【聚集高考】高三物理一轮复习 （对点训练+通关训练）专题14 选修3－5.doc

【聚集高考】2014高三物理一轮复习对点训练+通关训练：专题14选修35考点1动量守恒定律及其应用1.(多选)如图所示，a、b两物体质量之比mamb32，原来静止在平板小车c上，a、b间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则( bcd )a若a、b与平板车上表面间的动摩擦因数相同，a、b组成的系统的动量守恒b若a、b与平板车上表面间的动摩擦因数相同，a、b、c组成的系统的动量守恒c若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b组成的系统的动量守恒d若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b、c组成的系统的动量守恒解析：如果a、b与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后a、b分别相对于小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力fa向右，fb向左由于mamb32，所以fafb32，则a、b组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，a选项错对a、b、c组成的系统，a、b与c间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，b、d选项均正确若a、b所受摩擦力大小相等，则a、b组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，c选项正确2.小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动)，靶装在车上的另一端，如图所示，已知车、人、枪和靶的总质量为m(不含子弹)，子弹的质量为m，若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(空气阻力不计)，子弹打入靶中且留在靶里，则子弹射入靶后，小车获得的速度大小为( a )a0 b.c. d.3.如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人a和b，a的质量为ma，b的质量为mb，mamb.最初人和车都处于静止状态现在，两人同时由静止开始相向而行，a和b对地面的速度大小相等，则车( d )a静止不动 b左右往返运动c向右运动 d向左运动4.质量分别为m1、m2的小球在一直线上做弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移时间图像如图所示，若m11kg，m2的质量等于多少？解析：从位移时间图像上可看出：m1和m2于t2s时在位移等于8m处碰撞，碰前m2的速度为0，m1的速度v0x/t4m/s.碰撞后，m1的速度v12m/s，m2的速度v22m/s，由动量守恒定律得m1v0m1v1m2v2，m23kg.5.(2012上海)a、b两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，a质量为5kg，速度大小为10m/s，b质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为40kgm/s；两者碰撞后，a沿原方向运动，速度大小为4m/s，则b的速度大小为10m/s.考点2碰撞和反冲1.(多选)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( ab )a2 b3c4 d5解析：由动量守恒定律可知，碰后两物块的动量均为，由于碰后m的速度不可能大于m的速度，故有，可得1，由碰撞前的能量不小于碰后的能量有：mv2，可得3选项a、b正确2.(2011福建卷)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球的速度大小是( a )a0.6v b0.4vc0.3v d0.2v解析：若为弹性碰撞，有mv2mvbmvamv2(2m)vmvva、vbv若a球碰后为零，有mv2mvb，vbv.可能的速度是v0联立得1.5v2v12v2或v1v2v1.4.平直的轨道上有一节车厢，车厢以12m/s的速度做匀速直线运动，某时刻与一质量为其一半的静止的平板车挂接时，车厢顶边缘上一个小钢球向前滚出，如图所示，平板车与车厢顶高度差为1.8m，设平板车足够长，求钢球落在平板车上何处？(g取10m/s2)解析：两车挂接时，因挂接时间很短，可以为钢球速度不变，以两车为对象，碰后速度为v，由动量守恒可得：mv0(m)v解得：v2v0/38m/s挂接后钢球做平抛运动，落到平板车上所用时间为：t0.6st时间内车厢与平板车移动的距离为：s1vt4.8mt时间内钢球水平飞行的水平距离为：s2v0t7.2m则钢球距平板车左端距离为xs2s12.4m.锦囊2动量与能量结合分析方法1.如图所示，在光滑桌面上放着长木板，其长度为l1.0m，在长木板的左上端放一可视为质点的小金属块，它的质量和木板的质量相等，最初它们是静止的现让小金属块以v02.0m/s的初速度开始向右滑动，当滑动到长木板的右端时，滑块的速度为v11.0m/s，取g10m/s2，求：(1)小金属块刚滑到长木板右端时，长木板的速度大小v2及滑块与长木板间的动摩擦因数；(2)小金属块刚滑到长木板右端时经历的时间t及长木板的位移大小x.解析：(1)设小金属块和木板的质量均为m，系统动量守恒：mv0mv1mv2，系统能量守恒：mvmvmvmgl，解得：v21m/s，0.1.(2)对木板由动能定理：mgxmv，解得：x0.5m；对木板：mgma，v2at，解得：t1s.2.(多选)如图所示为a、b两物体相互作用前后的vt图线，则由图线可以判断( abd )aa、b作用前后的总动量守恒ba、b的质量之比为32ca、b作用前后总动能不相等da、b作用前后，总动能不变解析：根据图像知，因作用力大小相同，故，b对；设ma3m，mb2m，则初总动量pmavambvb3m62m120m，初总动能ekmavmbv(3m622m12)55m；末总动量pmavambvb3m22m720m，ekmava2mbvb2(3m222m72)55m，故ad对，c错3.(多选)如图所示，两物体a、b用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对a、b两物体施加等大反向的水平恒力f1、f2使a、b同时由静止开始运动，在弹簧由原长伸到最长的过程中，对a、b两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是( abd )aa、b先做变加速运动，当f1、f2和弹力相等时，a、b的速度最大；之后，a、b做变减速运动，直至速度减到零ba、b做变减速运动速度减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最大ca、b、弹簧组成的系统机械能在这一过程中是先增大后减小d因f1、f2等值反向，故a、b、弹簧组成的系统的动量守恒解析：刚开始，弹簧弹力逐渐增大，但大小小于水平恒力，合力逐渐减小，两物体均从静止做加速度逐渐减小的变加速运动；当弹簧被拉长到弹力的大小与恒力相等时，合力和加速度均减小到零，两物体的速度均达到最大；之后，弹簧继续被拉长，弹力大于水平恒力，合力方向与运动方向相反，大小逐渐增大，两物体做加速度逐渐增大的变减速运动；当弹簧被拉伸到最长时，两物体速度减为零，在此过程中，两个外力均对系统做正功，所以系统的机械能逐渐增加；此后，两物体返回，水平恒力均对物体做负功，系统的机械能逐渐减小根据以上分析，选项ab正确，c错误；弹簧上的弹力属于系统内力，水平恒力f1、f2等大反向，所以系统的合力为零，所以由a、b、弹簧组成的系统动量守恒，选项d正确4.如图所示，一辆质量m3kg的小车a静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m1kg的光滑小球b，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为ep6j，小球与小车右壁距离为l，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；(2)在整个过程中，小车移动的距离解析：(1)水平面光滑，由小车、弹簧和小球组成的系统在从弹簧解锁到小球脱离弹簧的过程中，满足动量守恒和能量守恒：mv1mv20，mvmvep，联立两式并代入数据，解得：v13m/s，v21m/s.(2)在整个过程中，系统动量守恒，所以有m1m，x1x2l，解得：x2.5.两个质量分别为m1和m2的劈a和b，高度相同，放在光滑水平面上a和b的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示一质量为m的物块位于劈a的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈b.求物块在b上能够达到的最大高度解析：设物块到达劈a的底端时，物块和a的速度大小分别为v和v，由机械能守恒和动量守恒得mghmv2m1v2m1vmv设物块在劈b上达到的最大高度为h，此时物块和b的共同速度大小为v，由机械能守恒和动量守恒得mgh(m2m)v2mv2mv(m2m)v联立得hh.6.如图所示，在光滑水平面上，有一质量为m120kg的小车，通过一根几乎不可伸长的轻绳与一节质量为m225kg的平板车厢连接质量为m315kg的小物体放在平板车厢上，物体与平板车之间的滑动摩擦因数为0.20.开始时车厢静止，绳松弛，小车以v03m/s的速度前进，设平板足够长，试求小物体m3在平板车上的位移解析：(1)第一个过程是m1、m2相互作用，两者达到共同速度v1，m1、m2组成的系统动量守恒：m1v0(m1m2)v1代入数据解得v1m/s(2)三个物体组成的系统在全过程中动量守恒，设最终三者的共同速度为v2，由系统动量守恒得m1v0(m1m2m3)v2代入数据解得v21m/s(3)第二个过程是m1、m2组成的系统与m3发生作用，这个过程中，由功和能的关系得(m1m2)v(m1m2m3)vm3gx代入数据解得x.锦囊3光电效应的理解1.(多选)对于光电效应的解释，下列选项正确的是( bd )a金属内每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能从金属表面逸出b如果入射光子的能量小于金属表面电子克服原子核的引力逸出时需做的最小功，光电效应便不能发生c发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能也就越大d由于不同金属的逸出功不同，因此，使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同2.(2011年福建卷)爱因斯坦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年的诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是( d )a逸出功与有关bekm与入射光强度成正比c0时，会逸出光电子d图中直线的斜率与普朗克常量有关解析：图线在纵轴上的截距表示逸出功，只与金属有关，图线的斜率kw/0h，选项a错误，d正确；从图可知，ekm只与有关，|e2|b两次均向低能级跃迁，且|e1|e2|c先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|e1|e2|d先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|e1|e2|3.(2012北京)一个氢原子从n3能级跃迁到n2能级，该氢原子( b )a放出光子，能量增加 b放出光子，能量减少c吸收光子，能量增加 d吸收光子，能量减少4.假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数是处在该激发态能级上的原子总数的.现在1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是( a )a2200个 b2000个c1200个 d2400个5.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( d )a吸收光子的能量为h1h2b辐射光子的能量为h1h2c吸收光子的能量为h1h2d辐射光子的能量为h2h16.一群氢原子处于量子数n4能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示，则：(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由量子数n4的能级跃迁到n2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下列中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的能量最大初动能是多大？几种金属的逸出功w金属铯钙镁钛逸出功w/ev1.92.73.74.1解析：(1)可能发射的光谱线条数与发射的频率相对应，因此有n，可得n4时发射的光子频率最多为n6种(2)由玻尔的跃迁理论可得光子的能量ee4e2(0.85)(3.40)ev2.55ev(3)e只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应根据爱因斯坦光电效应方程可得光电子的最大初动能为ekmew，代入数据解得：ekm0.65ev(或1.11019j)锦囊5原子核衰变规律分析技巧1.“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(pu)，这种钚239可由铀239(u)经过n次衰变而产生，则n为( a )a2 b239c145 d922.(2011年海南卷)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重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的衰变过程，它们分别是b和c(填入正确选项前的字母).131i和137cs原子核中的中子数分别是78和82.ax1banbx2xeecx3baedx4xep3.本题中用大写字母代表原子核e经衰变成为f，再经衰变成为g，再经衰变成为h.上述系列衰变可记为下式：efgh；另一系列衰变如下：pqrs；已知p是f的同位素，则( b )aq是g的同位素，r是h的同位素br是e的同位素，s是f的同位素cr是g的同位素，s是h的同位素dq是e的同位素，r是f的同位素解析：因为p是f的同位素，其电荷数设为z，则衰变过程可记为z2ezfz1gz1hzpz1qz2rzs显然e和r的电荷数均为z2，则e和r为同位素，q和g的电荷数均为z1，则q和g为同位素，s、p、f的电荷数都为z，则s、p、f为同位素，故b正确，a、c、d错4.图中p为放在匀强磁场中的天然放射源，其放出的射线在磁场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是( c )aa为射线、b为射线、c为射线ba为射线、b为射线、c为射线ca为射线、b为射线、c为射线da为射线、b为射线、c为射线5.(2012海南卷)一静止的u核经衰变成为th核，释放出的总动能为4.27mev.问此衰变后th核的动能为多少mev(保留1位有效数字)?解析：据题意知，此衰变的衰变方程为uthhe，根据动量守恒定律得mvamthvth式中，m和mth分别为粒子和th核的质量，v和vth分别为粒子和th核的速度的大小由题设条件知mavmthvek由式得：mthvek代入数据得，衰变后th核的动能mthv0.07ev锦囊6核反应方程及其类型判断方法1.太阳内部持续不断地发生着4个质子(h)聚变为1个氦核(he)的热核反应，核反应方程是4hhe2x，这个核反应释放出大量核能已知质子、氦核、x的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.方程中的x表示正电子e；这个核反应中质量亏损m4m1m22m3；这个核反应中释放的核能e(4m1m22m3)c2.2.(1)碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰期为8天碘131核的衰变方程：ixe(衰变后的元素用x表示)经过16天有75%的碘131核发生了衰变(2)有些核反应过程是吸收能量的例如，在xnoh中，核反应吸收的能量q(momh)(mxmn)c2.在该核反应方程中，x表示什么粒子？x粒子以动能ek轰击静止的n核，若ekq，则该核反应能否发生？请简要说明理由解析：(1)由()25%，代入数据解得t16(天)(2)根据核反应中质量数和电荷数守恒，可求x粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以粒子是he；he粒子轰击静止的n核，说明he粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，则系统剩有能量，所以这样的核反应不能发生3.核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险已知钚的