高考物理二轮复习 专题突破篇 1.6.3 动量守恒定律和原子物理习题.doc

动量守恒定律和原子物理真题再现1(2013新课标全国卷)(1)一质子束入射到静止靶核al上，产生如下核反应：palxn.式中p代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核由反应式可知，新核x的质子数为_，中子数为_(2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块a和b，两者相距为d.现给a一初速度，使a与b发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为，b的质量为a的2倍，重力加速度大小为g.求a的初速度的大小答案：(1)1413(2)解析：(1)由halxn，由质量数守恒和电荷数守恒得新核的质子数为14，中子数为13.(2)设木块a的初速度为v0，运动距离d后速度为v，a、b碰后的速度分别为v1、v2，运动的距离分别为x1、x2，由于a、b发生弹性正碰的时间极短，所以碰撞前后动量守恒、动能守恒，有mavmav1mbv2mav2mavmbv联立解得v1vvv2vva、b与地面间的动摩擦因数均为，由牛顿第二定律得mgma所以a、b的加速度大小均为aga、b均做匀减速直线运动对a木块有碰前v2v2ad碰后a木块反向做匀减速运动0v2ax1对b木块有0v2ax2由题意知x1x2d联立得v将上式带入解得v0.2(2014新课标全国卷)(1)关于天然放射性，下列说法正确的是_(填正确答案标号)a所有元素都可能发生衰变b放射性元素的半衰期与外界的温度无关c放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d、和三种射线中，射线的穿透能力最强e一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线(2)如图所示，质量分别为ma、mb的两个弹性小球a、b静止在地面上方，b球距离地面的高度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球的速度恰为零已知mb3ma，重力加速度大小取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点距离地面的高度答案：(1)bcd(2)4 m/s0.75 m解析：(1)只有原子序号超过83的元素才能发生衰变，选项a错半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项b对放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项c对、三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项d对一个原子核在一次衰变中要么是衰变、要么是衰变，同时伴随射线的产生，选项e错(2)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，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有mav1mbv2mbv2mavmbvmbv22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 m3(2015全国理综)(1)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压uc与入射光的频率的关系如图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_(2)如图所示，在足够长的光滑水平面上，物体a、b、c位于同一直线上，a位于b、c之间a的质量为m，b、c的质量都为m，三者均处于静止状态现使a以某一速度向右运动，求m和m之间应满足什么条件，才能使a只与b、c各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的答案：(1)ekeb(2)(2)mmm解析：(1)根据光电效应方程ekmhw0及ekmeuc得uc，故k，b，得hek，w0eb.(2)a向右运动与c发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒设速度方向向右为正，开始时a的速度为v0，第一次碰撞后c的速度为v c1，a的速度为va1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0mva1mvc1mvm vm v联立式得va1v0vc1v0如果mm，第一次碰撞后，a与c速度同向，且a的速度小于c的速度，不可能与b发生碰撞；如果mm，第一次碰撞后，a停止，c以a碰前的速度向右运动，a不可能与b发生碰撞；所以只需考虑mm的情况第一次碰撞后，a反向运动与b发生碰撞设与b发生碰撞后，a的速度为va2，b的速度为vb1，同样有va2v a12v0根据题意，要求a只与b、c各发生一次碰撞，应有va2v c1联立式得m24mmm20解得m(2)m另一解m(2)m舍去所以，m和m应满足的条件为(2)mmm.规律探寻从近三年试题可以看出，高考对本模块的考查重点突出，且考查平稳动量方面主要以计算题的形式考查动量定理、动量守恒定律及其应用；原子物理方面主要以选择题或填空题的形式考查核反应及核能计算、氢原子的能级结构、光电效应2016年高考，动量定理、动量守恒定律及其应用仍然会以计算题形式出现，且会涉及以滑块、滑板为模型的多物体、多过程问题其他考点以选择题或填空题形式出现，主要集中在氢原子的能级结构、能级公式、原子核的组成、核反应方程、光电效应等知识点上，且很可能结合实际问题进行考查 考题预测(1)下列说法正确的是_(填正确答案标号)a玻尔原子理论将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱实验规律b原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是衰变c铀核裂变的核反应可表示为ubakrnd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e质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2，c为光速(2)如图所示，滑块a、b静止于光滑水平桌面上，b的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块c，b、c间的摩擦因数较小，为.a、b由不可伸长的理想轻绳连接，绳子处于松弛状态现在突然给c一个向右的速度v0，让c在b上滑动，当c的速度为v0时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时b的速度为v0.a、b、c的质量分别为3m、2m、m.求：从c获得速度v0开始经过多长时间绳子被伸直；拉断绳子造成的机械能损失答案：(1)abe(2)mv解析：a选项符合史实，a正确；b选项描述了衰变的实质，b正确；c选项所述方程中质量数不守恒，故c错误；光电子的最大初动能由逸出功和入射光子的频率决定，与入射光子的强度无关，d错误；e选项所述核反应方程为2h2nhe，质量亏损为m2m12m2m3，根据爱因斯坦质能方程得emc2(2m12m2m3)c2，e正确(2)物体的运动分析和受力分析如图所示设经过时间t绳子被拉直，这时c的速度为v0，对c，由动量定理有mgtmv0mv0解得t.设绳子刚拉直时b的速度为vb，对b、c系统，由动量守恒定律有mv0mv02mvb解得vbv0