全國卷物理3答案

1、 全國卷物理3-5真題 參考答案與試題解析一選擇題（共5小題）1（2015黑龍江模擬）在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學(xué)實驗起到了非常重要的作用下列說法符合歷史事實的是（）A密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值B貝克勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙（P0）和鐳（Ra）兩種新元素D盧瑟福通過a粒子散射實驗，證實了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子E湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成，并測出了該粒子的比荷【分析】本題是物理學(xué)史問題，根據(jù)密立根、貝克勒爾、居里夫婦、盧瑟福、湯姆孫等人對物理學(xué)發(fā)展的貢獻進行解答【

2、解答】解：A、密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值e1.6×1019C，故A正確；B、貝克勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究，證明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，粒子散射實驗說明原子中存在原子核，故B錯誤；C、居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙（P0）和鐳（Ra）兩種新元素，故C正確；D、盧瑟福通過粒子散射實驗，證實了原子是由原子核和核外電子組成的，而不能說明原子核內(nèi)存在質(zhì)子，故D錯誤；E、湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成，并測出該粒子的比荷，故E正確故選：ACE【點評】解決本題的關(guān)鍵是掌握原子物理學(xué)史，記牢著名科學(xué)家的物理學(xué)成就2（2014海南）在光電效

3、應(yīng)實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應(yīng)對于這兩個過程，下列四個物理過程中，一定不同的是（）A遏止電壓B飽和光電流C光電子的最大初動能D逸出功【分析】同一束光的光子能量相同，不同的金屬，逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0判斷光電子最大初動能的大小【解答】解：同一束光照射不同的金屬，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金屬，逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一束光照射，光中的光子數(shù)目相等，所以飽和光電流是相同的故選：ACD【點評】解決本題的關(guān)鍵知道不同的金屬逸出功不同，以及掌握光電效應(yīng)方程Ekm=hvW03（201

4、4山東模擬）關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是（）A原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C銫原子核（Cs）的結(jié)合能小于鉛原子核（Pb）的結(jié)合能D比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定E自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能【分析】比結(jié)合能：原子核結(jié)合能對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，平均對每個核子所要添加的能量用于表示原子核結(jié)合松緊程度 結(jié)合能：兩個或幾個自由狀態(tài)的粒子結(jié)合在一起時釋放的能量自由原子結(jié)合為分子時放出的能量叫做化學(xué)結(jié)合能，分散的核子組成原子核

5、時放出的能量叫做原子核結(jié)合能【解答】解：A、原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A正確；B、一重原子核衰變成粒子和另一原子核，要釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能，故B正確；C、銫原子核與原子核都是中等質(zhì)量的原子核，銫原子核（Cs）的比結(jié)合能比鉛原子核（Pb）的比結(jié)合能略大，而鉛原子核中的核子數(shù)比銫原子核的核子數(shù)多一半，所以銫原子核（Cs）的結(jié)合能一定小于鉛原子核（Pb）的結(jié)合能，故C正確；D、比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，D錯誤；E、自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，E錯誤；故選：ABC【點評】本題考查了結(jié)合能和比結(jié)合能的

6、區(qū)別，注意兩個概念的聯(lián)系和應(yīng)用4（2013海南）原子核Th具有天然放射性，它經(jīng)過若干次衰變和衰變后會變成新的原子核下列原子核中，有三種是Th衰變過程中可以產(chǎn)生的，它們是（）APbBPbCPoDRaERa【分析】經(jīng)過衰變后，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，經(jīng)過衰變后，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)多1【解答】解：A、Pb與原子核Th相比，質(zhì)量數(shù)少28，知經(jīng)歷了7次衰變，電荷數(shù)少8，知經(jīng)歷了6次衰變故A正確B、因為衰變質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)量數(shù)變化由衰變產(chǎn)生，則質(zhì)量數(shù)從232不可能變?yōu)?03故B錯誤C、Po與原子核Th相比，質(zhì)量數(shù)少16知經(jīng)歷了4次衰變，電荷數(shù)少6，知經(jīng)歷了2次衰變故C正確D、Ra與原子核Th相比，質(zhì)量數(shù)少8

7、，知經(jīng)歷了2次衰變，電荷數(shù)少2，知經(jīng)歷了2次衰變故D正確E、Ra與原子核Th相比，質(zhì)量數(shù)少6，不是4的倍數(shù)故E錯誤故選ACD【點評】解決本題的關(guān)鍵知道衰變、衰變實質(zhì)，抓住電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒分析5（2012海南）（模塊35）產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是 （）A對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān)B對于同種金屬，Ek與照射光的波長成正比C對于同種金屬，Ek與照射光的時間成正比D對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系E對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0進行分析【解答】解：A、光電子的最大初

8、動能與入射光的強度無關(guān)故A正確B、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0=，對于同種金屬，逸出功相同，知最大初動能與入射光的波長不成正比故B錯誤C、最大初動能與照射光的時間無關(guān)故C錯誤D、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0知，同種金屬，逸出功相等，則最大初動能與入射光的頻率成線性關(guān)系故D正確E、對于不同的金屬，逸出功不同，若照射光的頻率不變，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0知，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系故E正確故選ADE【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0，知道最大初動能與入射光的強度和照射時間無關(guān)二填空題（共6小題）6（2016廣東模擬）在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Ue與

9、入射光的頻率v的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為ek，所用材料的逸出功表示為eb【分析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK=hW去分析圖象中所包含的對解題有用的物理信息，圖象與縱軸和橫軸交點分別表示普朗克常量和金屬的極限頻率【解答】解：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK=hW，任何一種金屬的逸出功W一定，說明EK隨頻率f的變化而變化，且是線性關(guān)系（與y=ax+b類似），直線的斜率等于普朗克恒量，由于：EK=eUe所以：eUe=hW，由圖可得Ue=k+（b）其中b表示直線在y軸上的截距，整理得：h=ek；EK=hfW，EK=0時有h0W=0，所以逸出

10、功W=eb故答案為：ek，eb【點評】本題考查了愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK=hW，注意將有關(guān)的物理知識和數(shù)學(xué)的圖線聯(lián)系起來，培養(yǎng)用數(shù)學(xué)知識解決物理物體7（2015海南）氫原子基態(tài)的能量為E1=13.6eV大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為0.96E1，頻率最小的光子的能量為0.31eV（保留2位有效數(shù)字），這些光子可具有10種不同的頻率【分析】能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，根據(jù)能級差的大小求出輻射的最小和最大光子能量，從而判斷哪個能級間躍遷輻射的光子頻率最大，波長最短【解答】解：氫原子基態(tài)的能量為E1=13.6eV大量氫原子處于某一激發(fā)

11、態(tài)由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為0.96E1，即躍遷到最高能級能量E=0.04E1=0.544eV，即處在n=5能級；頻率最小的光子的能量為E=0.544eV（0.85eV）=0.31eV，根據(jù)=10，所以這些光子可具有10種不同的頻率故答案為：0.31；10【點評】解決本題的關(guān)鍵知道能級間躍遷滿足的規(guī)律，能級差越大，輻射的光子能量越大，光子頻率越大，波長越小8（2015濟南二模）一質(zhì)子束入射到能止靶核AI上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)：P+AIX+n式中p代表質(zhì)子，n代表中子，X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核由反應(yīng)式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為14，中子數(shù)為13【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒

12、，得出新核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)【解答】解：質(zhì)子的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，中子的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，X的質(zhì)子數(shù)為1+130=14，質(zhì)量數(shù)為1+271=27因為質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，則新核的中子數(shù)為2714=13故答案為：14 13【點評】解決本題的關(guān)鍵知道在核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，以及知道常見粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)9（2014吉安二模）選修35氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：H+HHe+x，式中x是某種粒子已知：HH、He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/

13、c2，c是真空中的光速由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是中子，該反應(yīng)釋放出的能量為17.6MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【分析】由核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可以判斷出x粒子是哪種粒子；先求出質(zhì)量虧損，然后由質(zhì)能方程可以求出釋放的能量【解答】解：由核電荷數(shù)守恒可知，x粒子的核電荷數(shù)為：1+12=0，由質(zhì)量數(shù)守恒可知，x粒子的質(zhì)量數(shù)為：2+34=1，則x粒子是或中子；核反應(yīng)過程中釋放的能量為E=mc2=17.6MeV；故答案為：中子；17.6【點評】應(yīng)用核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒、質(zhì)能方程是正確解題的關(guān)鍵10（2015克拉瑪依校級模擬）在光電效應(yīng)實驗中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為0，該金屬的逸出功為若用波長

14、為（0）的單色光做該實驗，則其遏止電壓為已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h【分析】逸出功W0=hc，根據(jù)該公式求出金屬逸出功的大小根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合Ekm=eU求出遏止電壓的大小【解答】解：金屬的逸出功根據(jù)光電效應(yīng)方程知：，又Ekm=eU，則遏止電壓U=故答案為：，【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及掌握最大初動能與遏止電壓的關(guān)系11（2008海南）某考古隊發(fā)現(xiàn)一古生物骸骨考古專家根據(jù)骸骨中的含量推斷出了該生物死亡的年代已知此骸骨中的含量為活著的生物體中的，的半衰期為5730年該生物死亡時距今約11460年【分析】此骸骨中的含量為活著的生物體中的，說明正好經(jīng)

15、過兩個半衰期時間【解答】解：該核剩下，說明正好經(jīng)過兩個半衰期時間，故該生物死亡時距今約2×5730年=11460年 （11460或1.0×1041.2×104均可）故答案為：11460【點評】該題考查半衰期的相關(guān)計算，可以根據(jù)質(zhì)量關(guān)系：來計算該題中質(zhì)量關(guān)系，故非常簡單，可以列出公式，也可以不列出公式三解答題（共16小題）12（2016棗莊校級模擬）如圖，在足夠長的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A點位于B、C之間，A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使A以某一速度向右運動，求m和M之間應(yīng)滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞

16、設(shè)物體間的碰撞都是彈性的【分析】該題中A與C的碰撞過程以及A與B的碰撞的過程都是彈性碰撞，將動量守恒定律與機械能守恒定律相結(jié)合即可正確解答【解答】解：A向右運動與C發(fā)生碰撞的過程中系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒，選取向右為正方向，設(shè)開始時A的速度為v0，第一次與C碰撞后C的速度為vC1，A的速度為vA1由動量守恒定律、機械能守恒定律得：mv0=mvA1+MvC1 聯(lián)立得： 可知，只有mM時，A才能被反向彈回，才可能與B發(fā)生碰撞A與B碰撞后B的速度為vB1，A的速度為vA2由動量守恒定律、機械能守恒定律，同理可得：= 根據(jù)題意要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，應(yīng)有：vA2vC1 聯(lián)立得：m2+4mMM

17、20解得：，（另一解：舍去）所以m與M之間的關(guān)系應(yīng)滿足：答：m和M之間應(yīng)滿足，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞【點評】本題考查了水平方向的動量守恒定律問題，分析清楚物體運動過程、應(yīng)用動量守恒定律、能量守恒定律即可正確解題13（2015海南）運動的原子核X放出粒子后變成靜止的原子核Y已知X、Y和粒子的質(zhì)量分別是M、m1和m2，真空中的光速為c，粒子的速度遠小于光速求反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動能之差以及粒子的動能【分析】反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動能之差等于產(chǎn)生的核能，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解應(yīng)用動量守恒和能量守恒定律，列式求解衰變后的各自動能【解答】解：由于反應(yīng)后存在質(zhì)量虧損，所以反應(yīng)前后總動能之差等于質(zhì)量虧

18、損而釋放的核能，則根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得Ek=（Mm1m2）c2；反應(yīng)過程中三個粒子組成的系統(tǒng)動量守恒，則有 Mvx=m2v ；聯(lián)立解得粒子的動能 =（Mm1m2）c2；答：反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動能之差為（Mm1m2）c2，粒子的動能為（Mm1m2）c2【點評】本題考查了原子核的衰變，要掌握在核反應(yīng)過程中，遵循兩大守恒：動量守恒和能量守恒，并能靈活運用14（2014春海倫市校級期末）利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可

19、以記錄遮光片通過光電門的時間 實驗測得滑塊A質(zhì)量m1=0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用的交流電的頻率為f=50Hz將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計時器顯示的時間為tB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示若實驗允許的相對誤差絕對值（|×100%）最大為5%，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程【分析】根據(jù)圖示紙帶求出滑塊的速度，然后求出碰撞前后的動量，根據(jù)題目要求判斷動量是否守恒【解答】解：打點計時器的打點時間間隔t=0.02s，由圖

20、（b）所示紙帶可知，碰撞前A的速度：vA=2m/s，碰撞后A的速度vA=0.97m/s，碰撞后B的速度：vB=2.86m/s，碰撞前后系統(tǒng)總動量分別為：p=m1vA=0.31×2=0.62kgm/s，p=m1vA+m2vB=0.31×0.97+0.108×2.860.61kgm/s，絕對誤差：|×100%=|×100%1.6%5%，由此可知，在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律答：在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律，證明過程如上所述【點評】本題考查了驗證動量守恒定律實驗，由紙帶求出滑塊速度是正確解題的關(guān)鍵、應(yīng)用動量計算公式即可正確解題15（2014海南）

21、一靜止原子核發(fā)生衰變，生成一粒子及一新核，粒子垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，其運動軌跡是半徑為R的圓已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q；新核的質(zhì)量為M；光在真空中的速度大小為c求衰變前原子核的質(zhì)量【分析】根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中洛倫茲力提供向心力，求得粒子的速度，再結(jié)合動量守恒定律和質(zhì)能方程即可求得衰變前原子核的質(zhì)量【解答】解：設(shè)衰變產(chǎn)生的粒子的速度大小為v，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：設(shè)衰變后新核的速度大小為V，衰變前后動量守恒，有：0=MVmv設(shè)衰變前原子核質(zhì)量為M0，衰變前后能量守恒，有：以上三式解得：答：衰變前原子核的質(zhì)量為【點評】該題將帶電粒子在磁場中的圓周運動與動量守恒定律

22、和質(zhì)能方程結(jié)合在一起，要理清它們之間的關(guān)系，確定要使用的公式16（2015湖南模擬）如圖，光滑水平直軌道上有三個質(zhì)量均為m的物塊A、B、C B的左側(cè)固定一輕彈簧（彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計）設(shè)A以速度v0朝B運動，壓縮彈簧；當A、B速度相等時，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運動假設(shè)B和C碰撞過程時間極短求從A開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中（1）整個系統(tǒng)損失的機械能；（2）彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能【分析】（1）A、B接觸的過程中動量守恒，根據(jù)動量守恒定律求出當AB速度相同時的速度大小，B與C接觸的瞬間，B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，求出碰撞瞬間BC的速度，根據(jù)能量守恒求出整個系統(tǒng)損失的機械

23、能（2）當整個系統(tǒng)速度相同時，彈簧壓縮到最短，根據(jù)動量守恒定律，求出三者共同的速度，A、B、C損失的機械能一部分轉(zhuǎn)化為B、C碰撞產(chǎn)生的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，根據(jù)能量守恒求出彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能【解答】解：（1）對A、B接觸的過程中，由動量守恒定律得，mv0=2mv1，解得B與C接觸的瞬間，B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，有：解得系統(tǒng)損失的機械能為=（2）當A、B、C速度相同時，彈簧的彈性勢能最大根據(jù)動量守恒定律得，mv0=3mv解得v=根據(jù)能量守恒定律得，彈簧的最大彈性勢能=答：（1）整個系統(tǒng)損失的機械能為（2）彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能為【點評】本題綜合考查了動量守恒定律和能

24、量守恒定律，綜合性較強，關(guān)鍵合理地選擇研究的系統(tǒng)，運用動量守恒進行求解17（2014和平區(qū)三模）在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊A和B，兩者相距為d現(xiàn)給A一初速度，使A與B發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短當兩木塊都停止運動后，相距仍然為d已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為，B的質(zhì)量為A的2倍，重力加速度大小為g求A的初速度的大小【分析】碰撞過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，結(jié)合動量守恒定律和動能定理，抓住停止時相距的距離，表示出出碰撞后的A、B的速度，結(jié)合能量守恒定律求解【解答】解：設(shè)在發(fā)生碰撞前的瞬間，木塊A的速度大小為v；在碰撞后的瞬間，A和B的速度分別為v1和v2在碰撞過程中，由能量守恒定律

25、和動量守恒定律得mv2=mv12+2mv22，mv=mv1+2mv2，式中，以碰撞前木塊A的速度方向為正聯(lián)立解得：v1=v2設(shè)碰撞后A和B運動的距離分別為d1和d2，由動能定理得 mgd1=mv12 （2m）gd2=2mv22按題意有：d=d2+d1設(shè)A的初速度大小為v0，由動能定理得mgd=mv2mv02聯(lián)立解得：答：A的初速度的大小是【點評】本題綜合考查了動量守恒定律、動能定理、能量守恒定律，綜合性較強，對學(xué)生的能力要求較高，需加強這方面的訓(xùn)練18（2013海南）如圖，光滑水平面上有三個物塊A、B和C，它們具有相同的質(zhì)量，且位于同一直線上開始時，三個物塊均靜止，先讓A以一定速度與B碰撞，碰

26、后它們粘在一起，然后又一起與C碰撞并粘在一起，求前后兩次碰撞中損失的動能之比【分析】碰撞過程遵守動量守恒定律，由動量守恒定律求出每次碰撞后共同體的速度，動能的損失為碰撞前的動能與碰撞后動能之差【解答】解：設(shè)每個物體的質(zhì)量為m，A的初速度為v0取向右方向為正方向第一次碰撞過程中，系統(tǒng)的動量守恒，則有 mv02mv1=0，得v1=，動能的損失為Ek1=第二次碰撞過程中，系統(tǒng)的動量守恒，則有 2mv13mv2=0，得v2=，動能的損失為Ek2=故前后兩次碰撞中損失的動能之比Ek1：Ek2=3：1答：前后兩次碰撞中損失的動能之比為3：1【點評】本題關(guān)鍵要掌握碰撞過程的基本規(guī)律：系統(tǒng)的動量守恒進行分析和

27、計算19（2012瓊山區(qū)校級模擬）選修35如圖，小球a、b用等長細線懸掛于同一固定點O讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細線水平從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動，此后細線與豎直方向之間的最大偏角為60°忽略空氣阻力，求（i）兩球a、b的質(zhì)量之比；（ii）兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比【分析】（1）b球下擺過程中，只有重力做功，由動能定理可以求出碰前b球的速度；碰撞過程中動量守恒，由動量守恒定律列方程，兩球向左擺動過程中，機械能守恒，由機械能守恒定律或動能定理列方程，解方程組可以求出兩球質(zhì)量之比（2）求出碰撞過程中機械能的損失，求出碰前b求的動能，然后求

28、出能量之比【解答】解：（1）b球下擺過程中，由動能定理得：m2gL=m2v020，碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律可得：m2v0=（m1+m2）v，兩球向左擺動過程中，由機械能守恒定律得：（m1+m2）v2=（m1+m2）gL（1cos），解得：=（1）：1=（1）：1（2）兩球碰撞過程中損失是機械能：Q=m2gL（m1+m2）gL（1cos），碰前b球的最大動能Eb=m2v02，=【1（1cos）】：1=（1）：1答：（i）兩球a、b的質(zhì)量之比為（1）：1（ii）兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比為（1）：1【點評】小球小下擺或上擺過程中機械能守恒，碰撞過程中動量守恒，由

29、動能定理（或機械能守恒定律）、動量守恒定律即可正確解題20（2012海南）一靜止的U核經(jīng)衰變成為Th，釋放出的總動能為4.27MeV問此衰變后Th核的動能為多少MeV（保留1位有效數(shù)字）？【分析】選擇正確的研究對象根據(jù)動量守恒定律列出等式解決問題根據(jù)能量守恒列出等式求解問題【解答】解：據(jù)題意知，U核經(jīng)衰變成為Th，根據(jù)卻是守恒定律得0=MThvThMv 式中，M和MTh分別為粒子和Th核的質(zhì)量，v和vTh分別為粒子和Th核的速度的大小由題設(shè)條件知EK=Mv2+MThvTh2 = 由式得，衰變后Th核的動能MThvTh2=0.07MeV答：衰變后Th核的動能為0.07MeV【點評】解決問題首先要

30、清楚研究對象的運動過程我們要清楚運動過程中能量的轉(zhuǎn)化，以便從能量守恒角度解決問題把動量守恒和能量守恒結(jié)合起來列出等式求解是常見的問題21（2015克拉瑪依校級模擬）如圖，A、B、C三個木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個整體現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運動，與B相碰并粘合在一起以后細線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離已知離開彈簧后C的速度恰好為v0求彈簧釋放的勢能【分析】A與B、C碰撞過程中動量守恒，由動量守恒定律可以求出碰后三者的共同速度

31、；線斷開，AB與C分離過程中動量守恒，由動量守恒定律可以列方程；在彈簧彈開過程中，系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律可以列方程，解方程即可求出彈簧的彈性勢能【解答】解：（1）設(shè)碰后A、B和C的共同速度的大小為v，由動量守恒定律得：mv0=3mv，設(shè)C離開彈簧時，A、B的速度大小為v1，由動量守恒得3mv=2mv1+mv0，解得：v1=0； （2）設(shè)彈簧的彈性勢能為EP，從細線斷開到C與彈簧分開的過程中機械能守恒，有（3m）v2+EP=（2m）v12+mv02，解得：EP=mv02 ；答：彈簧釋放的勢能為mv02【點評】分析清楚物體運動過程，熟練應(yīng)用動量守恒定律、能量守恒定律即可正確解題22（20

32、11海南）（1）2011年3月11日，日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故在泄露的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射在下列四個式子中，有兩個能分別反映131I和137Cs衰變過程，它們分別是B和C（填入正確選項前的字母）131I和137Cs原子核中的中子數(shù)分別是78和82AX156137Ba+01nBX254131Xe+10eCX356137Ba+10eDX454131Xe+11p（2）一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長

33、度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點向左運動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達a點前與物體P相對靜止重力加速度為g求：（i）木塊在ab段受到的摩擦力f；（ii）木塊最后距a點的距離s【分析】（1）根據(jù)放射性元素原子核衰變的本質(zhì)和質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)守恒規(guī)律得到正確答案（2）欲求摩擦力f，首先根據(jù)動量守恒得到最后共同速度然后根據(jù)能量守恒定律得到摩擦力做的功，從而求出摩擦力f和 木塊最后距a點的距離s【解答】解：（1）原子核的衰變有2種，即衰變、衰變其中衰變產(chǎn)生離子，衰變產(chǎn)生離子即電子只有B、C是衰變反應(yīng)， 并且產(chǎn)生的是電子即屬于衰變，正確選項 B和C；再由

34、質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可以得出131I原子核中的中子數(shù)為：13153=78；137Cs原子核中的中子數(shù)為；13755=82（2）（i）設(shè)木塊和物體P共同速度為v，兩物體從開始到第一次到達共同速度過程由動量和能量守恒得：mv0=（m+2m）v由得：（ii）設(shè)木塊最后離a端距離s，木塊返回與物體P第二次達到共同速度與第一次相同（動量守恒）全過程能量守恒得：由得：答：（1）由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可以得出正確選項 B和C；中子數(shù)為78和82 （2）木塊在ab段受到的摩擦力，木塊最后距a點的距離【點評】本題（1）考查了核衰變的本質(zhì)和規(guī)律（2）考查了動量守恒和能量守恒定律關(guān)鍵是正確寫出動量守恒和能量守恒的方

35、程是一道中檔次題23（2010湖南）（1）用頻率為v0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為v1、v2、v3的三條譜線，且v3v2v1，則B（填入正確選項前的字母）Av0v1 Bv3=v2+v1 Cv0=v1+v2+v3 D.（2）如圖所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一豎直的墻重物質(zhì)量為木板質(zhì)量的2倍，重物與木板間的動摩擦因數(shù)為使木板與重物以共同的速度v0向右運動，某時刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短求木板從第一次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間設(shè)木板足夠長，重物始終在木板上重力加速度為g【分析】（1）、根據(jù)波爾理論的第二個內(nèi)容躍遷的知識解

36、答，原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，會輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩定態(tài)的能量差決定即：hv=EmEn，可知有h3=h1+h2（2）、從木板第一次與墻碰撞到第二次碰撞，要分為兩個過程，一是從第一次碰撞到重物與木板具有共同速度時二是從具有共同速度到第二次與墻碰撞第一個過程應(yīng)用動量守恒和動量定理可求出第一過程所經(jīng)歷的時間t1，第二個過程是勻速直線運動的過程，由運動學(xué)公式求出第二過程所用的時間【解答】解：（1）、當用頻率為0的光照射處于基態(tài)的氫原子時，由所發(fā)射的光譜中僅能觀測到三種頻率的譜線可知，這三種頻率的光子應(yīng)是氫原子從第3能級向低能級躍遷過程中所輻射的，由能量特點可知，3=1+2

37、，選項B正確選項ACD錯誤故答案為B（2）、第一次與墻碰撞后，木板的速度反向，大小不變，此后木板向左做勻減速運動，重物向右做勻減速運動，最后木板和重物達到共同的速度v設(shè)木板的質(zhì)量為m，重物的質(zhì)量為2m，取向右為動量的正向，由動量守恒得：2mv0mv0=3mv設(shè)從第一次與墻碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的時間為t1，對木板應(yīng)用動量定理得：2mgt1=mvm（v0）設(shè)重物與木板有相對運動時的加速度為a，由牛頓第二定律得：2mg=ma在達到共同速度v時，木板離墻的距離l為：開始向右做勻速運動到第二次與墻碰撞的時間為：從第一次碰撞到第二次碰撞所經(jīng)過的時間為：t=t1+t2由以上各式得答：木板從第一

38、次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間為【點評】（1）在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的各狀態(tài)對應(yīng)的能量也是不連續(xù)的從一個較高的能及躍遷到一個較低的能級，就會釋放一個一定能量的光子光子的能量是這兩個定態(tài)能量的差值（2）對于“板塊模型”，對相互作用過程的板、塊系統(tǒng)，可運用動量守恒定律列式然后隔離板、塊，若涉及相互作用時間，可對其分別運用動量定理或牛頓第二定律及勻變速直線運動規(guī)律列式；若不涉及時間只涉及位移（路程），可對其分別運用動能定理列式24（2010海南）（1）能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子這一能 Ei稱為氫的電離能現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電

39、子，該電子在遠離核以后速度的大小為（用光子頻率、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示）（2）在核反應(yīng)堆中，常用減速劑使快中子減速假設(shè)減速劑的原子核質(zhì)量是中子的k倍中子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正碰設(shè)每次碰撞前原子核可認為是靜止的，求N次碰撞后中子速率與原速率之比【分析】（1）題中電子遠離原子核的過程中要克服原子核對電子的庫侖力引力所做的功，而氫原子吸收光子后能量增多，增多的能量一方面克服引力做功，另一方面轉(zhuǎn)化為電離后的電子的動能，故本題利用能量守恒可以解得（2）題考查彈性正碰的性質(zhì)：動量守恒和動能守恒，無論多少次碰撞都滿足這個關(guān)系【解答】解：（1）由題意可知氫的電離能實際上等

40、于電子從基態(tài)向外躍遷直到電離的過程中克服核的引力所做的功，頻率為的光子的能量為h，故用該光子照射處于基態(tài)的氫原子時氫原子獲得的能量為h，要使處于基態(tài)的氫原子剛好電離，則在該電子遠離核的過程中核的引力對電子所做的功為E1，由能量守恒得，故電子遠離核以后的速度為（2）設(shè)中子和作減速劑的物質(zhì)的原子核A的質(zhì)量分別為mn和mA，碰撞前中子速度為vn，碰撞后速度分別為vn和vA，由于發(fā)生彈性正碰，故碰撞前后水平向動量守恒，故有mnvn=mnvn+mAvA由于發(fā)生彈性正碰，故碰撞過程中動能守恒，可得由題設(shè)知mA=kmn經(jīng)1次碰撞后中子速率與原速率之比為同理可得經(jīng)N次碰撞后，中子速率與原速率之比為【點評】（1

41、）題目難度較大，需要理解能量轉(zhuǎn)化的方向，這是解題的關(guān)鍵（2）考查彈性碰撞的特點，唯一增加的難度是多次碰撞，但只要把握住一點：無論多少次正碰，都滿足動量守恒和動能守恒，這樣題目便迎刃而解25（2009寧夏）物理選修35（1）關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是A（填入選項前的字母，有填錯的不得分）A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出逸出功越小 D入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少（2）兩個質(zhì)量分別為M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上A和B的傾斜面都是光滑曲面，

42、曲面下端與水平相切，如圖所示一質(zhì)量為m的物體塊位于劈A的傾斜面上，距水平面的高度為h物塊從靜止開始滑下，然后又滑上劈B求物塊在B上能夠達到的是大高度【分析】（1）金屬材料逸出功W=hc，與極限頻率成正比發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知最大初動能與入射光頻率的關(guān)系（2）物塊從A上下滑過程中，物塊與A組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒，根據(jù)兩大守恒定律求出物塊滑離A后速度的大小物塊滑上B的過程中，當兩個物體的速度相同時，物塊在B上上升到最大高度，由物塊和B組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量也守恒，即可求得物塊在B上能夠達到的最大高度【解答】解：（1）A、根據(jù)W

43、=hc知，極限頻率越大的金屬材料逸出功越大故A正確B、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與入射光照射的時間無關(guān)故B錯誤C、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hW知，光電子的最大初動能與入射光的頻率和逸出功兩個因素有關(guān)，光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出逸出功不一定越小，也可能是因為入射光的頻率高的緣故故C錯誤D、光的強度影響的是單位時間發(fā)出光電子數(shù)目，與入射光的強度無關(guān)故D錯誤故選A（2）設(shè)物塊到達劈A的底端時，物塊和A的速度大小分別為v和V，由機械能守恒和動量守恒得mgh=mv2+ M1Vmv=0 解得，v=設(shè)物塊在劈B上達到的最大高度為H，此時物塊和B的共同速度大小為V'，對物塊與B組成的系統(tǒng)，由機械能守恒和水平方向動量守恒得 mgH+=mv2 mv=（M2+m）V'聯(lián)立得 H=故答案為：（1）A（2）物塊在B上能夠達到的是大高度為