成原子核时，放出的能量与组成的原子核的结合能相等，E 错误．35．O2[2013·新课标全国卷Ⅱ] 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C .B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A 以速度v 0朝B 运动，压缩弹簧；当A 、B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C 碰撞过程时间极短．求从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，(ⅰ)整个系统损失的机械能；(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．35．(2)[解析] (ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度v 1时，对A 、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得m v 0＝2m v 1 ①此时B 与C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为ΔE .对B 、C 组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得m v 1＝2m v 2 ②12m v 21＝ΔE ＋12(2m )v 22 ③ 联立①②③式得ΔE ＝116m v 20④ (ⅱ)由②式可知v 2＜v 1，A 将继续压缩弹簧，直至A 、B 、C 三者速度相同，设此速度为v 3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p .由动量守恒和能量守恒定律得m v 0＝3m v 3 ⑤12m v 20－ΔE ＝12(3m )v 23＋E p ⑥ 联立④⑤⑥式得E p ＝1348m v 20⑦ 35．[物理——选修3－5][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)O2关于天然放射性，下列说法正确的是________．A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线35．(1)BCD [解析] 本题考查了原子核的衰变．原子序数大于83的元素才可以发生衰变，原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A 错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，B 、C 正确；三种射线α、β、γ穿透能力依次增强，D 正确；原子核发生α或β衰变时常常伴随着γ光子的产生，但同一原子核不会同时发生α衰变和β衰变，E 错误．(2)F3如图所示，质量分别为m A 、m B 的两个弹性小球A 、B 静止在地面上，B 球距地面的高度h ＝0.8 m ，A 球在B 球的正上方，先将B 球释放，经过一段时间后再将A 球释放，当A 球下落t ＝0.3 s 时，刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A 球的速度恰为零，已知m B ＝3m A ，重力加速度大小g 取10 m/s 2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：(1)B 球第一次到过地面时的速度；(2)P 点距离地面的高度．(2)解：(ⅰ)设B 球第一次到达地面时的速度大小为v B ，由运动学公式有v B ＝2gh ①将h ＝0.8 m 代入上式，得v 1＝4 m/s.②(ⅱ)设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为v 1和v ′1(v ′1＝0)，B 球的速度分别为v 2和v ′2，由运动学规律可得v 1＝gt ③由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有m A v 1＋m B v 2＝m B v ′2④12m A v 21＋12m B v 22＝12m v ′22⑤ 设B 球与地面相碰后速度大小为v ′B ，由运动学及碰撞的规律可得v ′B ＝v B ⑥设P 点距地面的高度为h ′，由运动学规律可得h ′＝v ′2B －v 222g⑦ 联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得h ′＝0.75 m ．⑧35．[2014·新课标Ⅱ卷] [物理——选修3－5](1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A ．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C ．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po )和镭(Ra )两种新元素D ．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E ．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷(2)现利用图(a )所示的装置验证动量守恒定律．在图(a )中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．图(a )实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz .将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时显示的时间为Δt ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b )所示．图(b )若实验允许的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．35．[答案] (1)ACE (2)略[解析] (1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A 项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B 、D 两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C 项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，E 项正确．(2)按定义，物块运动的瞬间时速度大小v 为v ＝Δs Δt① 式中Δs 为物块在短时间Δt 内走过的路程．设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ，则Δt A ＝1f ＝0.02 s ②Δt A 可视为很短设A 在碰撞前、后时速度大小分别为v 0，v 1.将②式和图给实验数据代入①式得v 0＝2.00 m /s ③v 2＝0.970 m /s ④设B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式得v 2＝d Δt B ⑤ 代入题给实验数据得v 2＝2.86 m /s ⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p′则p ＝m 1v 0⑦p ′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为δp ＝⎪⎪⎪⎪p －p′p ×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp ＝1.7%<5%⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．图1-1335．[物理—选修3－5][2015·全国卷Ⅰ] (1)O1在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图1-13所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为__________________，所用材料的逸出功可表示为________________．(2)F3如图1-14，在足够长的光滑水平面上，物体A 、B 、C 位于同一直线上，A 位于B 、C 之间．A 的质量为m ，B 、C 的质量都为M ，三者都处于静止状态．现使A 以某一速度向右运动，求m 和M 之间应满足什么条件，才能使A 只与B 、C 各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．图1-1435．(1)ek －eb[解析] 在光电效应现象中，入射光子能量为hν，这些能量的一部分用于克服逸出功W 0，多余的能量转化为电子的最大初动能，由动能定理得eU c ＝h ν－W 0，整理得U c ＝h e ν－W 0e.图线斜率k ＝h e，所以普朗克常量h ＝ek ；截距为b ，即eb ＝－W 0，所以逸出功W 0＝－eb . (2)(5－2)M ≤m <M[解析] A 向右运动与C 发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒．设速度方向向右为正，开始时A 的速度为v 0，第一次碰撞后C 的速度为v C 1，A 的速度为v A 1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得m v 0＝m v A 1＋M v C 1①12m v 20＝12m v 2A 1＋12M v 2C 1② 联立①②式得v A 1＝m －M m ＋M v 0③ v C 1＝2m m ＋M v 0④ 如果m >M ，第一次碰撞后，A 与C 速度同向，且A 的速度小于C 的速度，不可能与B 发生碰撞；如果m ＝M ，第一次碰撞后，A 停止，C 以A 碰前的速度向右运动，A 不可能与B 发生碰撞；所以只需考虑m <M 的情况．第一次碰撞后，A 反向运动与B 发生碰撞．设与B 发生碰撞后，A 的速度为v A 2，B 的速度为v B 1，同样有v A 2＝m －M m ＋M v A 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫m －M m ＋M 2v 0⑤ 根据题意，要求A 只与B 、C 各发生一次碰撞，应有v A 2≤v C 1⑥联立④⑤⑥式得m 2＋4mM －M 2≥0⑦解得m ≥(5－2)M ⑧另一解m ≤－(5＋2)M 舍去．所以，m 和M 应满足的条件为 (5－2)M ≤m <M ⑨35．[2015·全国卷Ⅱ] [物理选修3－5](1)O1实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是________．A ．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关[答案] ACD(2)F3滑块a 、b 沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段．两者的位置x 随时间t 变化的图像如图1-13所示．求：(ⅰ)滑块a 、b 的质量之比；(ⅱ)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比．图1-13[答案] (i)1∶8 (ii)1∶2[解析] (i)设a 、b 的质量分别为m 1、m 2，a 、b 碰撞前的速度为v 1、v 2.由题给图像得 v 1＝－2 m/s ①v 2＝1 m/s ②a 、b 发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v .由题给图像得 v ＝23m/s ③ 由动量守恒定律得m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v ④联立①②③④式得m 1∶m 2＝1∶8⑤(ii)由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失的机械能为ΔE ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12(m 1＋m 2)v 2⑥ 由图像可知，两滑块最后停止运动．由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为W ＝12(m 1＋m 2)v 2⑦ 联立⑥⑦式，并代入题给数据得W ∶ΔE ＝1∶2⑧。

选修3-52014年高考试题选编(DOC)

选修3-51. （2014北京）14.质子、中子和氘核的质量分别为合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速） A. (m 1+m 2-m 3)c B. (m i -m 2-m 3)c C. (m i+m 2-m 3)c 2 D. ( m i -m 2-m 3)c 214.【答案】C 【考点】质能亏损【解析】原子核反应经过裂变或聚变时，质量会发生亏损，损失的能量以能量的形式释放，根据质能方程可知释放的能量为：=E =（叶 m 2 - m 3）c 2, C 项正确。

2. （2014福建卷）30.［物理-选修3-5］（本题共有2小题，每小题6分，共12分。

每小题只有一个选项符合题意）（1）如图，放射性元素镭衰变过程中释放出a丫三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是 ________ 。

（填选项前的字母）2 一枚火箭搭载着卫星以速率 v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。

已知前部分的卫星质量为 m1，后部分的箭体质量为 m2，分离后箭体以速率 v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率 v1为 _________ 。

（填选项前的字母）m 「m 2和m 3.当一个质子和一个中子结卜I* ®【答案】（1） C （2） D【考点】天然放射现象电场力左手定则动量守恒【解析】（1）因为射线不带电，所以电场和磁场对其都没有力的作用，②⑤表示射线， A 错误；-射线为电子流，带负电，受到电场力向左，受到洛伦兹力向右，①⑥代表 -射线，BD 项错误，C 项正确2）箭、星分离过程可以认为动量守恒（mi , + m 2）v 0二m 2v 2 + m 1v 1，解得3. （ 2014年广东卷）18、在光电效应实验中，用频率为v 的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是 A •增大入射光的强度，光电流增大 B •减小入射光的强度，光电效应现象消失C .改用频率小于 v 的光照射，一定不发生光电效应D .改用频率大于v 的光照射，光电子的最大初动能变大18.【答案】：AD 【解析】：增大入射光的强度，单位时间照射到单位面积的光电子数增加，则光电流增大，所以 A 正确光电效应是否产生取决于照射光的频率而非照射光的强度，所以 B 错误。

2014高考物理二轮复习方案专题限时集训(新课标通用版)：第14讲选修3-5含解析

专题限时集训（十四)［第14讲选修3－5］（时间：40分钟)1．在光滑水平桌面上停放着两辆玩具小车A、B，其质量之比m A∶m B＝1∶2，两车用一根轻质细线缚住，中间夹着被压缩的轻弹簧，当烧断细线，轻弹簧将两车弹开，A车与B车______。

(填选项前的编号）A．动量大小之比为1∶2B．动量大小之比为1∶1C．速度大小之比为1∶2D．速度大小之比为1∶12．质量为m＝100 kg的小船静止在水面上，船上左、右两端各站着质量分别为m甲＝40 kg，m乙＝60 kg的游泳者甲、乙，当他们在同一水平线上，甲朝左乙朝右，同时以相对河岸3 m/s的速率跳离小船时，不计水的阻力,小船运动速度为________．（填选项前的字母)A．速度大小为0.6 m/s，方向向右B．速度大小为0.6 m/s，方向向左C．速度大小为3 m/s,方向向右D．速度大小为3 m/s,方向向左3．将静置在地面上、质量为M（含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是________．（填选项前的字母）A。

错误!v0B。

错误!v0C.错误!v0D.错误!v04．下列四幅图的有关说法中正确的是( ）错误!错误!错误!错误!图14－1A．图①中，若两球质量相等，碰后m2的速度一定等于vB．图②中，射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷C．图③中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强,遏止电压U c越大D．图④中，链式反应属于重核的裂变5．朝鲜在2013年2月12日进行了第三次核试验,此举引起国际社会的广泛关注．据称，此次核试验材料为铀235,则下列说法正确的是（)A。

错误!U原子核中有92个质子，143个核子B.错误!U是天然放射性元素,常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度后半衰期会缩短C．核爆炸的能量来自于原子核的质量亏损，遵循规律ΔE＝Δmc2D.错误!U的一种裂变可能为错误!U＋错误!n→错误!Xe＋错误!Sr＋3错误!n6．在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1＝2 kg，乙球的质量m2＝1 kg,规定向右为正方向,碰撞前后乙球的速度随时间变化情况如图14－2所示．已知两球发生正碰后，甲球静止不动，碰撞时间极短，则碰前甲球速度的大小和方向分别为________．（填选项前的字母）图14－2A．0。

【赢在课堂】2014年高中物理(新课标人教版)选修3-5配套课件 19.7-19.8

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迁移与应用 1 一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量 mH=1.0073u, 中子质量 mn=1.0087u,氚核质量 m=3.0180u。(1u 相当于 931.5MeV) (1)写出聚变方程; (2)求释放出的核能多大? (3)求平均每个核子释放的能量是多大? 1 3 答案:(1)1 H + 2 n → H (2)6.24MeV (3)2.08MeV 0 1 1
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1.核聚变的特点聚变反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就会使反应继续下去。 2.核聚变的应用 (1)核武器——氢弹。 (2)可控热核反应:目前处于探索阶段。
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二、粒子与宇宙
活动与探究 2 请用合适的方式全面概括你对粒子分类的了解。
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答案:
光子(传递电磁相互作用) 媒介子胶子(传递强相互作用) 中间玻色子(传递弱相互作用) 电子轻子(6 种) 粒子中微子 μ 子和 μ 子中微子 τ 子和 τ 子中微子上夸克质子强子参与强相互作用中子介子超子夸克下夸克奇异夸克粲夸克底夸克顶夸克
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二、受控热核反应
1.裂变与聚变相比有很多的优点第一,轻核聚变产能效率高; 第二,地球上聚变燃料的储量丰富; 第三,轻核聚变更为安全、清洁。 2.科学家设想的受控热核反应两种方案磁约束和惯性约束。
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三、“基本粒子”不基本
在 19 世纪末,人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子,20 世纪后半期,科学家发现质子、中子也有着自己的复杂结构,于是基本粒子不再“基本”。
7
核聚变
8
粒子和宇宙

【赢在课堂】2014年高中物理(新课标人教版)选修3-5配套课件 19.1

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预习交流 2
原子核(除氢核外)只是由带电粒子组成的吗? 答案:原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的。
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课堂合作探究
问题导学
一、天然放射性
活动与探究 1 1 .如图所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。
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请简述自动控制的原理。答案:放射线具有穿透本领,如果向前移动的铝板的厚度有变化,则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化,将这种变化转变为电信号输入相应的装置,使之自动地控制图中右侧的两个轮间的距离,达到自动控制铝板厚度的目的。
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这就证明了卢瑟福自己的质子假说是正确的。卢瑟福考虑到原子核如果完全由质子组成,那么某种元素的原子核所带的正电荷,在数值上一定等于那种元素的相对原子质量,因为元素的相对原子质量主要是由原子核决定的,核外电子的质量是微不足道的。但是事实并不是这样,元素的相对原子质量总是比它的核所带的正电荷数大一倍或一倍以上,这说明原子核里除了质子之外,必然还有一种质量和质子相仿,但却不带电的粒子存在。所以在 1920 年,他提出了中子假说:原子核里存在一种“中子”微粒,它不带电,质量是 1 个氧单位。这就预言了中子的存在。
γ 射线
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预习交流 1
若在射线经过的空间施加电场(方向与射线的出射方向垂直),射线能分成三束吗? 答案:能分成三束,三种射线的带电情况各不相同,它们在电场中受力情况不同,故可偏转为三束。
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三、原子核的组成
1.质子的发现卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核,发现了质子,质子的实质是氢原子核。 2.中子的发现卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在。 3.原子核的组成原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。