2012物理高考专题辅导与训练精练精析(江苏专用)：9.0碰撞与动量守恒近代物理初步

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高三二轮复习物理专题通关课时巩固过关练(十七)碰撞与动量守恒近代物理初步9含答案

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课时巩固过关练(十七)碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟100分)1.(12分)(1)恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”。

①完成“氦燃烧”的核反应方程He+ Be+γ。

Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s。

一定质量的Be,经7.8×10-16s后所剩Be占开始时的。

(2)如图所示,AB为倾角θ=37°的粗糙斜面轨道,通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接,质量为m2的小球乙静止在水平轨道上,质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰。

若m1∶m2=1∶2,且轨道足够长,要使两球能发生第二次碰撞,求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围。

(sin37°=0.6,cos37°=0.8)【解析】(1)①根据电荷数守恒、质量数守恒可得应为He(或α)②因为==3所以：m=m 0(=m 0(2)设碰后甲的速度为v 1,乙的速度为v 2,由动量守恒和能量关系知：m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2m 1=m 1+m 2联立解得：v 1=v 0=-v 0v 2=v 0=v 0设上滑的最大位移大小为s,滑到斜面底端的速度大小为v,由动能定理知：(m 2gsin37°+μm 2gcos37°)s=m 2(m 2gsin37°-μm 2gcos37°)s=m 2v 2联立解得()2= 乙要能追上甲,则v>解得μ<0.45答案：(1)He(或α) ② (2)μ<0.452.(12分)(2015·保山三模)(1)(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是( )A.太阳内部发生的核反应是热核反应B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的光强太小C.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,电子的动能减小,但原子的能量增大D.原子核发生一次β衰变,该原子外层就失去一个电子E.天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的射线(2)光滑水平面上A、B两小球向同一方向运动,B在前,A在后,已知A 的动量为p A=6kg·m/s,B的质量为m B=4kg,速度为v B=3m/s,两球发生对心碰撞后,速度同为4m/s。

全国高考理综物理专题复习辅导精品学案《碰撞与动量守恒》(最新整理含答案)

全国高考理综物理专题复习辅导精品学案《碰撞与动量守恒》考点1 碰撞模型1．碰撞的特点（1）作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的。

（2）碰撞过程中，总动能不增。

因为没有其他形式的能量转化为动能。

（3）碰撞过程中，当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最大。

（4）碰撞过程中，两物体产生的位移可忽略。

2．碰撞的种类及遵从的规律两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律。

在光滑的水平面上，质量为m 1的钢球沿一条直线以速度v 0与静止在水平面上的质量为m 2的钢球发生弹性碰撞，碰后的速度分别是v 1、v 2①②由①②可得：③④利用③式和④式，可讨论以下五种特殊情况：a ．当12m m >时，10v >，20v >，两钢球沿原方向原方向运动；b ．当12m m <时，10v <，20v >，质量较小的钢球被反弹，质量较大的钢球向前运动；c ．当12m m =时，10v =，20v v =，两钢球交换速度。

d ．当12m m <<时，10v v ≈，20v ≈，m 1很小时，几乎以原速率被反弹回来，而质量很大的m 2几乎不动。

例如橡皮球与墙壁的碰撞。

e ．当12m m >>时，0v v ≈，202v v ≈，说明m 1很大时速度几乎不变，而质量很小的m 2获得的速度是原来运动物体速度的2倍，这是原来静止的钢球通过碰撞可以获得的最大速度，例如铅球碰乒乓球。

4．一般的碰撞类问题的分析（1）判定系统动量是否守恒。

（2）判定物理情景是否可行，如追碰后，前球动量不能减小，后球动量在原方向上不能增加；追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度。

（3）判定碰撞前后动能是否不增加。

例：两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A 球的动量是7 kg·m/s ，B 球的动量是5 kg·m/s ，A 球追上B 球时发生碰撞，则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是 A ．p A =6 kg·m/s ，p B =6 kg·m/s B ．p A =3 kg·m/s ，p B =9 kg·m/s C ．p A =–2 kg·m/s ，p B =14 kg·m/s D ．p A =–5 kg·m/s ，p B =15 kg·m/s 【参考答案】A【试题解析】以A 、B 两球组成的系统为对象。

高考物理专题强化测评精练精析专题9碰撞与动量守恒

专题强化测评（九）碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟 100分)1.(2012·漳州模拟)(10分)(1)人眼对绿光最敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10-34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则①人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是___________．②用这种波长的绿色光照射下列五种材料，能产生光电效应的材料有______种.(2)如图为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，则碰后中国队冰壶的速度为( )A.0.1 m/sB.－0.1 m/sC.0.7 m/sD.-0.7 m/s2.(2012·朝阳区模拟)(10分)(1)现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa>λb>λc.用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应．若分别用a光和c光照射该金属，则( )A．a光照射时，不能发生光电效应B．c光照射时，不能发生光电效应C．a光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大D．c光照射时，释放出的光电子的最大初动能最小(2)质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v0与之发生正碰(碰撞时间极短)．碰后A离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为L.碰后B反向运动．求B后退的距离．(已知B与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)3.(10分)(1)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( )A．0.5 m/s，向右B．0.5 m/s，向左C．1.5 m/s，向右D．1.5 m/s，向左X，发生α衰变后放出一个动能为E0的α粒子，求：(2)原来静止的原子核ba①生成的新核动能是多少？②如果衰变释放的能量全部转化为α粒子及新核的动能，释放的核能ΔE是多少？③亏损的质量Δm是多少？4.(12分)(1)如图1所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有________种．(2)质量为M＝2 kg的小平板车C静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为m A＝2 kg的物体A(可视为质点)，如图2所示，一颗质量为m B＝20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A相对车静止，求平板车最后的速度是多大？5.(12分)氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E e＝12.89 eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个氢原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激发而跃迁到n＝4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．(已知电子的质量m e与氢原子的质量m H之比为1∶1 840)6.(14分)(1)下列说法正确的是__________.A.根据E=mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B.在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C.一群氢原子从n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子D.已知能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为2hν0(2)如图，车厢的质量为M，长度为L，静止在光滑水平面上，质量为m的木块(可看成质点)以速度v0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度v0/2向左运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？7. （2012·盐城模拟）（16分）（1）核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题.核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险.已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为23994Pu→X+42He+γ，下列有关说法正确的是（）A.X原子核中含有143个中子B.100个23994Pu经过24 100年后一定还剩余50个C.由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程中总质量增加D.衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力（2）氢原子核的光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n=4的能级氢原子跃迁到n=2的能级发出的，氢原子的能级如图所示，已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，则该条谱线光子的能量为________eV，该条谱线光子的频率为__________Hz.（结果保留3位有效数字）（3）已知金属铷的极限频率为5.15×1014Hz，现用波长为5.0×10-7m的一束光照射金属铷，能否使金属铷产生光电效应？若能，请算出逸出光电子的最大初动能.（结果保留两位有效数字）8.(2012·武汉模拟)(16分)(1)23892U放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成21083Bi，而21083Bi可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b21081aTi X，和b81Ti最后都衰变变成20682Pb，衰变路径如图所示，则可知图中( )A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变(2)如图所示，质量M=0.040 kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接.Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50 m／s，质量m=0.010 kg的弹丸，当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力.求弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？答案解析1.【解析】(1)①每个绿光光子的能量34809c 6.6310 3.010E h h J 53010⨯⨯⨯νλ⨯－－＝＝＝≈ 3.8×10－19J人眼最少需每秒射入6个绿光光子才能察觉，故P ＝06E t＝6×3.8×10－19W ≈2.3×10－18W②发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功，E 0仅大于铯的逸出功，故只有一种． (2)选A.根据动量守恒定律，0.4 m ＝0.3 m ＋mv ，得中国队冰壶的速度v ＝ 0.1 m/s ，只有A 选项正确. 答案：(1)①2.3×10－18W ②1 (2)A2.【解析】(1)选A.由cνλ＝可判断a 、b 、c 三种单色光的频率关系为νa <νb < νc ，用b 光照射某种金属恰好能发生光电效应，由于光的频率大于或等于极限频率时才会产生光电效应，所以a 光照射时不能发生光电效应，c 光照射时能发生光电效应，A 选项正确，B 、C 选项均错误；光电子的初动能与频率有关，频率越大，初动能越大，c 光照射时，逸出的光电子的最大初动能最大，D 选项错误.(2)设t 为A 从离开桌面到落地经历的时间，v 表示刚碰后A 的速度，有：21h gt 2＝L vt ＝设V 为刚碰后B 的速度大小，由动量守恒定律有： mv 0＝Mv －mV设B 后退的距离为x ，由动能定理有：－μmgx ＝0－12mV 2由以上各式求得：201ML g x (v ).2g m 2hμ＝－答案：(1)A (2)201ML g (v )2g m 2hμ－ 3.【解析】(1)选D.设碰前甲球的速度为v 1.由图象知碰前乙球的速度v 2＝2 m/s ，碰后速度v 2′＝－1 m/s ，根据动量守恒定律m 1v 1＋m 2v 2＝m 2v 2′，得碰前甲球速度v 1＝－1.5 m/s,负号表示方向向左,故D 正确.(2)①衰变方程为：b 4b 4a 2a 2X He Y →－－＋，在衰变过程中动量守恒m αv α＝m Y v Y又因为2k p E 2m＝，所以Y Y 00Y m E 44E E E m b 4b 4α＝＝，＝－－ ②由能量守恒知，释放的核能 ΔE ＝E 0＋E Y ＝000bE 4E E b 4b 4＋＝－－ ③由质能关系ΔE ＝Δmc 2，解得02bE m .(b 4)c ∆＝－答案：(1)D (2)①04E b 4－ ②0bE b 4－ ③02bE (b 4)c － 4.【解析】(1)由E ＝E n －E 1可知E n ＝E ＋E 1＝13.06 eV －13.6 eV ＝－0.54 eV.吸收13.06 eV 能量后氢原子处于量子数n ＝5的激发态，由N ＝n(n 1)2－＝10得知可产生10种不同波长的光． (2)子弹射穿A 时，以子弹与A 组成的系统为研究对象．由动量守恒定律得m B v B ＝m A v A ′＋m B v B ′ A 在小车上相对滑动，设最后速度为v ″.以A 与小车组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得 m A v A ′＝(m A ＋M)v ″ 可得v ″＝2.5 m/s. 答案：(1)10 (2)2.5 m/s5.【解析】以v e 和v H 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有： m e v e －m H v H ＝0碰撞前，氢原子与电子的总动能为：22k H H e e 11E m v m v 22＝＋联立以上两式并代入数据解得： E k ≈12.90 eV氢原子从基态跃迁到n ＝4的能级所需能量由能级图可得：ΔE ＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV 碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为： E k ′＝E k －ΔE ＝12.90 eV －12.75 eV ＝0.15 eV. 答案：0.15 eV6.【解析】(1)选A.根据E=mc 2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系,A 对;在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子落在的位置是不确定的,B 错;一群氢原子从n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率的光子,C 错;能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为 2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为E km =2h ν0-h ν0=h ν0,D 错. (2)木块和车厢组成的系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢的速度为v ′0v mv Mv m2='- 得03mv v ,2M'=方向向右设t 时间内木块将与后车壁相碰，则 v ′t+v t 2 =L 000L 2MLt v 3mv (M 3m)v 22M==++ 答案:(1)A (2)2ML(M 3m)v +7. 【解析】（1）由衰变过程中核电荷数守恒得23592X ，其中中子数为235-92=143，A 项对.半衰期对大量原子核的衰变才有意义，B 项错.衰变过程中核子总质量减小，质量必亏损，C 项错.衰变后产生的巨大的能量以γ光子的形式释放，D 项对.（2）光子的能量E=E 4-E 2=（-0.85）-（-3.4） eV=2.55 eV.由E=h ν得191434E 2.551.610 J 6.1510h 6.6310 J s--⨯⨯ν===⨯⨯g Hz. （3）因入射光子的频率ν=c λ得ν=6.0×1014Hz ，大于金属铷的极限频率，故能使金属铷产生光电效应. 由爱因斯坦光电效应方程 E km =h ν-W W=h ν0代入数值得E km =5.6×10-20J答案：（1）A 、D （2）2.55 6.15×1014（3）能 5.6×10-20J8.【解析】(1)选A.在21083Bi 衰变变成210a X 的过程中质量数不变，过程①是β衰变；210a X 衰变变成20682Pb 过程中质量数减少4，过程③是α衰变；21083Bi 衰变变成b 81Ti ，核电荷数减少2，过程②是α衰变；b81Ti 衰变变成20682Pb ，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A 正确．(2)弹丸进入靶盒A 后，弹丸与靶盒A 的共同速度设为v ，由系统动量守恒得 mv 0=(m+M)v靶盒A 的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得 E p =12(m+M)v 2解得()22p 0m E v 2m M =+ 代入数值得E p =2.5 J 答案：(1)A (2)2.5 J。

高考物理二轮复习碰撞与动量守恒近代物理初步提能专训

拾躲市安息阳光实验学校提能专训(十七) 碰撞与动量守恒、近代物理初步时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．(2014·福建理综)如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ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( ) A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线答案：C解析：γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏转，故④表示α射线，C项对．2．下表给出了一些金属材料的逸出功.(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108 m/s)( ) A．2种B．3种C．4种D．5种答案：A解析：要发生光电效应，则入射光的能量大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν0＝hcλ0＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.97×10－19 J，大于铯和钙的逸出功，所以A选项正确．3．(2014·山东潍坊一模)(多选)下列关于近代物理知识的说法正确的是( )A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个B．β射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力C．含有10个原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加答案：AD解析：发生α衰变时，质量数少4，电荷数少2，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，A 正确；β射线是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，B 错误；半衰期是对大量粒子的统计规律，对少数原子核不适用，C 错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加，D 正确．(2014·广东肇庆一模)如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n ＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV 的金属钠．下列说法正确的是( )A ．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级所发出的光波长最短B ．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势能增加C ．能发生光电效应的光有三种D ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV 答案：D解析：根据C 23＝3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n ＝3向n ＝2跃迁的光子频率最小，波长最长，A 错误．氢原子辐射光子的过程中，能量减少，轨道半径减小，根据k e 2r 2＝m v 2r知，电子动能增加，则电势能减少，B错误．只有从n ＝3跃迁到n ＝1，以及从n ＝2跃迁到n ＝1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，C 错误．从n ＝3跃迁到n ＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6 eV －1.51 eV ＝12.09 eV ，根据光电效应方程得，E km ＝hν－W 0＝12.09 eV －2.49 eV ＝9.60 eV ，D 正确．5．(2014·广东二模)(多选)238 92U 的衰变方程为238 92U→234 90Th ＋42He ，其衰变曲线如图，T 为半衰期，则( )A.23892U 发生的是α衰变 B.23892U 发生的是β衰变 C ．k ＝3 D ．k ＝4答案：AC解析：由衰变方程可知23892U 发生的是α衰变，A 对，B错；m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12km 0，当k＝3时，m ＝18m 0，故k ＝3，C 对，D 错．6．(2014·江苏南京一模)(多选)钚的一种同位素23994Pu 衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为23994Pu→23592U ＋42He ＋γ，则( )A．核燃料总是利用比结合能小的核B．核反应中γ的能量就是239 94Pu的结合能C.235 92U核比239 94Pu核更稳定，说明235 92U的结合能大D．由于衰变时释放巨大能量，所以239 94Pu比235 92U的比结合能小答案：AD解析：在核反应中，比结合能越大的核越恒定，所以核燃料总是利用比结合能较小的核，A正确；衰变后，铀核比钚核更加稳定，所以铀核的比结合能大，D正确．7．(多选)用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( ) A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的答案：CD解析：根据题意，a光能使该金属发生光电效应，而b光不能，a光的频率必定大于b光的频率，a光在真空中的波长一定小于b光在真空中的波长，选项C正确；a光照射金属板时，能使该金属发生光电效应，即放出电子，金属板会因放出电子而带正电荷，当增大a光的强度时，金属板逸出的电子增多，金属板的带电荷量增多，验电器指针偏角一定增大，所以选项A错误；a光照射金属板时，金属板带正电，与其连接的验电器的金属小球也带正电，所以选项B错误；根据玻尔理论，氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，又a光的频率较大，光子能量也较大，所以若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的，选项D正确．8．(2014·天津六校联考)A、B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，其中一个放出一α粒子，另一个放出一β粒子，运动方向都与磁场方向垂直．如图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中不正确的是( )A．磁场方向一定为垂直纸面向里B．尚缺乏判断磁场方向的条件C．A放出的是α粒子，B放出的是β粒子D．b为α粒子的运动轨迹，c为β粒子的运动轨迹答案：A解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子旋转的方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故A错误，B正确；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，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，且电性相反，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B放出的是β粒子，A放出的是α粒子，故C正确；放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由半径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而α粒子和β粒子的电量比反冲核的电量小，则α粒子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故b为α粒子的运动轨迹，c为β粒子的运动轨迹，故D正确．二、填空题(本题包括2小题，共12分．请将正确的答案填写在横线上．)9．(6分)(1)现有三个核反应方程：①2411Na→2412Mg＋ 0－1e；②235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n；③21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是________．A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋ 0－1eD.42He＋94Be→12 6C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②B中X的质量数和中子数分别为________、________.答案：(1)C (2)①D B A ②14488解析：(1)2411Na→2412Mg＋0－1e中Na核释放出β粒子，为β衰变；23592U＋10n→14156 Ba＋9236Kr＋310n为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变；而21 H＋31H→42He＋10n为聚变，故C正确．(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核，故D是查德威克发现中子的核反应方程；B是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程；A是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程．②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X的质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88.10．(2014·山东泰安质检)(6分)氘核21H与氚核31H结合成氦核42He的核反应方程如下：21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV (1)这个核反应称为________．(2)要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6 MeV 是核反应中________(填“放出”或“吸收”)的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量________(填“增加”或“减少”)了________kg.答案：(1)聚变 (2)放出减少 3.1×10－29解析：21H ＋31H→42He ＋10n ＋17.6 MeV 为轻核聚变反应，17.6 MeV 是反应中放出的能量，再由ΔE ＝Δmc 2可知，质量减少Δm ＝ΔE c2＝3.1×10－29kg.11．(2014·湖北八校二联)(10分)如图，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m 、m ，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数为μ.现让甲物块以速度v 0向着静止的乙运动并发生正碰，试求：(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能；(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，则在第一次碰撞中系统损失了多少机械能？答案：(1)23mv 20 (2)14mv 20解析：(1)碰撞过程中系统动能最小时，为两物体速度相等时，设此时两物体速度为v由系统动量守恒有2mv 0＝3mv 得v ＝23v 0此时系统的动能E k ＝12×3mv 2＝23mv 20(2)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v 1、v 2，之后甲做匀速直线运动，乙以初速度v 2做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙并发生碰撞，因此两物体在这段时间内平均速度相等，有v 1＝v 22而第一次碰撞中系统动量守恒，有 2mv 0＝2mv 1＋mv 2 由以上两式可得v 1＝v 02v 2＝v 0所以第一次碰撞中的机械能损失量为E ＝12×2mv 20－12×2mv 21－12mv 22＝14mv 2012．(2014·宁夏银川一中一模)(10分)如图所示，在光滑水平面上有一块长为L 的木板B ，其上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽C 与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B 、C 静止在水平面上．现有很小的滑块A 以初速度v 0从右端滑上B 并以v 02的速度滑离B ，恰好能到达C 的最高点．A 、B 、C 的质量均为m ，试求：(1)木板B 上表面的动摩擦因数μ； (2)14圆弧槽C 的半径R .答案：(1)5v 2016gL (2)v 264g解析：(1)由于水平面光滑，A 与B 、C 组成的系统动量守恒，有：mv 0＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 0＋2mv 1又μmgL ＝12mv 20－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 02－12×2mv 21解得：μ＝5v2016gL(2)当A 滑上C ，B 与C 分离，A 、C 间发生相互作用．A 到达最高点时两者的速度相等，A 、C 组成的系统水平方向动量守恒，有：m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 0＋mv 1＝(m ＋m )v 2 又12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 02＋12mv 21＝12(2m )v 22＋mgR 解得：R ＝v 2064g13．(12分)(1)下列说法中正确的是________． A ．光电效应实验揭示了光的粒子性B ．原子核发生一次β衰变，该原子核外就失去一个电子C ．原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素D ．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念E ．氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收能量(2)如图所示，两质量分别为M 1＝M 2＝1.0 kg 的木板和足够高的光滑凹槽静止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接触但不粘连，凹槽左端与木板等高．现有一质量m ＝2.0 kg 的物块以初速度v 0＝5.0 m/s 从木板左端滑上，物块离开木板时木板的速度大小为1.0 m/s ，物块以某一速度滑上凹槽，已知物块和木板间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g 取10 m/s 2.求：①木板的长度；②物块滑上凹槽的最大高度．答案：(1) ADE (2)①0.8 m ②0.15 m解析：(2)①物块在木板上滑行的过程中，对系统由动量守恒和能量守恒可得：mv 0＝mv 1＋(M 1＋M 2)v 212mv 20＝12mv 21＋12(M 1＋M 2)v 22＋μmgL 联立求解可得：v 2＝4 m/s ，L ＝0.8 m②物体在凹槽上滑行的过程中，同理可得：mv 1＋M 2v 2＝(m ＋M 2)v12mv 21＋12M 2v 22＝12(m ＋M 2)v 2＋mgh 解得：h ＝0.15 m.14．(2014·高三二模)(12分)(1)最近在河南安阳发现了曹操墓地．放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代．为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的半径之比R ∶r ＝7∶1，那么14C 的衰变方程式应是( )A ．146C→104Be ＋42He B ．14 6C→145B ＋01e C ．146C→147N ＋ 0－1eD ．146C→135B ＋11H(2)如图所示，三个大小相同的小球A 、B 、C 置于光滑水平面上，三球的质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝4 kg 、m C ＝2 kg ，取水平向右方向为动量的正方向，某时刻A 球的动量p A ＝20 kg·m/s，B 球此刻的动量大小和方向未知，C 球的动量为零．A 球与B 球先碰，随后B 球与C 球碰，碰撞均在同一直线上，且A 球与B 球以及B 球与C 球之间分别只相互碰撞一次，最终所有小球都以各自碰后的速度一直匀速运动．所有的相互作用结束后，Δp C ＝10 kg·m/s、Δp B ＝4 kg·m/s，最终B 球以5 m/s 的速度水平向右运动．求：①A 球对B 球的冲量大小与C 球对B 球的冲量大小之比；②整个过程系统由于碰撞产生多少热量？答案：(1)C (2)①7∶5 ②48 J解析：(1)由动量守恒定律可知，放射的粒子与反冲核动量大小相等、方向相反．又因径迹是两个内切圆，即衰变时粒子与反冲核受力方向相同，故它们带电性质相反．又由带电粒子在匀强磁场中回旋半径r 之比为7∶1，故C 正确．(2)①由A 、B 、C 组成的系统动量守恒Δp A ＋Δp B ＋Δp C ＝0 解得：Δp A ＝－14 kg·m/s由A 、B 相碰时对A 用动量定理可得：I BA ＝Δp A ，I AB ＝－I BA ＝14 kg·m/s 由B 、C 相碰时对C 用动量定理可得：I BC ＝Δp C ，I CB ＝－I BC ＝－10 kg·m/s则I AB ∶I CB ＝7∶5.②设A 、B 碰前A 的动量为p A ，B 的动量为p B ，C 的动量为p C ，所有的作用结束后A 的动量为p A ′，B 的动量为p B ′，C 的动量为p C ′，由A 、B 、C 组成的系统动量守恒得：p A ＋p B ＋p C ＝p A ′＋p B ′＋p C ′ p A ′＝p A ＋Δp A p ′＝p ＋Δpp B′＝m B v B′＝20 kg·m/sQ＝p2A2m A ＋p2B2m B－p A′22m A－p B′22m B－p C′22m C联立解得：Q＝48 J.15．(12分)(1)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是________．A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离(2)如图所示，在光滑水平地面上，有一质量m1＝4.0 kg 的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧，位于小车A点处的质量为m2＝1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力．木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计．现小车与木块一起以v0＝2.0 m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1＝1.0 m/s的速度水平向左运动，取g＝10 m/s2.①求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；②若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能．答案：(1)BCE (2)①12 kg·m/s②3.6 J解析：当氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子的能量有可能大于3.34 eV，锌板有可能产生光电效应，选项A错误；由跃迁关系可知，选项B正确；从n＝3能级向基态跃迁时发出的光子最大能量为12.09 eV，由光电效应方程可知，发出光电子的最大初动能为8.75 eV，选项C正确；氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差，因此D选项错误；14.0 eV>13.6 eV，因此可以使处于基态的氢原子电离，选项E正确．(2)①小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为Δp＝m1v1－m1(－v0)＝12 kg·m/s①②小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止．整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒，设小车和木块相对静止时的速度大小为v，根据动量守恒定律有m v－m v＝(m＋m)v②解得v ＝0.40 m/s ③当小车与木块首次达到共同速度v 时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大，设最大弹性势能为E p ，根据机械能守恒定律可得E p ＝12m 1v 21＋12m 2v 20－12(m 1＋m 2)v 2④E p ＝3.6 J ⑤。

江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习第五章机械能及其守恒定律章末质量检测

第五章机械能及其守恒定律（时间90分钟，满分120分）一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分）1．物体沿直线运动的v－t关系如图1所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则( ）图1A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2WC．从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD．从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W2．在竖直平面内，有根光滑金属杆弯成如图2所示形状，相应的曲线方程为y＝A cos x，将一个光滑小环套在该金属杆上，并从x ＝0、y＝A处以某一初速度沿杆向＋x方向运动．运动过程中( ）图2A．小环在D点的加速度为零B．小环在B点和D点的加速度相同C．小环在C点的速度最大D．小环在C点和E点的加速度方向相同3．光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时的速度大小为v0。

光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条，如图3所示，小球越过n条活动挡条后停下来．若让小球从h高处以初速度v0滚下,则小球能越过的活动阻挡条的条数是(设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等）( )图3A．n B．2n C．3n D．4n4．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面．在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍，在下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于( )A。

错误!B。

错误! C.错误!D.4H 95．如图4甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2。

则以下判断正确的是（)图4A．小环的质量是1 kgB．细杆与地面间的倾角是30°C．前3 s内拉力F的最大功率是2.25 WD．前3 s内小环机械能的增加量是6.75 J二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分，共30分，每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)6．带电荷量为＋q 、质量为m 的滑块，沿固定的斜面匀速下滑,现加上一竖直向上的匀强电场（如图5所示)，电场强度为E ，且qE ＜mg ，对物体在斜面上的运动，以下说法正确的是 ( )A ．滑块将沿斜面减速下滑B ．滑块仍沿斜面匀速下滑C ．加电场后，重力势能和电势能之和不变D ．加电场后,重力势能和电势能之和减小7。

高考物理二轮专训【17】碰撞与动量守恒、近代物理初步

提能专训(十七)碰撞与动量守恒、近代物理初步时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．(2018·福建理综)如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ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( )A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线答案：C解析：γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏转，故④表示α射线，C项对．2．下表给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s)( )A．2种B．3种C．4种D．5种答案：A解析：要发生光电效应，则入射光的能量大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν0＝hcλ0＝6.63×10－34×3.0×108400×10J＝4.97×10－19 J，大于铯和钙的逸出功，所以A选项正确．3．(2018·山东潍坊一模)(多选)下列关于近代物理知识的说法正确的是( ) A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个B．β射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力C．含有10个原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加答案：AD解析：发生α衰变时，质量数少4，电荷数少2，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，A正确；β射线是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，B错误；半衰期是对大量粒子的统计规律，对少数原子核不适用，C错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加，D正确．(2018·广东肇庆一模)如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是( ) A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势能增加C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV答案：D解析：根据C23＝3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n＝3向n＝2跃迁的光子频率最小，波长最长，A错误．氢原子辐射光子的过程中，能量减少，轨道半径减小，根据k e2r2＝mv2r知，电子动能增加，则电势能减少，B错误．只有从n＝3跃迁到n＝1，以及从n＝2跃迁到n＝1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，C错误．从n＝3跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，根据光电效应方程得，E km＝hν－W0＝12.09 eV－2.49 eV＝9.60 eV，D正确．5．(2018·广东深圳市二模)(多选)238 92U的衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He，其衰变曲线如图，T为半衰期，则( )A.238 92U发生的是α衰变B.238 92U发生的是β衰变C ．k ＝3D ．k ＝4答案：AC解析：由衰变方程可知23892U 发生的是α衰变，A 对，B 错；m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12k m 0，当k ＝3时，m ＝18m 0，故k ＝3，C 对，D 错．6．(2018·江苏南京一模)(多选)钚的一种同位素23994Pu 衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为23994Pu→23592U ＋42He ＋γ，则( ) A ．核燃料总是利用比结合能小的核 B ．核反应中γ的能量就是23994Pu 的结合能 C.23592U 核比23994Pu 核更稳定，说明23592U 的结合能大D ．由于衰变时释放巨大能量，所以23994Pu 比23592U 的比结合能小答案：AD解析：在核反应中，比结合能越大的核越恒定，所以核燃料总是利用比结合能较小的核，A 正确；衰变后，铀核比钚核更加稳定，所以铀核的比结合能大，D 正确．7．(多选)用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的答案：CD解析：根据题意，a 光能使该金属发生光电效应，而b 光不能，a 光的频率必定大于b 光的频率，a 光在真空中的波长一定小于b光在真空中的波长，选项C正确；a光照射金属板时，能使该金属发生光电效应，即放出电子，金属板会因放出电子而带正电荷，当增大a光的强度时，金属板逸出的电子增多，金属板的带电荷量增多，验电器指针偏角一定增大，所以选项A错误；a光照射金属板时，金属板带正电，与其连接的验电器的金属小球也带正电，所以选项B错误；根据玻尔理论，氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，又a光的频率较大，光子能量也较大，所以若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的，选项D正确．8．(2018·天津六校联考)A、B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，其中一个放出一α粒子，另一个放出一β粒子，运动方向都与磁场方向垂直．如图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中不正确的是( )A．磁场方向一定为垂直纸面向里B．尚缺乏判断磁场方向的条件C．A放出的是α粒子，B放出的是β粒子D．b为α粒子的运动轨迹，c为β粒子的运动轨迹答案：A解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子旋转的方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故A错误，B正确；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，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，且电性相反，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B放出的是β粒子，A放出的是α粒子，故C正确；放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由半径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而α粒子和β粒子的电量比反冲核的电量小，则α粒子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故b为α粒子的运动轨迹，c为β粒子的运动轨迹，故D正确．二、填空题(本题包括2小题，共12分．请将正确的答案填写在横线上．)9．(6分)(1)现有三个核反应方程：①2411Na→2412Mg＋ 0－1e；②235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n；③21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是________．A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变(2)现有四个核反应： A.21H ＋31H→42He ＋10n B.23592U ＋10n→X＋8936Kr ＋310n C.2411Na→2412Mg ＋ 0－1e D.42He ＋94Be→126C ＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②B 中X 的质量数和中子数分别为________、________. 答案：(1)C (2)①D B A ②144 88解析：(1)2411Na→2412Mg ＋0－1e 中Na 核释放出β粒子，为β衰变；23592U ＋10n→14156Ba ＋9236Kr ＋310n 为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变；而21H ＋31H→42He ＋10n 为聚变，故C 正确．(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核，故D 是查德威克发现中子的核反应方程；B 是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程；A 是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程．②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 的质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88. 10．(2018·山东泰安质检)(6分)氘核21H 与氚核31H 结合成氦核42He 的核反应方程如下：21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV(1)这个核反应称为________．(2)要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6 MeV 是核反应中________(填“放出”或“吸收”)的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量________(填“增加”或“减少”)了________kg.答案：(1)聚变 (2)放出减少 3.1×10－29解析：21H ＋31H→42He ＋10n ＋17.6 MeV 为轻核聚变反应，17.6 MeV 是反应中放出的能量，再由ΔE ＝Δmc 2可知，质量减少Δm ＝ΔE c2＝3.1×10－29kg.三、计算题(本题包括5小题，共56分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分)11．(2018·湖北八校二联)(10分)如图，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m 、m ，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数为μ.现让甲物块以速度v 0向着静止的乙运动并发生正碰，试求：(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能；(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，则在第一次碰撞中系统损失了多少机械能？答案：(1)23mv 20 (2)14mv 2解析：(1)碰撞过程中系统动能最小时，为两物体速度相等时，设此时两物体速度为v 由系统动量守恒有2mv 0＝3mv得v ＝23v 0此时系统的动能E k ＝12×3mv 2＝23mv 20(2)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v 1、v 2，之后甲做匀速直线运动，乙以初速度v 2做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙并发生碰撞，因此两物体在这段时间内平均速度相等，有v 1＝v 22而第一次碰撞中系统动量守恒，有 2mv 0＝2mv 1＋mv 2 由以上两式可得 v 1＝v 02v 2＝v 0所以第一次碰撞中的机械能损失量为 E ＝12×2mv 20－12×2mv 21－12mv 22＝14mv 2012．(2018·宁夏银川一中一模)(10分)如图所示，在光滑水平面上有一块长为L 的木板B ，其上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽C 与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B 、C 静止在水平面上．现有很小的滑块A 以初速度v 0从右端滑上B 并以v 02的速度滑离B ，恰好能到达C 的最高点．A 、B 、C 的质量均为m ，试求：(1)木板B 上表面的动摩擦因数μ； (2)14圆弧槽C 的半径R. 答案：(1)5v 2016gL (2)v 264g解析：(1)由于水平面光滑，A 与B 、C 组成的系统动量守恒，有：mv 0＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 0＋2mv 1 又μmgL ＝12mv 20－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 02－12×2mv 21解得：μ＝5v 216gL(2)当A 滑上C ，B 与C 分离，A 、C 间发生相互作用．A 到达最高点时两者的速度相等，A 、C 组成的系统水平方向动量守恒，有：m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 0＋mv 1＝(m ＋m)v 2又12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 02＋12mv 21＝12(2m)v 22＋mgR 解得：R ＝v 2064g13．(12分)(1)下列说法中正确的是________． A ．光电效应实验揭示了光的粒子性B ．原子核发生一次β衰变，该原子核外就失去一个电子C ．原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素D ．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念E ．氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收能量(2)如图所示，两质量分别为M 1＝M 2＝1.0 kg 的木板和足够高的光滑凹槽静止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接触但不粘连，凹槽左端与木板等高．现有一质量m ＝2.0 kg 的物块以初速度v 0＝5.0 m/s 从木板左端滑上，物块离开木板时木板的速度大小为1.0 m/s ，物块以某一速度滑上凹槽，已知物块和木板间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g 取10 m/s 2.求：①木板的长度；②物块滑上凹槽的最大高度．答案：(1) ADE (2)①0.8 m ②0.15 m解析：(2)①物块在木板上滑行的过程中，对系统由动量守恒和能量守恒可得： mv 0＝mv 1＋(M 1＋M 2)v 212mv 20＝12mv 21＋12(M 1＋M 2)v 22＋μmgL 联立求解可得：v 2＝4 m/s ，L ＝0.8 m ②物体在凹槽上滑行的过程中，同理可得： mv 1＋M 2v 2＝(m ＋M 2)v12mv 21＋12M 2v 22＝12(m ＋M 2)v 2＋mgh 解得：h ＝0.15 m.14．(2018·河北省唐山市高三二模)(12分)(1)最近在河南安阳发现了曹操墓地．放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代．为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的半径之比R ∶r ＝7∶1，那么14C 的衰变方程式应是( )A ．146C→104Be ＋42He B ．14 6C→14 5B ＋01e C ．146C→147N ＋ 0－1eD ．146C→135B ＋11H(2)如图所示，三个大小相同的小球A、B、C置于光滑水平面上，三球的质量分别为m A＝2 kg、m B＝4 kg、m C＝2 kg，取水平向右方向为动量的正方向，某时刻A球的动量p A＝20 kg·m/s，B球此刻的动量大小和方向未知，C球的动量为零．A球与B球先碰，随后B球与C球碰，碰撞均在同一直线上，且A球与B球以及B球与C 球之间分别只相互碰撞一次，最终所有小球都以各自碰后的速度一直匀速运动．所有的相互作用结束后，Δp C ＝10 kg·m/s、Δp B＝4 kg·m/s，最终B球以5 m/s的速度水平向右运动．求：①A球对B球的冲量大小与C球对B球的冲量大小之比；②整个过程系统由于碰撞产生多少热量？答案：(1)C (2)①7∶5 ②48 J解析：(1)由动量守恒定律可知，放射的粒子与反冲核动量大小相等、方向相反．又因径迹是两个内切圆，即衰变时粒子与反冲核受力方向相同，故它们带电性质相反．又由带电粒子在匀强磁场中回旋半径r之比为7∶1，故C正确．(2)①由A、B、C组成的系统动量守恒Δp A＋Δp B＋Δp C＝0解得：Δp A＝－14 kg·m/s由A、B相碰时对A用动量定理可得：I BA＝Δp A，I AB＝－I BA＝14 kg·m/s由B、C相碰时对C用动量定理可得：I BC＝Δp C，I CB＝－I BC＝－10 kg·m/s则I AB∶I CB＝7∶5.②设A、B碰前A的动量为p A，B的动量为p B，C的动量为p C，所有的作用结束后A的动量为p A′，B的动量为p B′，C的动量为p C′，由A、B、C组成的系统动量守恒得：p A＋p B＋p C＝p A′＋p B′＋p C′p A′＝p A＋Δp Ap C′＝p C＋Δp Cp B′＝m B v B′＝20 kg·m/sQ＝p2A2m A＋p2B2m B－p A′22m A－p B′22m B－p C′22m C联立解得：Q＝48 J.15．(12分)(1)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是________．A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离(2)如图所示，在光滑水平地面上，有一质量m1＝4.0 kg 的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧，位于小车A点处的质量为m2＝1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力．木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计．现小车与木块一起以v0＝2.0 m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1＝1.0 m/s的速度水平向左运动，取g＝10 m/s2.①求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；②若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能．答案：(1)BCE (2)①12 kg·m/s②3.6 J解析：当氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子的能量有可能大于3.34 eV，锌板有可能产生光电效应，选项A错误；由跃迁关系可知，选项B正确；从n＝3能级向基态跃迁时发出的光子最大能量为12.09 eV，由光电效应方程可知，发出光电子的最大初动能为8.75 eV，选项C正确；氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差，因此D选项错误；14.0 eV>13.6 eV，因此可以使处于基态的氢原子电离，选项E正确．(2)①小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为Δp＝m1v1－m1(－v0)＝12 kg·m/s①②小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止．整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒，设小车和木块相对静止时的速度大小为v，根据动量守恒定律有m1v1－m2v0＝(m1＋m2)v②解得v＝0.40 m/s③当小车与木块首次达到共同速度v时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大，设最大弹性势能为E p，根据机械能守恒定律可得E p＝12m1v21＋12m2v20－12(m1＋m2)v2④E p＝3.6 J⑤。

高考物理(江苏专版)二轮复习与策略讲练专题15碰撞与动量守恒近代物理初步含解析

专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步考点1| 原子结构和光电效应难度：低档题题型：选择题五年5考(2013·江苏高考T12(C)(1)(2))(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．【导学号：25702071】图1A．速度B．动能C．动量D．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图1所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离____________(选填“近”或“远”)．当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．【解题关键】解此题的关键有以下两点：(1)德布罗意波长公式λ＝h p.(2)大量处于n能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为r＝C2n.【解析】(1)根据λ＝hp，知电子和中子的动量大小相等，选项C正确．(2)根据玻尔理论r n＝n2r1可知电子处在n＝3的轨道上比处在n＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He＋处在n＝4的激发态时，发射的谱线有6条．【答案】(1)C(2)近 6(2016·江苏高考T12(C)(3))几种金属的逸出功W0见下表：应．已知该可见光的波长范围为 4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s.【解题关键】解此题的关键有以下两点：(1)光子能量与光波波长的关系：E＝hc λ.(2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功．【解析】光子的能量E＝hc λ取λ＝4.0×10－7m，则E≈5.0×10－19 J根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．【答案】钠、钾、铷能发生光电效应(2015·江苏高考T12(C)(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有__________．A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【解析】光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式λ＝h和p2＝2m·E k知动能相等的质子和p电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．【答案】AB1．高考考查特点(1)常以物理现象为切入点考查原子结构和波粒二象性．(2)常以科学应用角度考查光电效应及方程的应用．2．常见误区及提醒(1)误认为光电效应产生的条件是光的强度．(2)弄清光电效应的产生及规律是解题关键．●考向1光电效应及方程1．(2015·全国卷ⅠT35(1))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2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________．图2【解析】根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝hνe －W 0e ，故h e ＝k ，b ＝－W 0e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .【答案】 ek －eb2.(2014·江苏高考T 12(C)(1))已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的______________．A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量【解析】根据爱因斯坦光电效应方程12 m v 2m ＝hν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．【答案】 A●考向2 光的波粒二象性3．(多选)(2015·全国卷ⅡT 35(1)改编)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( )【导学号：25702072】A ．电子束通过双缝实验装置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 ．人们利用慢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ACD [电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A 正确．β射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B 错误．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C 正确．电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D 正确．]●考向3氢原子能级及跃迁4．(2012·江苏高考T12(C)(1))如图3所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()图3C[由能级图及E n－E m＝hν知，E3－E1>E2－E1>E3－E2.即νa>νc>νb，又λ，知λa<λc<λb，所以图C正确．]＝cν考点2| 动量和动量守恒的应用难度：中档题题型：计算题五年3考(2013·江苏高考T12(C)(3))如图4所示，进行太空行走的宇航员A和B 的质量分别为80 kg和100 kg，他们推携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速率大小和方向．图4【解题关键】宇航员A和B在相互作用过程中系统动量守恒．【解析】根据动量守恒定律，(m A＋m B)v0＝m A v A＋m B v B，代入数值解得v B ＝0.02 m/s，离开空间站方向．【答案】0.02 m/s离开空间站方向(2014·江苏高考T12(C)(3))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球碰撞后速度分别为v1和v2由动量守恒定律知：2m v0＝2m v1＋m v2，且由题意知v2－v1v0＝1516，解得v1＝1748v0，v2＝3124v0.【答案】1748v03124v01．高考考查特点动量守恒是近几年必考知识点，考查的题目主要有：(1)碰撞中相互作用的动量守恒问题；(2)相互作用中的动量守恒和机械能守恒问题．2．解题常见误区及提醒(1)不能准确应用动量守恒定律；(2)过程不清，不能分过程应用对应规律；(3)正确区分过程和物体(系)，准确选择规律．●考向1动量守恒定律的应用5．(2016·扬州模拟)如图5所示，在列车编组站里，一辆m1＝3.6×104 kg的甲货车在平直轨道上以v1＝2 m/s的速度运动，碰上一辆m2＝2.4×104 kg的静止的乙货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度以及甲货车在碰撞过程中动量的变化量．图5【解析】对整个系统，碰撞过程动量守恒，设结合在一起继续运动的速度为v ，则m 1v 1＝(m 1＋m 2)v ，货车碰撞后运动的速度v ＝m 1v 1(m 1＋m 2)＝1.2 m/s ，甲货车的动量的变化量Δp ＝m 1v －m 1v 1＝－2.88×104 kg·m/s(或“动量变化量大小为2.88×104 kg·m/s ，方向向左”)【答案】－2.88×104 kg·m/s●考向2 动量与能量的综合应用6. (2016·常州模拟)如图6所示，固定的圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m 的物块B 与轻质弹簧拴接静止在水平面上，弹簧右端固定. 质量为3m 的物块A 从圆弧轨道上距离水平面高h 处由静止释放，与B 碰撞后推着B 一起运动但与B 不粘连．求：图6(1)A 、B 碰后一起运动的速度v 1；(2)弹簧的最大弹性势能．【解析】 (1)A 下滑与B 碰撞前机械能守恒，由机械能守恒定律得：3mgh ＝12·3m v 20，解得：v 0＝2ghA 与B 碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：3m v 0＝(3m ＋m )v 1，解得：v 1＝342gh(2)弹簧最短时弹性势能最大，系统的动能全部转化为弹性势能，根据机械能守恒定律得：E pmax＝12·4m v 21＝94mgh.【答案】(1)342gh(2)94mgh考点3| 核反应及核能的计算难度：低档题题型：选择题、填空题五年4考(2016·江苏高考T12(C)(1))贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________．A.146C→147N＋0－1eB.23592U＋10n→13953I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n【解题关键】天然放射性衰变是自发地放出α、β粒子的核反应，与原子核聚变、裂变及人工转变是有区别的．A[放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A选项为β衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A.](2015·江苏高考T12(C)(2)(3))(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U是核电站常用的核燃料.23592U受一个中子轰击后裂变成14456Ba 和8936Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．【导学号：25702073】(2)取质子的质量m p＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)【解题关键】解此题的三个关键：(1)核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒．(2)理解临界体积的含义．(3)应用ΔE＝Δmc2求核能时注意Δm和ΔE单位对应．【解析】(1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．(2)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mα结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE＝4.3×10－12 J.【答案】(1)3大于(2)4.3×10－12 J1．高考考查特点(1)本考点内容着重考查原子核的衰变，核反应方程的书写、质量亏损和核能计算等；(2)题型选择题、填空题或计算题均有．2．解题常见误区及提醒(1)误认为质量数守恒是质量守恒；(2)误认为半衰期与外界条件有关；(3)应明确结合能和半衰期的影响因素．●考向1放射性元素的衰变7．在一个23892U原子核衰变为一个23892Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A．6次B．10次C．22次D．32次【答案】 A●考向2核反应方程及核能的计算8．一个静止的铀核23892U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核23892Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知：原子质量单位1 u＝1.67×1027 kg，1 u相当于931 MeV)．(1)核衰变反应方程是__________；(2)该核衰变反应中释放出的核能为__________MeV.(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？【答案】(1)23292U→22890Th＋42He(2)5.49 MeV (3)0.09 MeV。

2012高考模拟冲刺16天16碰撞与动量守恒近代物理初步(新课标地区通用)

1.(2011·福建高考)(1)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是____.(填选项前的字母)A.逸出功与ν有关B.E km与入射光强度成正比C.当ν<ν0时，会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关(2)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____.(填选项前的字母)A.0.6vB.0.4vC.0.3vD.0.2v2.(2011·江苏高考)(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量____(选填“越大”或“越小”).已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子质量为m ，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为____(普朗克常量为h).(3)有些核反应过程是吸收能量的.例如，在14171781X N O H +→+中，核反应吸收的能量Q ＝［(m O +m H )-(m X +m N )］c 2.在该核反应方程中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E k 轰击静止的147N 核，若E k ＝Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由.3.(2011·山东高考)(1)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天.①碘131核的衰变方程：13153I →_______ (衰变后的元素用X 表示).②经过____天 75%的碘131核发生了衰变.(2)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m 、12m ，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v 0、v 0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)4.(2011·海南高考)(1)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 衰变过程，它们分别是____________和____________(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是__________和___________.A.13711560X Ba n →+ B.13102541X Xe e -→+C.13703561X Ba e -→+ D.13114541X Xe p →+(2)一质量为2m 的物体P 静止于光滑水平地面上，其截面如图所示.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：(i)木块在ab 段受到的摩擦力f ；(ii)木块最后距a 点的距离s.5.(1)置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ三种射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一张铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场，射线进入电场后，变为a 、b 两束，射线a 沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图所示，则图中的射线a 为____射线，射线b 为____射线.(2)如图所示，平放在水平面上的轻质弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m 1的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m 2的小球从槽h 高处由静止开始下滑，要使小球能与弧形槽发生第二次作用，m 1、m 2应满足怎样的条件？6.(1)随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是____.A.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B.天然放射现象表明原子核内部有电子C.轻核聚变反应方程有：23411120H H He n ＋＋D.氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级和从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长(2)在原子核物理中，研究核子与核子关系的最有效途径是“双电荷交换反应”.这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似：两个小球A 和B 用轻质弹簧相连，在光滑水平直轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结合成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后，A球与挡板P发生碰撞，碰撞后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连.过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).已知A、B、C三球的质量均为m.①求弹簧长度刚被锁定后A球的速度.②求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能.答案解析1.【解析】(1)选D.金属的逸出功与入射光无关，A错；光电子的最大初动能与入射光强度无关，B错；当入射光的频率小于极限频率时，不能发生光电效应现象，C错；据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关，D对.(2)选A.由动量守恒定律得mv=mv A+2mv B，规定A球原方向为正方向，由题意可知v A为负值，则2mv B>mv，因此B球的速度可能为0.6v ，故选A.2.【解析】(1)随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，A 对.(2)根据玻尔理论，氢原子中电子离原子核越远，氢原子能量越大，根据能量守恒定律知道：h ν+E 1=12mv 2所以电子速度为：v= (3)根据核反应的规律即质量数和电荷数守恒，X 的电荷数是2，质量数是4，X 表示42He.因为不能同时满足能量守恒和动量守恒，所以不能发生.答案：(1)A (2)越大 (3)42He 不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒.3.【解析】(1)①131131053541I X e -→+ ②由放射性元素经历一个半衰期衰变总数的一半可知，共经历了两个半衰期即16天.(2)设抛出货物的最小速度为v x ,则有：对乙船12mv 0=11mv-mv x ，对甲船20mv 0-mv x =11mv ，其中v 为后来两船同向运动的速度.由以上两式可得v x =4v 0.答案：(1)①1310541X e -+ ②16 (2) 4v 04.【解析】(1)根据衰变过程电荷数守恒、质量数守恒，可知X 1是13856Ba ，X 2是13153I ，X 3是13755Cs ，X 4是13255Cs ，所以能分别反映1311375355I Cs 、衰变过程的分别是B 、C.13153I 原子核中的中子数是131-53=78，13755Cs 原子核中的中子数是137-55=82.(2)(i)木块向左滑到最高点时，系统有共同速度v ，由动量守恒：mv 0=(m+2m)v①12mv 02-12(m+2m)v 2=fL+mgh ②联立①②两式解得：f=()20m v 3gh 3L -③ (ii)整个过程，由功能关系得：12mv 02-12(m+2m)v 2=fx ④木块最后距a 点的距离s=2L-x⑤联立解得：s=2L-2020v L v 3gh- 答案：(1)B C 78 82(2)(i)()20m v 3gh 3L - (ii)2L-2020v L v 3gh- 5.【解析】(1)射线a 沿原来方向行进，说明a 射线不带电,为γ射线;由于α射线无法穿过铝箔,射线b 为β射线.(2)设弧形槽与小球第一次分离后的速度大小分别为v 1和v 2，弧形槽和小球在水平方向满足动量守恒m 1v 1=m 2v 2.小球与弹簧发生作用后以原速率返回，要使小球和弧形槽发生第二次作用,则满足v 1＜v 2，所以弧形槽和小球的质量应满足m 1＞m 2. 答案：(1)γ β (2)m 1＞m 26.【解析】(1)选C.本题考查原子的基本结构和原子核的基本组成，核反应方程式的写法以及玻尔的氢原子能级量子化理论.卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子应该具有核式结构，故A 选项错误.天然放射现象放射出的β射线是高速运动的电子流，是由原子核中的中子变成质子后产生的，选项B 错误.写核反应方程时应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则，选项C 正确.由氢原子能级方程h ν＝E m －E n ，而ν＝cλ，则hc λ＝E m －E n ，得λ＝m n hc E E ，－当氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级时，λ1＝31hc E E ，－从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，λ2＝21hc E E ，－E 3－E 1>E 2－E 1，所以λ1<λ2，选项D 错误. (2)①设C 球与B 球结合成D 时，D 的速度为v 1，由动量守恒有： mv 0=2mv 1 ①当弹簧被压缩到最短时，D 、A 速度相等，设此时速度为v 2，由动量守恒有2mv 1=3mv 2 ②由①②两式解得v 2=13v 0②设弹簧长度被锁定之后，贮存在弹簧中的弹性势能为E p ，由能量守恒有2212p 112mv 3mv E 22∙=∙+ 撞击P 后，A 与D 的动能都变为零，解除锁定后，当弹簧刚好恢复到自然长度时，势能全部转变为D 的动能，此时设D 的速度为v 3，则E p =12·2mv 32之后弹簧伸长，A 球离开挡板P ，并获得速度，当A 、D 速度相等时，弹簧伸至最长，设此时速度为v 4，由动量守恒得，2mv 3=3mv 4 当弹簧伸至最长时，其弹性势能最大，设为E ′p ，由能量守恒得12·2mv 32=12·3mv 42+E ′p 解以上各式得E ′p =136mv 02 答案：(1)C (2)①13v 0 ②136mv 02。

(江苏物理总复习)第2讲动量守恒定律

C．若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B 组成的系统
D．若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B、C 组成的系统
解析：若 A、B 与 C 上表面间的动摩擦因数相同，弹簧被释放后，A、B 分别相对 C 向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力 FA 向右，FB 向左，由于 mA∶ mB＝3∶2，所以 FA∶FB＝3∶2，则 A、B 组成的系统所受的外力之和不为零，故 A、B 组成的系统动量不守恒，故 A 项符合题意；对 A、B、C 组成的系统， A 与 C、B 与 C 间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，和 A、B 与 C 间的动摩擦因数或摩擦力大小是否相等无关，B、D 项不符合题意；若 A、B 所受的摩擦力大小相等，则 A、B 组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒，C 项不符合题意。答案：A
情景创设 A 球的质量是 m，B 球的质量是m2 ，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动，A 在前，B 在后，发生正碰后，B 球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半。
微点判断
(1)只要系统合外力做功为零，系统动量就守恒。
(×)
(2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒。 (√)
(1)动量守恒定律是矢量方程，解题时应选取统一的正方向。 (2)各物体的速度必须相对于同一参考系，一般选地面为参考系。 (3)列动量守恒定律方程时应注意所选取的研究系统及研究过程。
2．[某个方向上的动量守恒问题]
如图所示，质量为 M 的楔形物体静止在光滑的水平地面
上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为 θ。一个
(1)A 与 B 第一次碰撞后 B 的速率； (2)从 A 开始运动到两物体第二次相碰经历的时间及因摩擦而产生的热量。

江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习第一章第1单元描述运动的基本概念

第一章第1单元描述运动的基本概念一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．如图1所示是汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化．开始时指针指示在如图甲所示的位置，经过8 s 后指针指示在如图乙所示的位置，若汽车做匀变速直线运动，那么它的加速度约为 ( )图1A ．11 m/s 2B ．5.0 m/s 2C ．1.4 m/s 2D ．0.6 m/s 22．如图2所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片．该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%.已知子弹飞行速度约为500 m/s ，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近 ( ) A ．10－3s B ．10－6s C ．10－9s D ．10－12s3．用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s 拍一次照，得到的照片如图3所示，则小球在图中过程运动的平均速度是 ( )图3A ．0.25 m/sB ．0.2 m/sC ．0.17 m/sD ．无法确定 4．甲、乙两人同时由相同位置A 沿直线运动到同一位置B ，甲先以速度v 1匀速运动了一半路程，然后以速度v 2匀速走完了剩下的后一半路程；乙在由A 地运动到B 地的过程中，前一半时间内运动速度为v 1，后一半时间内乙的运动速度为v 2，若v 1＜v 2，则甲与乙相比较 ( ) A ．甲先到达B 地 B ．乙先到达B 地C ．只要v 1、v 2取值合适，甲、乙两人可以同时到达D ．以上情况都有可能5．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零．在此过程中 ( )A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)6．2009年1月，中国海军护航舰艇编队用时10天抵达亚丁湾、索马里海域为中国商船护航．如图4所示，此次护航从三亚启航，经南海、马六甲海峡，穿越印度洋，总航程四千五百海里．关于此次护航，下列说法正确的是()图4A．当研究护航舰艇的运行轨迹时，可以将其看做质点B．“四千五百海里”指的是护航舰艇的航行位移C．“四千五百海里”指的是护航舰艇的航行路程D．根据题中数据我们可以求得此次航行的平均速度7.如图5所示，是A、B两质点运动的速度图象，则下列说法正确的是()A．A质点以10 m/s的速度匀速运动B．B质点先以5 m/s的速度与A同方向运动1 s，而后停了1 s，最后以5 m/s相反方向的速度匀速运动C．B质点最初3 s内的位移是10 mD．B质点最初3 s内的路程是10 m8．(2010·南通模拟)跳水比赛是我国的传统优势项目．第29届奥运会上我国某运动员正在进行10 m跳台跳水比赛，若只研究运动员的下落过程，下列说法正确的是() A．前一半时间内位移小，后一半时间内位移大B．前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短C．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点D．运动员在下落过程中，感觉水面在匀速上升9.三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图6所示，三个质点同时从N点出发，同时达到M点，下列说法正确的是() A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的位移相同，路程不同三、计算题(本题共3小题，共46分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 10．(14分)如图7所示，一修路工在长为x＝100 m的隧道中，突然发现一列火车出现在离右隧道口(A)x0＝200 m处，修路工所处的位置在无论向左还是向右跑恰好能安全脱离危险的位置．问这个位置离隧道右出口距离是多少？他奔跑的最小速度至少应是火车速度的多少倍？图711．(14分)汽车从甲地由静止出发，沿直线运动到丙地，乙在甲、丙两地的中点．汽车从甲地匀加速运动到乙地，经过乙地时的速度为60 km/h；接着又从乙地匀加速运动到丙地，到丙地时速度为120 km/h，求汽车从甲地到达丙地的平均速度．12．(18分)一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动，直到停止，下表给出了不同时刻汽车的速度：(1)汽车做匀速运动时的速度大小是否为12 m/s？汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小是否相等？(2)汽车从开出到停止共经历的时间是多少？(3)汽车通过的总路程是多少？第一章第1单元描述运动的基本概念【参考答案与详细解析】一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．解析：甲图所示为初速度，示数约是20 km /h≈5.6 m/s ，乙图所示是末速度，示数约是60 km /h≈16.7 m/s ，则加速度a ＝16.7－5.68m/s 2≈1.4 m/s 2，故C 选项正确．答案：C2．解析：在曝光时间内，子弹的运动可简化为匀速运动，影像前后错开的距离对应在该时间内的位移，子弹长度的数量级为10－2m.故子弹的位移数量级为10－4m ，而子弹飞行速度约为500 m/s ，故曝光时间估算为t ＝x v ＝10－4500s ＝2×10－7s ，最接近B 选项．答案：B3．解析：由于此过程中小球的位移为5 cm ，所经时间为t ＝3×110s ＝0.3 s ，所以v ＝5×10－20.3m/s ＝0.17 m/s ，故C 项正确．答案：C4．解析：设AB 两地相距x ，则t 甲＝x 2v 1＋x2v 2，所以v 甲＝x t 甲＝2v 1v 2v 1＋v 2，设乙从A →B 经历时间为t ，则v 乙＝v 1t 2v 2t 2t ＝v 1＋v 22，所以v v乙甲＝(v 1＋v 2)24v 1v 2.由于(v 1＋v 2)2－4v 1v 2＝(v 1－v 2)2＞0，所以v 乙＞v 甲，所以由v ＝xt t 乙＜t 甲，即乙先到达B 地，应选B. 答案：B5．解析：因加速度与速度方向相同，故物体速度要增加，只是速度增加变慢一些，最后速度达到最大值．因质点沿直线运动方向不变，所以位移一直增大．答案：B二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)6．解析：将护航舰艇看做质点可较方便的研究其运行轨迹，故A 对；由题图可知，“四千五百海里”指的是护航舰艇的航行路程，而不是位移，故B 错，C 对；平均速度是位移与所用时间的比值，故D 错．答案：AC7.解析：B 质点第1 s 内的位移为5 m ，第2 s 内静止，第3 s 内的位移为－5 m ，故前3 s 内，B 质点的位移为0，路程为10 m ，选项C 错，A 、B 、D 对．答案：ABD8．解析：运动员的下落过程阻力很小，可看做是自由落体运动，故前一半时间内的位移小于后一半时间内的位移，A 对；前一半位移所用时间大于后一半位移所用时间，B 对；研究运动员技术动作时，其大小不能忽略，C 错；运动员相对水面加速下降，则水面相对运动员加速上升，D 错．答案：AB9.解析：根据平均速度的定义式v ＝ΔxΔt，知选项A 对；质点速度方向沿轨迹切线方向，故三个质点的速度方向不相同，选项B 错；位移是指从初位置指向末位置的有向线段，在任意时刻，三个质点的位移方向不同，只有均到达M 点后，位移方向相同，故选项C 错，D 对．答案：AD三、计算题(本题共3小题，共46分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10．解析：设人奔跑的最小速度是v ，火车速度是v 0，这个位置离隧道右出口A 的距离为x 1，离隧道左出口B 的距离为x 2，则由题意可得：x 1v ＝x 0v 0，x 2v ＝x 0＋xv 0，x 1＋x 2＝x已知x 0＝200 m ，x ＝100 m. 解以上三个方程得： x 1＝40 m ，v ＝15v 0.答案：40 m15倍 11．解析：设甲、丙两地距离为2l ，汽车通过甲、乙两地的时间为t 1，通过乙、丙两地的时间为t 2.甲到乙是匀加速运动，由x ＝v 0＋v2·t 得 t 1＝l (v 甲＋v 乙)/2＝2lv 乙从乙到丙也是匀加速运动，由x ＝v 0＋v2·t 得 t 2＝l (v 乙＋v 丙)/2＝2lv 乙＋v 丙所以v甲丙＝2lt1＋t2＝v乙(v乙＋v丙)2v乙＋v丙＝45 km/h.答案：45 km/h12．解析：(1)是；不相等．加速运动从0增到12 m/s；减速运动从12 m/s到0，变化量的大小一样，但所需时间不一样．(2)汽车做匀减速运动的加速度a2＝v t－v0t＝3－91m/s2＝－6 m/s2.设汽车经t′秒停止，t′＝v t′－v0′a2＝0－3－6s＝0.5 s.总共经历的时间为10.5 s＋0.5 s＝11 s.(3)汽车做匀加速运动的加速度a1＝6－31m/s2＝3 m/s2，汽车匀加速运动的时间t1＝12－03s＝4 s，匀减速的时间t2＝0－12－6s＝2 s匀速运动的时间为t3＝(t－t1－t2) ＝(11－4－2)s＝5 s则汽车总共运动的路程s＝v2t1＋v t2＋v2t3＝(122×4＋12×5＋122×2) m＝96 m.答案：(1)是不(2)11 s(3)96 m。

2012年江苏高考物理试题及答案解析

2012江苏高考物理试题一、单项选择题:本题共 5小题 ,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.1. 真空中,A、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r,则A、B 两点的电场强度大小之比为(A) 3 :1 (B) 1 :3(C) 9 :1 (D) 1 :92. 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是(A) C 和U 均增大(B) C 增大,U 减小(C) C 减小,U 增大(D) C 和U 均减小3. 如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(A) 逐渐增大(B) 逐渐减小(C) 先增大,后减小(D) 先减小,后增大4.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比. 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象,可能正确的是5. 如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升. 夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f. 若木块不滑动,力F 的最大值是(A) 2f(m+M) M (B) 2f(m+M) m(C) 2f(m+M) M -(m+M)g (D) 2f(m+M) m +(m+M)g二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共计16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不答的得0 分.6. 如图所示,相距l 的两小球A、B 位于同一高度h(l,h 均为定值). 将A 向B 水平抛出的同时, B 自由下落. A、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则(A) A、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度(B) A、B 在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰(C) A、B 不可能运动到最高处相碰(D) A、B 一定能相碰7. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L 2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有(A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零(B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变(C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起(D) 地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起8. 2011 年8 月,“嫦娥二号冶成功进入了环绕“日地拉格朗日点冶的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的(A) 线速度大于地球的线速度(B) 向心加速度大于地球的向心加速度(C) 向心力仅由太阳的引力提供(D) 向心力仅由地球的引力提供9. 如图所示,MN 是磁感应强度为B 的匀强磁场的边界.一质量为m、电荷量为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场.若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A 点. 下列说法正确的有(A) 若粒子落在A 点的左侧,其速度一定小于v0(B) 若粒子落在A 点的右侧,其速度一定大于v0(C) 若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不可能小于v0 -qBd/2m(D)若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不可能大于v0 +qBd/2m三、简答题:本题分必做题(第10、11 题) 和选做题(第12 题) 两部分,共计42 分. 请将解答填写在答题卡相应的位置.揖必做题铱10. (8 分)如题10-1 图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0冶刻度线处,应先调整题10-2 图中多用电表的 _________(选填“A"、“B"或“C").(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b 接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应 _________(选填“短暂冶或“持续冶)接b,同时观察指针偏转情况.(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“伊1冶挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值. 测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表. 两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如题10-2 图所示.请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路.11.(10 分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块A 位于水平桌面上的O 点时,重物B 刚好接触地面. 将A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点. 分别测量OP、OQ 的长度h和s. 改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象.(3)实验测得A、B 的质量分别为m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A 块与桌面间的动摩擦因数 = _________. (结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果_________(选填“偏大冶或“偏小冶).12. 选做题铱本题包括A、B、C 三小题,请选定其中踿踿踿踿踿两小题踿踿踿,并在相应的答题区域内作答. 若多做,则按A、B 两小题评分.A. [选修3-3](12 分)(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 _________.(A) 水黾可以停在水面上(B) 叶面上的露珠呈球形(C) 滴入水中的红墨水很快散开(D) 悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大. 从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的 _________增大了. 该气体在温度T1、T2 时的分子速率分布图象如题12A-1 图所示,则T1_________(选填“大于冶或“小于冶)T2.(3)如题12A-2 图所示,一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B. 此过程中,气体压强p =1.0*105 Pa,吸收的热量Q =7.0*102J,求此过程中气体内能的增量.B. [选修3-4](12 分)(1)如题12B-1 图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q,A 点位于P、Q 之间,B 点位于Q 右侧. 旋转偏振片P, A、B 两点光的强度变化情况是________ .(A) A、B 均不变(B) A、B 均有变化(C) A 不变,B 有变化(D) A 有变化,B 不变(2)“测定玻璃的折射率冶实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D. 在插入第四个大头针D 时,要使它 _____________. 题12B-2 图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a忆是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________. (计算结果保留两位有效数字)(3)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3. 5 km/ s 的S 波,另一种是传播速度约为7. 0 km/ s 的P 波. 一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S 波早3 min. 假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2 s, 求震源与监测点之间的距离x 和S 波的波长 .C. [选修3-5](12 分)(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是 _____________.(2)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.(3)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.四、计算题:本题共3 小题,共计47 分. 解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.13. (15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角琢均为49仔,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =l、bc =ad =2l. 线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m;(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I.14. (16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过l 时,装置可安全工作. 一质量为m 的小车若以速度v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度v m;(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v 的关系.15. (16 分)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l 的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为m、电荷量为+q 的粒子经加速电压U0 加速后,水平射入偏转电压为U1 的平移器,最终从A 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;(2)当加速电压变为4U0 时,欲使粒子仍从A 点射入待测区域,求此时的偏转电压U;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F. 现取水平向右为x 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz. 保持加速电压为U0 不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示.请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.【解析】一、单项选择题1．〖解析〗点电电荷场强公式E = kQ/r2，当Q一定时E∝r－2，选项C正确。

江苏专版最新版高考物理二轮复习第一部分专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步学案

专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步江苏卷考情导向考点考题考情原子结构和光电效应2017年T12(C)(2)考查德布罗意波波长2016年T12(C)(3)考查光电效应方程2015年T12(C)(1)考查德布罗意波和黑体辐射理论2014年T12(C)(1)考查光电效应方程、物质波的波长与动量的关系2013年T12(C)(1)(2)考查氢原子的能级公式和跃迁、德布罗意波长高考热点：(1)常以选择题或填空题的形式考查原子核衰变、质能方程、光电效应、玻尔理论等知识，难度低；(2)联系当今热点；(3)常以填空题或计算题的形式综合考查动量守恒定律、能量守恒及原子核的衰变等知识，难度中等．备考时：(1)深刻理解基本概念和基本规律；(2)强化本专题知识间综合应用类题目的训练；(3)归纳解决本专题综合类问题的步骤和方法．动量和动量守恒的应用2017年T12(C)(3)考查动量守恒定律2016年T12(C)(2)考查动量、动量的变化、物质波2014年T12(C)(3)考查动量守恒定律2013年T12(C)(3)考查动量守恒的应用核反应及核能的计算2017年T12(C)(1)考查结合能和比结合能的基本运用2016年T12(C)(1)考查衰变方程2015年T12(C)(2)(3)考查裂变反应、原子核的结合能2014年T12(C)(2)考查原子核衰变及半衰期、衰变速度考点1| 原子结构和光电效应难度：低档题题型：选择题五年5考1．(2013·江苏高考T12(C)(1)(2))(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．图151A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图151所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离_______(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_______条．【解题关键】解此题的关键有以下两点： (1)德布罗意波长公式λ＝hp．(2)大量处于n 能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为r ＝C 2n ．【解析】 (1)根据λ＝hp，知电子和中子的动量大小相等，选项C 正确．(2)根据玻尔理论r n ＝n 2r 1可知电子处在n ＝3的轨道上比处在n ＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He ＋处在n ＝4的激发态时，发射的谱线有6条．【答案】 (1)C (2)近 62．(2016·江苏高考T 12(C)(3))几种金属的逸出功W 0见下表：为4．0×10－7～7．6×10－7 m ，普朗克常数h ＝6．63×10－34 J·s．【解题关键】解此题的关键有以下两点： (1)光子能量与光波波长的关系：E ＝hc λ．(2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功．【解析】光子的能量E ＝hc λ取λ＝4．0×10－7m ，则E ≈5．0×10－19 J 根据E ＞W 0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．【答案】钠、钾、铷能发生光电效应3．(多选)(2015·江苏高考T 12(C)(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【解析】光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A 正确，选项C 错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B 正确；由德布罗意波长公式λ＝hp和p 2＝2m ·E k 知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D 错误．【答案】 AB4．(2014·江苏高考T 12(C)(1))已知钙和钾的截止频率分别为7．73×1014 Hz 和5．44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量A [根据爱因斯坦光电效应方程12 mv 2m ＝hν－W ．由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．]5．(2017·江苏高考T 12(C)(2))质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．【解析】由p ＝mv ，E k ＝12mv 2知，p ＝2mE k ，质子质量小于α粒子质量，动能相同时质子动量小．由λ＝h p知，λ质λα＝p αp 质＝m αm 质＝2∶1．【答案】小于 2∶1●考向1 光电效应及方程1．(2017·苏锡常三模)下列说法正确的是( )A．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性B．光电效应实验中，改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能C．在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，一定可以增大饱和光电流D．实验时，若用光照射金属不能发生光电效应时，可以改用强光照射使实验成功A [为解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，说明光具有粒子性；康普顿效应深入地揭示了光的粒子性，遵守能量守恒和动量守恒，它表明光子不仅具有能量而且具有动量，故A正确；根据光电效应方程E k＝hν－W可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，还与金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故B错误；饱和光电流与入射光的强度有关，在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，饱和光电流不一定增大，故C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光的强度无关，故D错误．]2．(2017·徐州模拟)如图152所示的光电管实验中，当用波长3．0×10－7 m的光照射在阴极K上时，电流表有示数．调节滑动变阻器，当电压表读数为3．0 V时，电流表读数恰好为零；改用波长为1．5×10－7 m的光照射在阴极K上时，调节滑动变阻器，当电压表读数为7．1 V时，电流表读数也恰好为零．由此可得普朗克常量为________J·s，该阴极的逸出功为________J．已知电子电量为1．6×10－19 C，光速c 为3×108 m/s，结果保留两位有效数字．图152【解析】设普朗克常量为h，K的逸出功为W由光电方程可得光电子最大动能：E k＝hν－W由题意知，当光电流恰好为零时有：E k＝eU又：c＝λν由上三式可得：eU ＝h cλ－W当入射光波长为3．0×10－7 m 时，可得：3．0×1．6×10－19＝h 3．00×1083．0×10－7－W当入射光波长为1．5×10－7 m时，可得：7．1×1．6×10－19＝h3．00×1081．5×10－7－W联立可得：h ＝6．6×10－34 J·s，W ＝1．8×10－19 J ．【答案】 6．6×10－34 1．8×10－19 ●考向2 光的波粒二象性3．(2017·苏南四市二模)关于近代物理实验，下列说法正确的是( )A ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释B ．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明实物粒子也具有波动性D ．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，提出了原子核式结构模型C [黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，故A 错误；卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验中提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，而不是核外电子的运动半径，故B 错误；电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明实物粒子也具有波动性，故C 正确；汤姆孙研究阴极射线发现了电子，提出了原子的枣糕模型，是卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D 错误．]4．(2017·徐州期末)关于光的波粒二象性及物质波，下列说法正确的是( )A ．光子的动量和波长成反比B ．康普顿效应说明光具有波动性C ．光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性也一定明显D ．电子显微镜利用电子束到达微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较长A [根据德布罗意波长公式λ＝hp可知，光子的动量和波长成反比，故A 正确；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故B 错误；光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性就不明显，光的粒子性明显时，波动性就不明显，故C 错误；电子显微镜利用电子束到达微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较短，分辨率高，故D 错误．] ●考向3 氢原子能级及跃迁5．(2017·泰州三模)下列说法中正确的是( )A ．汽车安全气囊是通过减小撞击过程中动量变化量来减轻对乘员的伤害程度的B ．由α粒子散射的实验数据可以估测核半径、确定核电荷量C ．电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的粒子性D ．原子核的能量是不连续的，能级越高越稳定B [安全气囊可以增加人体与车接触的时间，根据动量定理得：－Ft ＝0－mv ，所以：F ＝mv t，当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，改变了动量的变化率，即车对人的作用力减小，所以汽车安全气囊是通过增加撞击过程中的时间，减小车与人之间的作用力来减轻对乘员的伤害程度的，故A 错误．根据α粒子散射实验数据可以确定原子核电荷量和估算原子核半径，故B 正确．衍射是波特有的性质，电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了实物粒子的波动性，故C 错误；根据玻尔理论可知，原子核的能量是不连续的，能级越高越不稳定，故D 错误．]6．(2017·江苏二模)汞原子的能级如图153所示，现让光子能量为E 的一束光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子能发出3种不同频率的光，那么入射光光子的能量为________eV ，发出光的最大波长为________m ．(普朗克常量h ＝6．63×10－34 J·s，计算结果保留两位有效数字)图153【解析】根据C 2n ＝3知，n ＝3，则吸收的光子能量ΔE ＝(－2．7＋10．4) eV ＝7．7 eV ．由n ＝3跃迁到n ＝2时辐射的光子能量最小，波长最长，有：E 3－E 2＝h cλ，代入数据有(－2．7＋5．5)×1．6×10－19＝6．63×10－34×3×108λ，解得λ＝4．4×10－7 m ．【答案】7．7 4．4×10－7考点2| 动量和动量守恒的应用难度：中档题题型：计算题五年4考6．(2013·江苏高考T12(C)(3))如图154所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们推携手远离空间站，相对空间站的速度为0．1 m/s．A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0．2 m/s，求此时B的速率大小和方向．图154【解题关键】宇航员A和B在相互作用过程中系统动量守恒．【解析】根据动量守恒定律，(m A＋m B)v0＝m A v A＋m B v B，代入数值解得v B＝0．02 m/s，离开空间站方向．【答案】0．02 m/s 离开空间站方向7．(2014·江苏高考T12(C)(3))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球碰撞后速度分别为v1和v2由动量守恒定律知：2mv0＝2mv1＋mv2，且由题意知v2－v1v0＝1516，解得v1＝1748v0，v2＝3124v0．【答案】1748v03124v08．(2017·江苏高考T12(C)(3))甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s．甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s．求甲、乙两运动员的质量之比．【解析】动量守恒得m1v1－m2v2＝m2v′2－m1v′1解得m 1m 2＝v 2＋v ′2v 1＋v ′1，代入数据得m 1m 2＝32．【答案】 3∶29．(2016·江苏高考T 12(C)(2))已知光速为c ，普朗克常量为h ，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．【解析】光速为c ，频率为ν的光子的波长λ＝c ν，光子的动量p ＝h λ＝hνc．用该频率的光垂直照射平面镜，光被垂直反射，则光子在反射前后动量方向相反，取反射后的方向为正方向，则反射前后动量改变量Δp ＝p 2－p 1＝2hνc．【答案】 hνc2hνc●考向1 动量守恒定律的应用7．(2017·泰州三模)冰雪游乐场上一质量为M 的人站在质量为m 的冰车A 上一起运动，迎面而来一个质量也为m 的冰车B ，为了防止相撞，该人跳上冰车B ，冰车A 速度立即变为零，人和冰车B 一起以速度v 沿A 原来的方向运动，不计冰面与冰车间的摩擦，则：(1)相撞前该人和两冰车的总动量大小p 是多少？(2)若要使两冰车恰好不相撞，求该人跳到冰车B 上后冰车A 的速度大小v A ．【解析】 (1)冰车A 、B 和人组成的系统在相互作用前后满足动量守恒，则相撞前该人和两冰车的总动量 p ＝(m ＋M )v ．(2)要使两冰车恰好不相撞，该人跳到冰车B 上后冰车A 和B 的速度相同，设为v A ．取人和冰车A 原来的速度v 方向为正方向，根据动量守恒定律得(m ＋M )v ＝(2m ＋M )v A ．解得 v A ＝M ＋m2m ＋Mv ．【答案】 (1)(m ＋M )v (2)M ＋m2m ＋Mv8．(2017·南京二模)一个静止的氮核14 7N俘获一个速度为1．1×107 m/s的氦核变成B、C两个新核，设B 的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106 m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8∶1．(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小．【解析】(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得，B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则C的电荷数为1，B、C质量数之和为18．因为B的质量是C的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以C为质子；故核反应方程为：14 7N＋42He―→17 8O＋11H．(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得，m He v He＝m B v B＋m C v C4×1．1×107＝17×4×106＋v C解得v C＝－2．4×107 m/s所以C核的速度大小为2．4×107 m/s．【答案】(1)14 7N＋42He―→17 8O＋11H (2)2．4×107 m/s9．(2017·南京三模)如图155所示，两个完全相同的物体，沿同一直线运动，速度分别为v1＝3 m/s，v2＝2 m/s，它们发生碰撞后仍在同一直线运动，速度分别为v1′和v2′，求：图155(1)当v1′＝2 m/s时，v2′的大小；(2)在各种可能碰撞中，v1′的最大值．【解析】(1)由取向右为正方向，由动量守恒定律得mv1＋mv2＝mv1′＋mv2′，代入数据解得v2′＝3 m/s．(2)当两者速度相等时v1′有最大值v m，由动量守恒定律得：mv1＋mv2＝2mv m代入数据v m＝2．5 m/s．【答案】(1)3 m/s (2)2．5 m/s●考向2 动量与能量的综合应用10．(2017·徐州模拟)如图156所示，光滑的水平面上，小球A 以速率v 0撞向正前方的静止小球B ，碰后两球沿同一方向运动，且小球B 的速率是A 的4倍，已知小球A 、B 的质量别为2m 、m ．图156(1)求碰撞后A 球的速率； (2)判断该碰撞是否为弹性碰撞．【解析】 (1)设向右为正方向，以A 、B 球为系统，由动量守恒定律得：2mv 0＝2mv A ＋mv B 且v B ＝4v A 解得：v A ＝13v 0．(2)碰撞前：系统的总动能为：E k ＝12×2mv 20＝mv 20碰撞后：系统的总动能为：E k ′＝12×2mv 2A ＋12mv 2B ＝mv 20，则E k ＝E k ′，所以该碰撞是弹性碰撞．【答案】 (1)13v 0 (2)是弹性碰撞考点3| 核反应及核能的计算难度：低档题题型：选择题、填空题五年4考10．(2016·江苏高考T 12(C)(1))贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________．A ．14 6C→14 7N ＋0－1eB ．235 92U ＋10n→139 53I ＋9539Y ＋210nC ．21H ＋31H→42He ＋10nD ．42He ＋2713Al→3015P ＋10n【解题关键】天然放射性衰变是自发地放出α、β粒子的核反应，与原子核聚变、裂变及人工转变是有区别的．A [放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A选项为β衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A．]11．(2015·江苏高考T12(C)(2)(3))(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料．235 92U受一个中子轰击后裂变成144 56Ba和8936Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．(2)取质子的质量m p＝1．672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1．674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6．646 7×10－27 kg，光速c＝3．0×108 m/s．请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字) 【解题关键】解此题的三个关键：(1)核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒．(2)理解临界体积的含义．(3)应用ΔE＝Δmc2求核能时注意Δm和ΔE单位对应．【解析】(1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：235 92U＋10n―→144 56Ba＋8936Kr ＋310n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．(2)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mα结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE＝4．3×10－12 J．【答案】(1)3 大于(2)4．3×10－12 J12．(多选)(2017·江苏高考T12(C)(1))原子核的比结合能曲线如图157所示．根据该曲线，下列判断正确的有( )图157A．42He核的结合能约为14 MeVB ．42He 核比63Li 核更稳定 C ．两个21H 核结合成42He 核时释放能量D ．235 92U 核中核子的平均结合能比8936Kr 核中的大BC [A 错：42He 核有4个核子，由比结合能图线可知，42He 核的结合能约为28 MeV ．B 对：比结合能越大，原子核越稳定．C 对：两个21H 核结合成42He 核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量． D 错：由比结合能图线知，235 92U 核中核子平均结合能比8936Kr 核中的小．]13．(2014·江苏高考T 12(C)(2))氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是222 86Rn→218 84Po ＋________．已知222 86Rn 的半衰期约为3．8天，则约经过________天，16 g 的222 86Rn 衰变后还剩1 g ．【解析】根据质量数、电荷数守恒得衰变方程为222 86Ra→218 84Po ＋42He ．根据衰变规律m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，代入数值解得t ＝15．2天．【答案】42He 15．2●考向1 放射性元素的衰变11．(2017·盐城三模)氡222经过α衰变变成钋218，t ＝0时氡的质量为m 0，任意时刻氡的质量为m ，下列四幅图中正确的是( )A BC DB [每经过一个半衰期有一半质量发生衰变，则剩余质量m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T，解得m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，T 为半衰期，可知mm 0与t 成指数函数关系，故B 正确，A 、C 、D 错误．]12．(2017·南通二模)原子核的能量也是量子化的，226 89Ac 能发生β衰变产生新核226 90Th ，处于激发态的新核226 90Th 的能级图如图158所示．(1)写出226 89Ac 发生β衰变的方程；(2)发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求出波长最长γ光子的能量E ．图158【解析】 (1)由质量数与核电荷数守恒可知，核衰变反应方程为：226 89Ac→226 90Th ＋ 0－1e(2)根据C 23＝3，知探测器能接收到3条γ射线谱线．波长最长对应能级差最小 E ＝E 2－E 1＝0．0721 MeV ；【答案】 (1)226 89Ac→226 90Th ＋ 0－1e (2)3 0．072 1 MeV13．(2017·南通模拟)下列说法中正确的是( )A ．铀235裂变成氙136和锶90并放出9个中子B ．1 g 含有放射性钍的矿物质，经过1个半衰期还剩0．5 gC ．卢瑟福原子核式结构模型能解释原子光谱的不连续性D ．增加原子核内的中子个数有助于维持原子核的稳定D [发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒，铀235裂变成氙136和锶90的过程中，质量数守恒，由于中子的质量数等于1，所以中子的个数：n ＝235＋1－136－90＝10，所以可能的裂变的反应方程式为：235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010n ，故A 错误；由于经过1个半衰期，有半数发生衰变，所以1 g 含有放射性钍的矿物质，经过1个半衰期还剩0．5 g 放射性钍，但该矿物质的质量应大于0．5 g ，故B 错误；卢瑟福原子核式结构模型能解释α粒子的散射实验，不能解释原子光谱的不连续性，故C 错误；若只增加原子核内的中子，由于中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维持原子核的稳定，故D 正确．]●考向2 核反应方程及核能的计算14．(2017·南京三模)太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核是其中一种，请写出其核反应方程________；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为_______________________________________．【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒，知核反应方程为21H＋31H→42He＋10n，氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则有：该核反应中释放的核能ΔE＝4E3－2E1－3E2．【答案】21H＋31H→42He＋10n ΔE＝4E3－2E1－3E215．(2017·镇江三模)2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机．核电站中的235 92U发生裂变反应，试完成下列反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋________；已知235 92U、141 56Ba、9236Kr和中子的质量分别是m U、m Ba、m Kr、m n，该反应中一个235 92U裂变时放出的能量为________．(已知光速为c)【解析】反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋X中，根据质量数守恒，X的总的质量数为：235＋1－141－92＝3X的总的电荷数为：92－56－36＝0故X是3个中子，即为：310n；一个235 92U裂变时放出的能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2．【答案】310n (m U－m Ba－m Kr－2m n)c2。

新课标2012年物理高考专题复习碰撞与动量守恒近代物理初步教案

专题十（选修3-5）碰撞与动量守恒近代物理初步【核心要点突破】知识链接一、动量、冲量、动量守恒定律 1、动量 P=mv 方向与速度方向相同 2、冲量 I= F ·t ．方向与恒力方向一致 3、动量守恒定律的三种表达方式（1）P ＝P ′ （2）Δp 1=－Δp 2（3）m 1v l ＋m 2v 2＝m 1v /l ＋m 2v /2 二、波尔理论1、氢原子能级与轨道半径（1）能级公式：)6.13(1112eV E E n E n -== （2）半径公式：)53.0(112οA r r n r n ==（3）跃迁定则：终初E E h -=ν 三、光电效应及其方程 1、光电效应规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光必须大于这个极限频率才能产生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的强度(数目)无关，只随着入射光的频率增大而增大． (3)当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，则光电流的强度与入射光的强度成正比．(4)从光照射到产生光电流的时间不超过10—9s ，几乎是瞬时的．2、光电效应方程（1）爱因斯坦光电效应方程：E k =h γ－W(E k 是光电子的最大初动能；W 是逸出功：即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功，也称电离能 )（2）极限频率：深化整合一、动量守恒的条件及守恒定律的理解1、动量守恒定律的适用条件（1）标准条件：系统不受外力或系统所受外力之和为零．（2）近似条件：系统所受外力之和虽不为零，但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多)，可以忽略不计．（3）分量条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动．2、对守恒定律的理解(1)矢量性：对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正，相反为负．(2)瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量恒定，列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′时，等号左侧是作用前(或某一时刻)各物体的动量和，等号右侧是作用后(或另一时刻)各物体的动量和，不同时刻的动量不能相加．(3)相对性：由于动量的大小与参考系的选取有关，因此应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度．一般以地面为参考系．(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．【典例训练1】（2009·全国高考Ⅰ）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.2B.3C.4D.5【解析】选A、B.根据动量守恒和能量守恒，设碰撞后两者的动量都为p，则总动量为2p，根据p2=2mEk，以及能量的关系得，所以A、B正确二、碰撞的分类及解决办法1碰撞的分类2、碰撞过程的三个基本原则（1）动量守恒。

江苏专用版高考物理大一轮复习第六章碰撞与动量守恒题型探究课动量守恒中的力学综合问题检测.doc

题型探究课动量守恒中的力学综合问题1．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是()A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力解析：选 A.从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力．绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功．故选项A正确，选项B、C、D错误．2．(2019·淮安质检)一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a－t图象如图所示，t＝0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 N，则()A．在t＝6 s的时刻，物体的速度为18 m/sB．在0～6 s时间内，合力对物体做的功为400 JC．在0～6 s时间内，拉力对物体的冲量为36 N·sD．在t＝6 s的时刻，拉力F的功率为200 W解析：选 D.类比速度－时间图象中位移的表示方法可知，速度变化量在加速度－时间图象中由图线与坐标轴所围面积表示，在0～6 s内Δv＝18 m/s，v0＝2 m/s，则t＝6 s时的速度v＝20 m/s，A项错；由动能定理可知，0～6 s 内，合力做的功为W＝mv2－mv＝396 J，B项错；由动量定理可知，I F－F f·t ＝mv－mv0，代入已知条件解得I F＝48 N·s，C项错；由牛顿第二定律可知，6 s末F－F f＝ma，解得F＝10 N，所以拉力的功率P＝Fv＝200 W，D项对．3.(2019·江苏苏北三市模拟)光滑水平地面上有一静止的木块，子弹水平射入木块后未穿出，子弹和木块的v－t图象如图所示．已知木块质量大于子弹质量，从子弹射入木块到达稳定状态，木块动能增加了50 J，则此过程产生的内能可能是()A．10 J B．50 JC．70 J D．120 J解析：选 D.设子弹的初速度为v0，射入木块后子弹与木块共同的速度为v，木块的质量为M，子弹的质量为m，根据动量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v，解得v＝.木块获得的动能为E k＝Mv2＝＝·.系统产生的内能为Q＝mv－(M＋m)v2＝，可得Q＝E k>50 J，当Q＝70 J时，可得M∶m＝2∶5，因已知木块质量大于子弹质量，选项A、B、C错误；当Q＝120 J时，可得M∶m＝7∶5，木块质量大于子弹质量，选项D正确．4.(2017·高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是()A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变解析：选 B.摩天轮转动过程中乘客的动能不变，重力势能一直变化，故机械能一直变化，A错误；在最高点乘客具有竖直向下的向心加速度，重力大于座椅对他的支持力，B正确；摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量等于重力与周期的乘积，C错误；重力瞬时功率等于重力与速度在重力方向上的分量的乘积，而转动过程中速度在重力方向上的分量是变化的，所以重力的瞬时功率也是变化的，D错误．5．(多选)(2019·南通模拟)如图所示，现有甲、乙两滑块，质量分别为3m 和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，则()A．碰撞前总动量大小为2mvB．碰撞过程动量不守恒C．碰撞后乙的速度大小为2vD．碰撞属于弹性碰撞解析：选ACD.取向右为正方向，碰撞前总动量为3mv－mv＝2mv，A正确；碰撞过程两滑块组成的系统在水平方向不受外力，则系统动量守恒，B错误；设碰撞后乙的速度为v′，由动量守恒定律得3mv－mv＝0＋mv′，解得v′＝2v，C正确；碰撞前总动能为·3mv2＋mv2＝2mv2，碰撞后总动能为0＋m(2v)2＝2mv2，碰撞前后无机械能损失，碰撞属于弹性碰撞，D正确．6．(多选)质量为m的物体(可视为质点)套在光滑水平固定直杆上，其上拴一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端固定于距离直杆3d的O点，物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度也为v0，OA、OB与水平杆的夹角大小如图所示，弹簧始终处于弹性限度内(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．下列说法正确的是()A．从A点运动到B点的过程中，物体的速度先增大后减小B．物体在A、B两点时弹簧弹力的功率不相等C．弹簧的原长为5.5dD．物体在A点时加速度的大小为解析：选BCD.由图中的几何关系可得OA＝＝5d，OB＝＝6d，由于物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度也为v0，可知从A到B的过程中物体的动能变化量为0；在该过程中，由于杆光滑，结合动能定理可知弹簧对物体做功的和等于0，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在B点时的弹性势能，结合弹性势能的特点可知，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，且弹簧的压缩量等于后来弹簧的伸长量，即L0－5d＝6d－L0，所以弹簧的原长L0＝5.5d.物体从A向O点正下方运动的过程中弹簧继续压缩，所以弹簧对物体做负功，物体的速度减小；物体从O点的正下方向B运动的过程中弹簧伸长，先对物体做正功，物体的速度增大；当弹簧的长度大于弹簧原长后，弹簧又开始对物体做负功，物体的速度又减小．所以物体先减速，再加速，最后又减速，A错误，C正确；如图所示，分别画出A、B两点受到的弹力与速度，由公式P＝Fv cos θ可知，A、B两点F与v0之间的夹角不同，则A、B两点弹簧弹力的功率不相等，B正确；在A点，弹簧的弹力F与运动方向之间的夹角为180°－37°＝143°，则物体在A点的加速度大小a＝＝，D 正确．7．(2019·宿迁摸底)如图所示，木块A、B的质量均为m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)．让A、B以初速度v0一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，速度变为，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进．已知O、P两点间的距离为s，设炸药爆炸时释放的化学能全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：(1)木块与水平地面的动摩擦因数μ；(2)炸药爆炸时释放的化学能．解析：(1)设木块与地面间的动摩擦因数为μ，炸药爆炸释放的化学能为E0，从O滑到P，对A、B由动能定理得－μ·2mgs＝·2m－·2mv，解得μ＝.(2)在P点爆炸时，A、B动量守恒，有2m·＝mv，根据能量守恒有E0＋·2m·＝mv2，解得E0＝mv.答案：(1)(2)mv8.如图所示，用一根细线绕过光滑的定滑轮将物体A、B连接起来，离滑轮足够远的物体A置于光滑的平台上，物体C中央有小孔，物体C放在物体B 上，细线穿过物体C的小孔．U形物体D固定在地板上，物体B可以穿过D 的上口进入其内部而物体C又恰好能被挡住．物体A、B、C的质量分别为m A ＝8 kg、m B＝10 kg、m C＝2 kg，物体B、C一起从静止开始下降H1＝3 m 后，C与D发生没有能量损失的碰撞，B继续下降H2＝1.17 m后也与D发生没有能量损失的碰撞．取g＝10 m/s2.(1)求物体C与D碰撞时的速度大小；(2)求物体B与D碰撞时的速度大小；(3)求物体B、C分开后第一次碰撞前B、C的速度；(4)若物体B、C第一次碰撞后不分开，求第一次碰撞损失的机械能．解析：(1)由于平台是光滑的，物体A、B、C在滑动过程中机械能守恒，则有(m B＋m C)gH1＝(m A＋m B＋m C)v代入数据得v C＝6 m/s.(2)物体C与D碰撞后，物体A、B继续运动，满足机械能守恒，则有m B gH2＝(m A＋m B)(v－v)代入数据得v B＝7 m/s.(3)物体C与D碰撞后，物体B在继续下降过程中的加速度为a＝＝m/s2下降所用时间t1＝＝0.18 sB、C分别与D碰撞后均无机械能损失，都以原速率反弹，做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，设C反弹后经过时间t两物体相碰，则有h C＝v C t－gt2h B＝v B(t－t1)－g(t－t1)2h B＝h C＋H2联立解得t＝0.93 s所以B、C碰前的速度分别为v′B＝v B－g(t－t1)＝－0.5 m/s，负号表示方向向下v′C＝v C－gt＝－3.3 m/s，负号代表方向向下．(4)物体B、C第一次碰撞满足动量守恒m B v′B＋m C v′C＝(m B＋m C)v BC损失的机械能为ΔE＝m B v′＋m C v′－(m B＋m C)v2B C解得ΔE＝6.53 J.答案：见解析。

2012届高考热点预测备战物理：(九)碰撞与动量守恒近代物理初步(新课标地区通用)

碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟100分)1.(2011·漳州模拟)(10分)(1)人眼对绿光最敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10-34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则①人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是___________．②用这种波长的绿色光照射下列五种材料，能产生光电效应的材料有______种.(2)如图为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s 的速度向前滑行.若两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，则碰后中国队冰壶的速度为( )A.0.1 m/sB.－0.1 m/sC.0.7 m/sD.-0.7 m/s2.(2011·朝阳区模拟)(10分)(1)现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa>λb>λc.用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应．若分别用a光和c光照射该金属，则( )A．a光照射时，不能发生光电效应B．c光照射时，不能发生光电效应C．a光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大D．c光照射时，释放出的光电子的最大初动能最小(2)质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v0与之发生正碰(碰撞时间极短)．碰后A离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为L.碰后B反向运动．求B后退的距离．(已知B与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)3.(10分)(1)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( )A．0.5 m/s，向右B．0.5 m/s，向左C．1.5 m/s，向右D．1.5 m/s，向左(2)原来静止的原子核bX，发生α衰变后放出一个动能为E0的α粒a子，求：①生成的新核动能是多少？②如果衰变释放的能量全部转化为α粒子及新核的动能，释放的核能ΔE是多少？③亏损的质量Δm是多少？4.(12分)(1)如图1所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有________种．(2)质量为M＝2 kg的小平板车C静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为m A＝2 kg的物体A(可视为质点)，如图2所示，一颗质量为m B＝20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A相对车静止，求平板车最后的速度是多大？5.(12分)氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E e ＝12.89 eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个氢原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激发而跃迁到n＝4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．(已知电子的质量m e与氢原子的质量m H之比为1∶1 840)6.(14分)(1)下列说法正确的是__________.A.根据E=mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B.在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C.一群氢原子从n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子D.已知能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为2h ν0(2)如图，车厢的质量为M ，长度为L ，静止在光滑水平面上，质量为m 的木块(可看成质点)以速度v 0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度v 0/2向左运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？7.(16分)(1)浙江秦山核电站第三期工程两个60万千瓦发电机组已并网发电.发电站的核能来源于23592U 的裂变，现有以下四种说法，其中正确的是________(填入选项前的字母，有填错的不得分)A.23592U 裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小B.23592U 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：235114192192056360U n Ba Kr 3n +→++ C.23592U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短D.建造核电站时需要特别注意防止放射线和放射性物质的泄漏，以避免射线对人体的伤害和放射性物质对环境造成放射性污染(2)如图所示，木块A 的质量为m A =1 kg ，足够长的木板B 的质量为m B =4 kg ，质量为m C =2 kg 的木块C 置于木板B 上，B 足够长，水平面光滑，B 、C 之间有摩擦.现使A 以v 0=10 m/s 的初速度向右运动，与B 碰撞后以4 m/s 速度弹回.求：①B 运动过程中的最大速度.②C 运动过程中的最大速度.8.(2011·武汉模拟)(16分)(1)23892U 放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成21083Bi ，而21083Bi 可以经一次衰变变成210a X (X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 21081a Ti X ，和b 81Ti 最后都衰变变成20682 Pb ，衰变路径如图所示，则可知图中( )A ．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B ．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C ．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D ．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变(2)如图所示，质量M=0.040 kg 的靶盒A 静止在光滑水平导轨上的O 点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P 上，另一端与靶盒A 连接.Q 处有一固定的发射器B ，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v 0=50 m ／s ，质量m=0.010 kg 的弹丸，当弹丸打入靶盒A 后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力.求弹丸进入靶盒A 后，弹簧的最大弹性势能为多少？答案解析1.【解析】(1)①每个绿光光子的能量34809c 6.6310 3.010E h h J 53010⨯⨯⨯νλ⨯－－＝＝＝≈3.8×10－19 J人眼最少需每秒射入6个绿光光子才能察觉，故P ＝06E t＝6×3.8×10－19 W ≈2.3×10－18 W②发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功，E 0仅大于铯的逸出功，故只有一种．(2)选A.根据动量守恒定律，0.4 m ＝0.3 m ＋mv ，得中国队冰壶的速度v ＝0.1 m/s ，只有A 选项正确.答案：(1)①2.3×10－18 W ②1 (2)A2.【解析】(1)选A.由c νλ＝可判断a 、b 、c 三种单色光的频率关系为νa <νb < νc ，用b 光照射某种金属恰好能发生光电效应，由于光的频率大于或等于极限频率时才会产生光电效应，所以a 光照射时不能发生光电效应，c 光照射时能发生光电效应，A 选项正确，B 、C 选项均错误；光电子的初动能与频率有关，频率越大，初动能越大，c 光照射时，逸出的光电子的最大初动能最大，D 选项错误.(2)设t 为A 从离开桌面到落地经历的时间，v 表示刚碰后A 的速度，有：21h gt 2＝L vt ＝设V 为刚碰后B 的速度大小，由动量守恒定律有：mv 0＝Mv －mV设B 后退的距离为x ，由动能定理有：－μmgx ＝0－12mV 2由以上各式求得：201x v ).2g μ＝答案：(1)A(2)201v )2g μ 3.【解析】(1)选D.设碰前甲球的速度为v 1.由图象知碰前乙球的速度v 2＝2 m/s ，碰后速度v 2′＝－1 m/s ，根据动量守恒定律m 1v 1＋m 2v 2＝m 2v 2′，得碰前甲球速度v 1＝－1.5 m/s,负号表示方向向左,故D 正确.(2)①衰变方程为：b 4b 4a 2a 2X He Y →－－＋，在衰变过程中动量守恒 m αv α＝m Y v Y 又因为2k p E 2m＝，所以Y Y 00Y m E 44E E E m b 4b 4α＝＝，＝－－ ②由能量守恒知，释放的核能ΔE ＝E 0＋E Y ＝000bE 4E E b 4b 4＋＝－－ ③由质能关系ΔE ＝Δmc 2，解得02bE m .(b 4)c ∆＝－答案：(1)D (2)①04E b 4－ ②0b E b 4－ ③02bE (b 4)c － 4.【解析】(1)由E ＝E n －E 1可知E n ＝E ＋E 1＝13.06 eV －13.6 eV ＝－0.54 eV.吸收13.06 eV 能量后氢原子处于量子数n ＝5的激发态，由N ＝n(n 1)2－＝10得知可产生10种不同波长的光． (2)子弹射穿A 时，以子弹与A 组成的系统为研究对象．由动量守恒定律得m B v B ＝m A v A ′＋m B v B ′A 在小车上相对滑动，设最后速度为v ″.以A 与小车组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得m A v A ′＝(m A ＋M)v ″可得v ″＝2.5 m/s.答案：(1)10 (2)2.5 m/s5.【解析】以v e 和v H 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有：m e v e －m H v H ＝0碰撞前，氢原子与电子的总动能为：22k H H e e 11E m v m v 22＝＋联立以上两式并代入数据解得：E k ≈12.90 eV氢原子从基态跃迁到n ＝4的能级所需能量由能级图可得： ΔE ＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：E k ′＝E k －ΔE ＝12.90 eV －12.75 eV ＝0.15 eV.答案：0.15 eV6.【解析】(1)选A.根据E=mc 2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系,A 对;在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子落在的位置是不确定的,B 错;一群氢原子从n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率的光子,C 错;能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为E km =2h ν0-h ν0=hν0,D 错.(2)木块和车厢组成的系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢的速度为v ′00v mv Mv m 2='- 得03mv v ,2M'=方向向右设t 时间内木块将与后车壁相碰，则v ′t+0v t 2=L 000L 2ML t v 3mv (M 3m)v 22M==++ 答案:(1)A (2)02ML (M 3m)v + 7.【解析】(1)选B 、D.23592U 裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，但是核子数不会变化,A 错;B 项中的核反应是一种可能的裂变,B 对;半衰期与外界温度无关,C 错;核电站中有很多放射性元素,应避免放射性污染,D 对.(2)①B 碰后瞬间速度最大，由动量守恒定律得：m A v 0=m A (－v A ′)＋m B v B , 所以()A 0A B B 1104m (v v )v m /s m 4⨯++'===3.5 m/s. ②B 、C 以共同速度运动时，C 速度最大，由动量守恒定律得m B v B =(m B +m C )v C ，所以B B C B C m v 4 3.57v m /s m /s.m m 4 2 3⨯===++ 答案:(1)B 、D (2)①3.5 m/s ②73m/s8.【解析】(1)选A.在21083Bi 衰变变成210a X 的过程中质量数不变，过程①是β衰变；210a X 衰变变成20682Pb 过程中质量数减少4，过程③是α衰变；21083Bi 衰变变成b 81Ti ，核电荷数减少2，过程②是α衰变；b 81Ti 衰变变成20682Pb ，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A 正确．(2)弹丸进入靶盒A 后，弹丸与靶盒A 的共同速度设为v ，由系统动量守恒得mv 0=(m+M)v靶盒A 的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得E p =12(m+M)v 2解得()22p 0m E v 2m M =+ 代入数值得E p =2.5 J答案：(1)A (2)2.5 J。

2019高考专题强化测评精练精析专题9碰撞与动量守恒近代物理初步

2019高考专题强化测评精练精析专题9碰撞与动量守恒近代物理初步碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟 100分)1.(2012·漳州模拟)(10分)(1)人眼对绿光最敏感，正常人旳眼睛接收到波长为530 nm旳绿光时，只要每秒有6个绿光旳光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10-34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则①人眼能察觉到绿光时所接收到旳最小功率是___________．②用这种波长旳绿色光照射下列五种材料，能产生光电效应旳材料有______种.(2)如图为中国队员投掷冰壶旳镜头.在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s旳速度与对方旳静止冰壶发生正碰，碰后对方旳冰壶以0.3 m/s旳速度向前滑行.若两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，则碰后中国队冰壶旳速度为( )A.0.1 m/sB.－0.1 m/sC.0.7 m/sD.-0.7 m/s2.(2012·朝阳区模拟)(10分)(1)现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa>λb>λc.用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应．若分别用a光和c光照射该金属，则( )A．a光照射时，不能发生光电效应B．c光照射时，不能发生光电效应C．a光照射时，释放出旳光电子旳最大初动能最大D．c光照射时，释放出旳光电子旳最大初动能最小(2)质量为M旳小物块A静止在离地面高h旳水平桌面旳边缘，质量为m旳小物块B沿桌面向A 运动并以速度v0与之发生正碰(碰撞时间极短)．碰后A离开桌面，其落地点离出发点旳水平距离为L.碰后B反向运动．求B后退旳距离．(已知B与桌面间旳动摩擦因数为μ，重力加速度为g)3.(10分)(1)在光滑旳水平面上有两个在同一直线上相向运动旳小球，其中甲球旳质量m1＝2 kg，乙球旳质量m2＝1 kg，规定向右为正方向，碰撞前后乙球旳速度随时间变化情况如图所示.已知两球发生正碰后，甲球静止不动，碰撞时间极短，则碰前甲球速度旳大小和方向分别为( )A．0.5 m/s，向右B．0.5 m/s，向左C．1.5 m/s，向右D．1.5 m/s，向左(2)原来静止旳原子核bX，发生α衰变后放出一个动能为E0旳α粒子，求：a①生成旳新核动能是多少？②如果衰变释放旳能量全部转化为α粒子及新核旳动能，释放旳核能ΔE是多少？③亏损旳质量Δm是多少？4.(12分)(1)如图1所示为氢原子旳能级图．用光子能量为13.06 eV 旳光照射一群处于基态旳氢原子，可能观测到氢原子发射旳不同波长旳光有________种．(2)质量为M＝2 kg旳小平板车C静止在光滑水平面上，车旳一端静止着质量为m A＝2 kg旳物体A(可视为质点)，如图2所示，一颗质量为m B＝20 g旳子弹以600 m/s旳水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A相对车静止，求平板车最后旳速度是多大？5.(12分)氢原子旳能级示意图如图所示，现有每个电子旳动能都为E e＝12.89 eV旳电子束与处在基态旳氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个氢原子旳总动量为零．碰撞后，氢原子受激发而跃迁到n＝4旳能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子旳总动能．(已知电子旳质量m e与氢原子旳质量m H之比为1∶1840)6.(14分)(1)下列说法正确旳是__________.A.根据E=mc2可知物体所具有旳能量和它旳质量之间存在着简单旳正比关系B.在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C.一群氢原子从n=3旳激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率旳光子D.已知能使某金属发生光电效应旳极限频率为ν0，则当频率为2ν0旳单色光照射该金属时，光电子旳最大初动能为2hν0(2)如图，车厢旳质量为M，长度为L，静止在光滑水平面上，质量为m旳木块(可看成质点)以速度v0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度v0/2向左运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？7. （2012·盐城模拟）（16分）（1）核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临旳非常严峻旳问题.核泄漏中旳钚（Pu）是一种具有放射性旳超铀元素，钚旳危险性在于它对人体旳毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症旳风险.已知钚旳一种同位素23994Pu旳半衰期为24 100年，其衰变方程为23994Pu→X+42He+γ，下列有关说法正确旳是（）A.X原子核中含有143个中子B.100个23994Pu经过24 100年后一定还剩余50个C.由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程中总质量增加D.衰变发出旳γ放射线是波长很短旳光子，具有很强旳穿透能力（2）氢原子核旳光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内旳一条是处于量子数n=4旳能级氢原子跃迁到n=2旳能级发出旳，氢原子旳能级如图所示，已知普朗克常量h=6.63×10-34J ·s ，则该条谱线光子旳能量为________eV ，该条谱线光子旳频率为__________Hz.（结果保留3位有效数字）（3）已知金属铷旳极限频率为5.15×1014Hz ，现用波长为5.0×10-7m 旳一束光照射金属铷，能否使金属铷产生光电效应？若能，请算出逸出光电子旳最大初动能.（结果保留两位有效数字） 8.(2012·武汉模拟)(16分)(1)23892U放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成21083Bi，而21083Bi 可以经一次衰变变成210a X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 21081a Ti X，和b 81Ti最后都衰变变成20682 Pb，衰变路径如图所示，则可知图中( )A ．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B ．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C ．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D ．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变(2)如图所示，质量M=0.040 kg 旳靶盒A 静止在光滑水平导轨上旳O 点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P 上，另一端与靶盒A 连接.Q 处有一固定旳发射器B ，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v 0=50 m ／s ，质量m=0.010 kg 旳弹丸，当弹丸打入靶盒A 后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力.求弹丸进入靶盒A 后，弹簧旳最大弹性势能为多少？答案解析1.【解析】(1)①每个绿光光子旳能量34809c 6.6310 3.010E h h J53010⨯⨯⨯νλ⨯－－＝＝＝≈3.8×10－19J人眼最少需每秒射入6个绿光光子才能察觉，故P ＝06E t＝6×3.8×10－19W≈2.3×10－18W②发生光电效应旳条件是光子旳能量要大于金属旳逸出功，E 0仅大于铯旳逸出功，故只有一种．(2)选A.根据动量守恒定律，0.4 m ＝0.3 m ＋mv ，得中国队冰壶旳速度v ＝ 0.1 m/s ，只有A 选项正确. 答案：(1)①2.3×10－18W ②1 (2)A2.【解析】(1)选A.由c νλ＝可判断a 、b 、c 三种单色光旳频率关系为νa <νb <νc ，用b 光照射某种金属恰好能发生光电效应，由于光旳频率大于或等于极限频率时才会产生光电效应，所以a 光照射时不能发生光电效应，c 光照射时能发生光电效应，A 选项正确，B 、C 选项均错误；光电子旳初动能与频率有关，频率越大，初动能越大，c 光照射时，逸出旳光电子旳最大初动能最大，D 选项错误.(2)设t 为A 从离开桌面到落地经历旳时间，v 表示刚碰后A 旳速度，有：21h gt2＝ L vt ＝设V 为刚碰后B 旳速度大小，由动量守恒定律有： mv 0＝Mv －mV设B 后退旳距离为x ，由动能定理有：－μmgx ＝0－12mV 2由以上各式求得：201x v ).2g μ＝答案：(1) A (2)201v )2g μ3.【解析】(1)选D.设碰前甲球旳速度为v 1.由图象知碰前乙球旳速度v 2＝2 m/s ，碰后速度v 2′＝－1 m/s ，根据动量守恒定律m 1v 1＋m 2v 2＝m 2v 2′，得碰前甲球速度v 1＝－1.5 m/s,负号表示方向向左,故D 正确. (2)①衰变方程为：b4b 4a2a 2X He Y →－－＋，在衰变过程中动量守恒m αv α＝m Y v Y 又因为2k p E 2m＝，所以Y Y 00Y m E 44E E E m b 4b 4α＝＝，＝－－②由能量守恒知，释放旳核能 ΔE ＝E 0＋E Y ＝000bE 4E E b 4b 4＋＝－－ ③由质能关系ΔE ＝Δmc 2，解得2bE m .(b 4)c ∆＝－答案：(1)D (2)①04E b 4－ ②0b E b 4－ ③02bE (b 4)c － 4.【解析】(1)由E ＝E n －E 1可知E n ＝E ＋E 1＝13.06 eV －13.6 eV ＝－0.54 eV.吸收13.06 eV 能量后氢原子处于量子数n ＝5旳激发态，由N ＝n(n 1)2－＝10得知可产生10种不同波长旳光．(2)子弹射穿A 时，以子弹与A 组成旳系统为研究对象．由动量守恒定律得m B v B ＝m A v A ′＋m B v B ′ A 在小车上相对滑动，设最后速度为v ″.以A 与小车组成旳系统为研究对象，由动量守恒定律得 m A v A ′＝(m A ＋M)v ″ 可得v ″＝2.5 m/s. 答案：(1)10 (2)2.5 m/s5.【解析】以v e 和v H 表示碰撞前电子旳速率和氢原子旳速率，根据题意有： m e v e －m H v H ＝0碰撞前，氢原子与电子旳总动能为： 22k H H e e11E m v m v 22＝＋联立以上两式并代入数据解得： E k ≈12.90 eV氢原子从基态跃迁到n ＝4旳能级所需能量由能级图可得： ΔE ＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV 碰撞后，受激氢原子与电子旳总动能为： E k ′＝E k －ΔE ＝12.90 eV －12.75 eV ＝0.15 eV. 答案：0.15 eV6.【解析】(1)选A.根据E=mc 2可知物体所具有旳能量和它旳质量之间存在着正比关系,A 对;在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子落在旳位置是不确定旳,B 错;一群氢原子从n=3旳激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率旳光子,C 错;能使某金属发生光电效应旳极限频率为ν0，则当频率为2ν0旳单色光照射该金属时，光电子旳最大初动能为E km =2h ν0-h ν0=h ν0,D 错. (2)木块和车厢组成旳系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢旳速度为v ′00v mv Mv m2='- 得03mv v ,2M'=方向向右设t 时间内木块将与后车壁相碰，则 v ′t+0vt2=L000L 2MLt (M 3m)v 22M==++答案:(1)A (2)2ML (M 3m)v +7. 【解析】（1）由衰变过程中核电荷数守恒得23592X ，其中中子数为235-92=143，A 项对.半衰期对大量原子核旳衰变才有意义，B 项错.衰变过程中核子总质量减小，质量必亏损，C 项错.衰变后产生旳巨大旳能量以γ光子旳形式释放，D 项对.（2）光子旳能量E=E 4-E 2=（-0.85）-（-3.4） eV=2.55 eV.由E=h ν得191434E 2.551.610 J 6.1510h 6.6310 J s--⨯⨯ν===⨯⨯g Hz.（3）因入射光子旳频率ν=c λ得ν=6.0×1014Hz ，大于金属铷旳极限频率，故能使金属铷产生光电效应.由爱因斯坦光电效应方程 E km =h ν-W W=h ν0代入数值得E km =5.6×10-20J答案：（1）A 、D （2）2.55 6.15×1014（3）能 5.6×10-20J8.【解析】(1)选A.在21083Bi衰变变成210a X旳过程中质量数不变，过程①是β衰变；210a X衰变变成20682Pb过程中质量数减少4，过程③是α衰变；21083Bi 衰变变成b81Ti ，核电荷数减少2，过程②是α衰变；b 81Ti 衰变变成20682Pb ，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A 正确． (2)弹丸进入靶盒A 后，弹丸与靶盒A 旳共同速度设为v ，由系统动量守恒得 mv 0=(m+M)v靶盒A 旳速度减为零时，弹簧旳弹性势能最大，由系统机械能守恒得 E p =12(m+M)v 2解得()22p 0m E v 2m M =+代入数值得E p =2.5 J 答案：(1)A (2)2.5 J。

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能力梯级提升·思维高效训练1.(2011·福建高考)(1)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是____.(填选项前的字母)A.逸出功与ν有关B.E km与入射光强度成正比C.当ν<ν0时，会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关(2)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____.(填选项前的字母)A.0.6vB.0.4vC.0.3vD.0.2v2.（2010·江苏高考）(1)研究光电效应电路如图所示，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.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是____________.（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子.光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________________________________________________. （3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4 eV 和-1.51 eV ，金属钠的截止频率为5.53×1014 Hz,普朗克常量h=6.63×10-34 J ·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应.3.(2011·山东高考)(1)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天. ①碘131核的衰变方程：13153I →_______ (衰变后的元素用X 表示). ②经过____天 75%的碘131核发生了衰变.(2)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m 、12m ，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v 0、v 0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)4.(1)太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H H He x +→+.若已知21H的质量为m1,31He的质量为m2，42He的质量为m3,x的质量为m4，则下列说法中正确的是（）A.x是中子B.21H和31H在常温下就能够发生聚变C.这个反应释放的核能为ΔE=（m1+m2-m3-m4）c2D.我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的(2)质量为m B=2 kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为m A=2 kg的物体A，一颗质量为m0=0.01 kg 的子弹以v0=600 m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100 m/s,已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止.求：①物体A的最大速度v A；②平板车B的最大速度v B.5.（2011·宿迁模拟）（1）下列说法正确的有__________.A.在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较低的方向移动B.α粒子散射实验是卢瑟福猜想原子核式结构模型的实验基础C.汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构D.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,电子的动能减小,原子总能量增大（2）下列说法正确的是____________.A.光子像其他粒子一样，不但具有能量，还具有动量B.玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D.原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损（3）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：A.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B；B.调整气垫导轨，使导轨处于水平；C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；D.用刻度尺测出A的左端至C板的距离x1.E.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作. 当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2，本实验中还应测量的物理量是___________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________.6.（1）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是___________.A.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B.天然放射现象表明原子核内部有电子C.轻核聚变反应方程有：23411120H H He n →＋＋D.氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级和从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长（2）两磁铁各固定在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg ，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N 极相对.推动一下，使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s ，乙的速率为3 m/s ，方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰，则两车最近时，乙的速度为多大？答案解析1.【解析】(1)选D.金属的逸出功与入射光无关，A 错；光电子的最大初动能与入射光强度无关，B 错；当入射光的频率小于极限频率时，不能发生光电效应现象，C 错；据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关，D 对. (2)选A.由动量守恒定律得mv=mv A +2mv B ，规定A 球原方向为正方向，由题意可知v A 为负值，则2mv B >mv ，因此B 球的速度可能为0.6v ，故选A.2.【解析】（1）选C.由爱因斯坦光电效应方程E k =h ν-W 和动能定理-eUc=0-E k .可得Uc=hWeeν-，遏止电压U C 与入射光的频率有关，与光强无关.由发生光电效应规律可知，光电流与光的强度有关，光越强，光电流越强.所以选项C 正确.本题考查光电效应规律.（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，由于光电子在从金属表面逸出过程中，要受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）.所以在光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小减小.（3）氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中，放出的光子能量为E=E 3-E 2，代入数据E=1.89 eV ，金属钠的逸出功W 0=h ν0，代入数据得W 0=2.3 eV ，因为E ＜W 0，所以不能发生光电效应.答案:（1）C （2）减小光电子从金属表面逸出过程中要受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）（3）不能发生光电效应3.【解析】(1)①131131053541I X e -→+ ②由放射性元素经历一个半衰期衰变总数的一半可知，共经历了两个半衰期即16天.(2)设抛出货物的最小速度为v x ,则有：对乙船12mv 0=11mv-mv x ，对甲船20mv 0-mv x =11mv ，其中v 为后来两船同向运动的速度.由以上两式可得v x =4v 0.答案：(1)①1310541X e -+ ②16 (2) 4v 04.【解析】(1)选A 、C.核反应方程应遵循质量数守恒和电荷数守恒,故x 是中子,A对;21H 和31H 在超高温下才能够发生聚变,B 错;据爱因斯坦质能方程得释放的核能为ΔE=（m 1+m 2-m 3-m 4）c 2,C 对;我国大亚湾核电站是利用重核裂变释放的能量来发电的,D 错.(2)①子弹穿过物体A 的过程中，子弹和物体A 构成的系统动量守恒，由动量守恒定律得： m 0v 0=m 0v+m A v A 解得：v A =2.5 m/s②对物体A 和平板车B ，由动量守恒定律得：m A v A =(m A +m B )v B 解得：v B =1.25 m/s答案:(1)A 、C （2）①2.5 m/s ②1.25 m/s5.【解析】（1）选B 、D.在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较高的方向移动，A 项错误；α粒子散射实验有力地验证了卢瑟福的原子的核式结构模型的正确性，选项B 正确；汤姆生发现了电子，但并没有证明电子与正电物质之间的组合规律，选项C 错误；根据原子跃迁规律可知，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需要吸收能量，原子总能量增大，但电子的动能减小，选项D 正确.（2）选A 、B.光子像其他粒子一样既具有能量，又具有动量，选项A 正确；玻尔认为原子结构满足量子理论规律，其电子轨道及能量均具有量子化，选项B 正确；放射性物质的半衰期与物体的其他物理、化学变化无关，选项C 错误；核子在结合成原子核时放出核能，原子核的质量比组成它的核子的质量和要小，这是质量亏损，选项D 错误.（3）需要测量两滑块的速度，实验中测出了各自的运动时间只要再测量出两滑块在该时间内运动的位移，即可求出速度，从而验证动量守恒. 答案：（1）B 、D （2）A 、B （3）滑块B 的右端到挡板D 的距离x 2A 1B 212m x m x t t6.【解析】（1）选C.本题考查原子的基本结构和原子核的基本组成，核反应方程式的写法以及玻尔的氢原子能级量子化理论.卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子应该具有核式结构，故A 选项错误.天然放射现象放射出的β射线是高速运动的电子流，是由原子核中的中子变成质子后产生的，选项B 错误.写核反应方程时应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则，选项C 正确.由氢原子能级方程h ν＝E m －E n ，而ν＝cλ，则hc λ＝E m －E n ，得λ＝m nhc E E －，当氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级时，λ1＝31hc E E －，从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，λ2＝21hcE E －，E 3－E 1>E 2－E 1，所以λ1<λ2，选项D 错误.（2）设甲的速度方向为正方向，则初始状态下，甲、乙两车连同磁铁组成的系统的总动量为： p 1=m 甲v 甲+m 乙v 乙=0.5 kg ×2 m/s+1.0 kg ×（-3） m/s =-2 kg 〃m/s当两车速度相同时，二者相距最近，由动量守恒定律得： p=p 2即-2 kg 〃m/s=（0.5 kg+1.0 kg ）〃vv=-43m/s 负号表示与甲车的初速度方向相反. 答案：（1）C （2）43m/s。