优化方案（浙江专用）高考物理二轮复习 第一部分 专题六 自选模块 第2讲 碰撞与动量守恒近代物理初步课时演练知能提升.doc

碰撞与动量守恒近代物理初步1(1)(2015高考浙江自选模块)以下说法正确的是(单选)()a所有原子核中的质子数和中子数都相等b在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒c氢原子从高能级向低能级跃迁时能辐射出射线d只要光照射金属电极的时间足够长，就能发生光电效应(2)如图所示，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的速度大小和方向解析：(1)有些原子核中质子数与中子数相等，但大部分原子核内的质子数与中子数并不相等，故选项a错误在核反应中，质量数守恒，电荷数也守恒，选项b正确氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，并不辐射射线，故选项c错误如果照射光的频率低于该金属的极限频率，无论照射时间多长，都不能发生光电效应，选项d错误(2)根据动量守恒定律，(mamb)v0mavambvb，代入数值解得vb0.02 m/s，离开空间站方向答案：(1)b(2)0.02 m/s离开空间站的方向2(1)以下有关近代物理内容的若干叙述不正确的是(单选)()a紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大b比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定c根据玻尔理论，一个氢原子由n4能级跃迁到较低能级时，最多能释放3种不同频率的光子d14c是放射性同位素，能够自发地进行衰变，在考古中可利用14c的含量测定古生物年代(2)如图所示，在光滑的水平面上有两个物块a、b，质量分别为ma3 kg，mb6 kg，它们之间由一根不可伸长的轻绳相连，开始时绳子完全松弛，两物块紧靠在一起现用3 n的水平恒力f拉b，使b先运动，当轻绳瞬间绷直后再拉a、b共同前进，在b总共前进0.75 m时，两物块共同向前运动的速度为 m/s，求连接两物块的绳长l.解析：(1)紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，选项a错误比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项b正确根据玻尔理论，当一个氢原子从n4能级向低能级跃迁时，最多放出3种不同频率的光子，分别是n4跃迁到n3，n3跃迁到n2，n2跃迁到n1所释放的光子，选项c正确自然界中含有少量的14c，14c具有放射性，能够自发地进行衰变，其半衰期恒定，因此在考古中可利用14c来测定年代，选项d正确(2)当b前进距离l时，由动能定理flmbv ，得vb，此后a、b以共同速度运动，由动量守恒mbvb(mamb)vab，然后a、b一起匀加速运动，由牛顿第二定律和运动学公式，可得：vv2x，x0.75l，解得：l0.25 m.答案：(1)a(2)0.25 m3.(2015杭州模拟)(1)氢原子的能级图如图所示有一群处于n4能级的氢原子，若原子从n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：这群氢原子发出的光中共有_种频率的光能使该金属产生光电效应；从n4向n1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为_ev.(2)如图所示，质量为2m的小滑块p和质量为m的小滑块q都可看做质点，与轻质弹簧相连的q静止在光滑水平面上p以某一初速度v向q运动并与弹簧发生碰撞，求：弹簧的弹性势能最大时，p、q的速度大小；弹簧的最大弹性势能解析：(1)n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，e4e22.55 ev，所以该金属逸出功w02.55 ev.氢原子跃迁时，共发出6种频率的光，光子能量分别为e2e110.2 ev，e3e112.09 ev，e4e112.75 ev，e4e30.66 ev，e4e22.55 ev，e3e21.89 ev，其中大于或等于2.55 ev的有4种n4向n1跃迁时发出的光子能量为12.75 ev，根据光电效应方程hekw0，可得ek10.2 ev.(2)当弹簧的弹性势能最大时，p、q速度相等，设为v1，由动量守恒定律：2mv0(2mm)v1解得：v1v .设弹簧的最大弹性势能为em，由能量守恒定律得：2mv2(2mm)vem解得：emmv2.答案：(1)410.2(2)均为vmv24(1)某光电管的阴极k用截止频率为0的金属钠制成，光电管阳极a和阴极k之间的正向电压为u，普朗克常量为h，电子的电荷量为e.用频率为的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是_；若在光电管阳极a和阴极k之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为_(2)1928年，德国物理学家玻特用粒子(he)轰击轻金属铍(be)时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线查德威克对该粒子进行研究，进而发现了新的粒子中子写出粒子轰击轻金属铍的核反应方程；若中子以速度v0再与一质量为mn的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理可知euekm(hh0)，即ekmeuhh0；在光电管阳极a和阴极k之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为u.(2)behe6cn.由动量守恒得mv0mv1mnv2mmn.答案：(1)euhh0(2)behe6cnmn5(1)关于天然放射性，下列说法正确的是(单选)()a所有元素都有可能发生衰变b放射性元素的半衰期与外界的温度有关c放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线(2)如图，质量分别为ma、mb的两个弹性小球a、b静止在地面上方，b球距地面的高度h0.8 m，a球在b球的正上方先将b球释放，经过一段时间后再将a球释放当a球下落t0.3 s时，刚好与b球在地面上方的p点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间a球的速度恰好为零已知mb3ma，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：b球第一次到达地面时的速度；p点距离地面的高度解析：(1)自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项a错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项b错误、c正确；原子核发生衰变时，不能同时发生和衰变，射线伴随这两种衰变产生，故选项d错误(2)由于两球碰撞时间极短，并且没有能量损失，所以在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后总动能相等，分别列方程求解设b球第一次到达地面时的速度大小为vb，由运动学公式有vb将h0.8 m代入上式，得vb4 m/s.设两球相碰前后，a球的速度大小分别为v1和v1(v10)，b球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可得v1gt由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相撞前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下的方向为正，有mav1mbv2mbv2mavmbvmbv设b球与地面相碰后的速度大小为vb，由运动学及碰撞的规律可得vbvb设p点距地面的高度为h，由运动学规律可得h联立式，并代入已知条件可得h0.75 m.答案：(1)c(2)4 m/s0.75 m6.(1)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系下列关于原子结构和核反应的说法不正确的是(单选)()a由图可知，原子核a裂变成原子核b和c时会有质量亏损，要放出核能b已知原子核a裂变成原子核b和c时放出的射线能使某金属板逸出光电子，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大c在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度d在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏(2)质量分别为m11 kg，m23 kg的小车a和b静止在水平面上，小车a的右端水平连接一根轻弹簧，小车b以水平向左的初速度v0向a驶来，与轻弹簧相碰之后，小车a获得的最大速度为v6 m/s，如果不计摩擦，也不计相互作用过程中机械能损失，求：小车b的初速度v0；a和b相互作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能解析：(1)a裂变成b、c，放出能量，a对；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，b错；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，c对；修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏，d对(2)由题意可得，当a、b相互作用弹簧恢复到原长时a的速度达到最大，设此时b的速度为v2，由动量守恒定律可得：m2v0m1vm2v2相互作用前后系统的总动能不变：m2vm1v2m2v解得：v04 m/s.第一次弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，设此时a、b有相同的速度v，根据动量守恒定律有：m2v0(m1m2)v此时弹簧的弹性势能最大，等于系统动能的减少量：em2v(m1m2)v2解得e6 j.答案：(1)b(2)4 m/s6 j7(1)(2015浙北三校联考)下列说法正确的是(单选)()a根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小b放射性物质的温度升高，则半衰期减小c某放射性原子核经过2次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个d根据玻尔理论，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，同时电子的动能减小，电势能增大(2)如图所示，光滑的杆mn水平固定，物块a穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，a通过长度为l的轻质细绳与物块b相连，a、b质量均为m且可视为质点一质量也为m的子弹水平射入物块b后未穿出，若杆足够长，此后运动过程中绳子偏离竖直方向的最大夹角为60.求子弹刚要射入物块b时的速度大小解析：(1)根据玻尔理论，原子轨道是量子化的，是不连续的，a错；放射性物质的半衰期由其本身决定，与外界环境无关，b错；据衰变和衰变的实质，2次衰变放出2个he，一次衰变放出一个e，可知c正确；据玻尔理论，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，由高能级到低能级，电势能减小，动能增大，d错误(2)子弹射入物块b的过程，子弹和物块b组成的系统水平方向动量守恒，则mv02mv1子弹开始射入物块b到绳子偏离竖直方向夹角最大的过程，系统水平方向动量守恒mv03mv2据能量关系可得：2mgl(1cos 60)2mv3mv解得：v02 .答案：(1)c(2)28(2014高考江苏卷)(1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73 1014 hz 和5.441014 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(单选)()a波长b频率c能量 d动量(2)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 1516.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