高考物理精品專題復(fù)習(xí)測試：9.0碰撞與動量守恒近代物理初步

1、1.(2011·福建高考)(1)愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎.某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率的關(guān)系如圖所示，其中0為極限頻率.從圖中可以確定的是_.(填選項前的字母)A.逸出功與有關(guān)B.Ekm與入射光強度成正比C.當(dāng)<0時，會逸出光電子D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)(2)在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球碰撞后，A球的速度方向與碰撞前相反，則碰撞后B球的速度大小可能是_.(填選項前的字母)A.0.6vB.0.4vC.0.3vD.0.2v2.(2011·江蘇高考

2、)(1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是( )(2)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量_(選填“越大”或“越小”).已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為的光子被電離后，電子速度大小為_(普朗克常量為h).(3)有些核反應(yīng)過程是吸收能量的.例如，在中，核反應(yīng)吸收的能量Q(mO+mH)-(mX+mN)c2.在該核反應(yīng)方程中，X表示什么粒子？X粒子以動能Ek轟擊靜止的核，若EkQ，則該核反應(yīng)能否發(fā)生？請簡要說明理由.3.(2011·山東高考)(1)碘131核不穩(wěn)定，會發(fā)生衰

3、變，其半衰期為8天.碘131核的衰變方程：_ (衰變后的元素用X表示).經(jīng)過_天 75%的碘131核發(fā)生了衰變.(2)如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度.(不計水的阻力) 4.(2011·海南高考)(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.在泄漏的污染物中含有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

4、能分別反映131I和137Cs衰變過程，它們分別是_和_(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_和_.A. B.C. D.(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(dá)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.5.(1)置于鉛盒中的放射源發(fā)射的、和三種射線，由鉛盒的小孔

5、射出，在小孔外放一張鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強電場，射線進(jìn)入電場后，變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為_射線，射線b為_射線.(2)如圖所示，平放在水平面上的輕質(zhì)彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m1的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個質(zhì)量為m2的小球從槽h高處由靜止開始下滑，要使小球能與弧形槽發(fā)生第二次作用，m1、m2應(yīng)滿足怎樣的條件？6.(1)隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對原子、原子核的認(rèn)識，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是_.A.盧瑟福粒子散射實驗說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)

6、部有電子C.輕核聚變反應(yīng)方程有：D.氫原子從n3能級躍遷到n1能級和從n2能級躍遷到n1能級，前者躍遷輻射出的光子波長比后者的長(2)在原子核物理中，研究核子與核子關(guān)系的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”.這類反應(yīng)的前半部分過程和下述力學(xué)模型類似：兩個小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài).在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球，如圖所示，C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)合成一個整體D.在它們繼續(xù)向左運動的過程中，當(dāng)彈簧長度變到最短時，長度突然被鎖定，不再改變，然后，A球與擋板P發(fā)生碰撞，碰撞后A、D都靜止不動，A與P接觸而不粘連.過一段時間，突然解除

7、鎖定(鎖定及解除鎖定均無機(jī)械能損失).已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m.求彈簧長度剛被鎖定后A球的速度.求在A球離開擋板P之后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能.答案解析1.【解析】(1)選D.金屬的逸出功與入射光無關(guān)，A錯；光電子的最大初動能與入射光強度無關(guān)，B錯；當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C錯；據(jù)光電效應(yīng)方程可知圖象的斜率與普朗克常量有關(guān)，D對.(2)選A.由動量守恒定律得mv=mvA+2mvB，規(guī)定A球原方向為正方向，由題意可知vA為負(fù)值，則2mvB>mv，因此B球的速度可能為0.6v，故選A.2.【解析】(1)隨著溫度的升高，輻射強度增加，輻射強度的極大值向

8、著波長較短的方向移動，A對.(2)根據(jù)玻爾理論，氫原子中電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子能量越大，根據(jù)能量守恒定律知道：h+E1=mv2所以電子速度為：v= (3)根據(jù)核反應(yīng)的規(guī)律即質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，X的電荷數(shù)是2，質(zhì)量數(shù)是4，X表示因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒，所以不能發(fā)生.答案：(1)A (2)越大 (3) 不能發(fā)生，因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒.3.【解析】(1) 由放射性元素經(jīng)歷一個半衰期衰變總數(shù)的一半可知，共經(jīng)歷了兩個半衰期即16天.(2)設(shè)拋出貨物的最小速度為vx,則有：對乙船12mv0=11mv-mvx，對甲船20mv0-mvx=11mv，其中v為后來兩船同向運動的速度.由

9、以上兩式可得vx=4v0.答案：(1) 16 (2) 4v04.【解析】(1)根據(jù)衰變過程電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，可知X1是X2是X3是X4是所以能分別反映衰變過程的分別是B、C.原子核中的中子數(shù)是131-53=78，原子核中的中子數(shù)是137-55=82.(2)(i)木塊向左滑到最高點時，系統(tǒng)有共同速度v，由動量守恒：mv0=(m+2m)v mv02-(m+2m)v2=fL+mgh聯(lián)立兩式解得：f=(ii)整個過程，由功能關(guān)系得：mv02-(m+2m)v2=fx木塊最后距a點的距離s=2L-x聯(lián)立解得：s=2L-答案：(1)B C 78 82(2)(i) (ii)2L-5.【解析】(1)射線a

10、沿原來方向行進(jìn)，說明a射線不帶電,為射線;由于射線無法穿過鋁箔,射線b為射線.(2)設(shè)弧形槽與小球第一次分離后的速度大小分別為v1和v2，弧形槽和小球在水平方向滿足動量守恒m1v1=m2v2.小球與彈簧發(fā)生作用后以原速率返回，要使小球和弧形槽發(fā)生第二次作用,則滿足v1v2，所以弧形槽和小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1m2.答案：(1) (2)m1m26.【解析】(1)選C.本題考查原子的基本結(jié)構(gòu)和原子核的基本組成，核反應(yīng)方程式的寫法以及玻爾的氫原子能級量子化理論.盧瑟福的粒子散射實驗說明了原子應(yīng)該具有核式結(jié)構(gòu)，故A選項錯誤.天然放射現(xiàn)象放射出的射線是高速運動的電子流，是由原子核中的中子變成質(zhì)子后產(chǎn)生的，選項B錯誤.寫核反應(yīng)方程時應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的原則，選項C正確.由氫原子能級方程hEmEn，而則EmEn，得當(dāng)氫原子從n3能級躍遷到n1能級時，1從n2能級躍遷到n1能級時，2E3E1>E2E1，所以1<2，選項D錯誤.(2)設(shè)C球與B球結(jié)合成D時，D的速度為v1，由動量守恒有：mv0=2mv1 當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，D、A速度相等，設(shè)此時速度為v2，由動量守恒有2mv1=3mv2 由兩式解得v2=v0設(shè)彈簧長度被鎖定之后，貯存在彈簧中的彈性勢能為Ep，由能量守恒有撞擊P后，A與D的動能都變?yōu)榱?，解除鎖定后，當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)到自然長度時，勢能全部轉(zhuǎn)變?yōu)镈的動能，此