2022年高考物理专题强化测评精练精析专题碰撞与动量守恒近代物理初步新人教.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题强化测评（九）碰撞与动量守恒 近代物理初步45 分钟 100 分 1.2022 · 漳州模拟 10 分1 人眼对绿光最敏锐,正常人的眼睛接收到波长为 530 nm的绿光时,只要每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉普朗克常量为 6.63 × 10-34 J ·s,光速为 3.0 × 10 8 m/s ,就人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 _用这种波长的绿色光照耀以下五种材料,能产生光电效应的材料有 _种. 2 如图为中国队员投掷冰壶的镜头. 在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s 的速度向前滑行. 如两冰壶质量相等,规定向前运动方向为正方向,就碰后中国队冰壶的速度为 A.0.1 m/s B.0.1 m/s C.0.7 m/s D.-0.7 m/s 2.2022 · 朝阳区模拟 10 分1 现有 a、b、c 三种单色光,其波长关系为a>b>c. 用 b 光照耀某种金属时,恰好能发生光电效应如分别用a 光和 c 光照耀该金属,就 Aa 光照耀时,不能发生光电效应Bc 光照耀时,不能发生光电效应Ca 光照耀时,释放出的光电子的最大初动能最大Dc 光照耀时,释放出的光电子的最大初动能最小名师归纳总结 2 质量为 M的小物块 A 静止在离地面高h 的水平桌面的边缘,质量为m的小物块 B 沿桌面对 A 运动并以第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载速度 v 0与之发生正碰 碰撞时间极短 碰后 A离开桌面, 其落地点离动身点的水平距离为 L. 碰后 B 反向运动求 B 后退的距离 已知 B 与桌面间的动摩擦因数为 ,重力加速度为g 3.10 分1 在光滑的水平面上有两个在同始终线上相向运动的小球, 其中甲球的质量m12 kg,乙球的质量m21 kg,规定向右为正方向, 碰撞前后乙球的速度随时间变化情形如图所示 . 已知两球发生正碰后,甲球静止不动,碰撞时间极短,就碰前甲球速度的大小和方向分别为 A0.5 m/s ,向右B0.5 m/s ,向左C1.5 m/s ,向右D1.5 m/s ,向左2 原先静止的原子核b aX ,发生 衰变后放出一个动能为E0 的 粒子,求：生成的新核动能是多少？假如衰变释放的能量全部转化为 粒子及新核的动能,释放的核能 E 是多少？亏损的质量 m是多少？名师归纳总结 4.12分1 如图 1 所示为氢原子的能级图用光子能量为13.06 eV 的光照耀一群处于基态的氢原子,第 2 页,共 9 页可能观测到氢原子发射的不同波长的光有_种- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 质量为 M2 kg 的小平板车学习好资料欢迎下载mA2 kg 的物体 A可视为C静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为质点 ,如图 2 所示,一颗质量为mB 20 g 的子弹以 600 m/s 的水平速度射穿A 后,速度变为100 m/s ,最终物体A相对车静止,求平板车最终的速度是多大？5.12分氢原子的能级示意图如下列图,现有每个电子的动能都为Ee12.89 eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生迎头正碰已知碰撞前一个名师归纳总结 电子与一个氢原子的总动量为零碰撞后,氢原子受激发而跃迁到n4 的能级求碰撞后1 个电子与 1第 3 页,共 9 页个受激氢原子的总动能 已知电子的质量me与氢原 子的质量mH之比为 11 840 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6.14分1 以下说法正确选项学习好资料欢迎下载_. A. 根 据 E=mc 2 可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简洁的正比关系B. 在单缝衍射试验中,假设只让一个光子通过单缝,就该光子不行能落在暗条纹处C.一群氢原子从 n=3 的激发态向较低能级跃迁,最多可放出两种频率的光子D.已知能使某金属发生光电效应的极限频率为 0,就当频率为 2 0的单色光照耀该金属时,光电子的最大初动能为 2h 02 如图,车厢的质量为 M,长度为 L,静止在光滑水平面上,质量为m的木块 可看成质点 以速度 v0 无摩擦地在车厢底板上向右运动,木块与前车壁碰撞后以速度v0/2 向左运动, 就再经过多长时间,木块将与后车壁相碰？7. （2022· 盐城模拟）（16 分）（1）核能作为一种新能源在现代社会中已不行缺少,但安全是核电站面临的特别严肃的问题 . 核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素,钚的危急性在于它对人体的毒性,与其他放射性元素相比钚在这方面更强,一旦侵入人体,就会埋伏在人体 肺部、骨骼等组织细胞中,破坏239细胞基因,提高罹患癌症的风险 . 已知钚的一种同位素 94Pu 的半衰期为239 424 100 年,其衰变方程为 94Pu X+ 2He+ ,以下有关说法正确选项（）A.X 原子核中含有 143 个中子239B.100 个 94Pu 经过 24 100 年后肯定仍剩余 50 个C.由于衰变时释放庞大能量,依据E=mc 2,衰变过程中总质量增加D.衰变发出的 放射线是波长很短的光子,具有很强的穿透才能（2）氢原子核的光谱在可见光范畴内有四条谱线,名师归纳总结 其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n=4 的能级第 4 页,共 9 页氢原子跃迁到n=2 的能级发出的,氢原子的能级- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 如下列图,已知普朗克常量学习好资料欢迎下载h=6.63 × 10-34 J · s,就该条谱线光子的能量为_eV,该条谱线5.0 × 10-7 m的一束光照耀金属铷,能否使金属光子的频率为 _Hz. （结果保留3 位有效数字）（3）已知金属铷的极限频率为5.15 × 1014 Hz,现用波长为铷产生光电效应？如能,请算出逸出光电子的最大初动能. （结果保留两位有效数字）238 210 2108.2022 · 武汉模拟 16 分1 92U放射性衰变有多种途径,其中一种途径是先衰变成 83Bi,而 83Bi可210 b 210 b以经一次衰变变成 aX X 代表某种元素 ,也可以经一次衰变变成 81 Ti,a X 和 81Ti 最终都衰变变成20682 Pb ,衰变路径如下列图,就可知图中 A过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变B过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变C过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变D过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变2 如下列图,质量 M=0.040 kg 的靶盒 A 静止 在光滑水平导轨上的 O点,水平轻质弹簧一端拴在固定挡板 P 上,另一端与靶盒 A 连接 .Q 处有一固定的发射器 B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为 v0=50 ms,质量 m=0.010 kg 的弹丸,当弹丸打入靶盒 A 后,便留在盒内,碰撞时间极短,不计空气阻力 . 求弹丸进入靶盒 A 后,弹簧的最大弹性势能为多少？名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载答案解析1. 【解析】 1 每个绿光光子的能量E0hhc6.63 10348 3.0 10J9530 103.8 × 1019 J P6E0 6× 3.8 × 1019 W 人眼最少需每秒射入6 个绿光光子才能察觉,故t2.3 × 1018 W 发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功,E0仅大于铯的逸出功,故只有一种2 选 A. 依据动量守恒定律,0.4 m 0.3 m mv,得中国队冰壶的速度v0.1 m/s ,只有 A 选项正确 . 答案： 1 2.3 × 10 18W 1 2A 2. 【解析】 1 选 A.由c可判定 a、b、c 三种单色光的频率关系为 a< b< c,用 b 光照耀某种金属恰好能发生光电效应,由于光的频率大于或等于极限频率时才会产生光电效应,所以 a 光照耀时不能发生光电效应,c 光照耀时能发生光电效应,A 选项正确, B、 C选项均错误；光电子的初动能与频率有关,频率越大,初动能越大,c 光照耀时,逸出的光电子的最大初动能最大,D选项错误. 2 设 t 为 A 从离开桌面到落地经受的时间,v 表示刚碰后A 的速度,有：h1gt22Lvt设 V 为刚碰后 B 的速度大小,由动量守恒定律有：mv0Mv mV 名师归纳总结 设 B 后退的距离为x,由动能定理有：v 22 m/s,碰后速度 v2 1 m/s, mgx01 22 mV由以上各式求得：x1MLg2h2 v .2 gm答案： 1 A 21MLg2hv 22 gm3. 【解析】 1 选 D.设碰前甲球的速度为v 1. 由图象知碰前乙球的速度依据动量守恒定律m1v1m2v2m2v2 ,得碰前甲球速度v 1 1.5 m/s,负号表示方向向左, 故 D正确 . 第 6 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 衰变方程为：b aX4 2He学习好资料欢迎下载b4a2 Y,在衰变过程中动量守恒m v mYvY又由于Ekp2,4,EYb4E02m所以EYmY4E0mb4由能量守恒知,释放的核能 E E0 EYE0b4E0bE0bbE02.24b4由质能关系 E mc 2,解得m4c答案： 1D 24E0bE 0bbE0b4b44c4. 【解析】 1 由 EEnE1可知 EnE E113.06 eV 13.6 eV 0.54 eV. 吸取 13.06 eV 能量后氢原子处于量子数 n5 的激发态,由 Nnn110 得知可产生 10 种不同波长 的光22 子弹射穿 A 时,以子弹与 A 组成的系统为讨论对象由动量守恒定律得 mBvBmAv A mBv BA在小车上相对滑动,设最终速度为 v . 以 A 与小车组成的系统为讨论对象,由动量守恒定律得mAvA mAMv可得 v 2.5 m/s. 答案： 110 22.5 m/s 5. 【解析】 以 ve 和 v H表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率,依据题意有：mevemHvH0 碰撞前,氢原子与电子的总动能为：Ek1m v2 H1m v222e联立以上两式并代入数据解得：Ek12.90 eV 氢原子从基态跃迁到 n4 的能级所需能量由能级图可得： E 0.85 eV 13.6 eV 12.75 eV 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载碰撞后,受激氢原子与电子的总动能为：Ek Ek E12.90 eV 12.75 eV 0.15 eV. 答案： 0.15 eV 6. 【解析】 1 选 A. 依据 E=mc 2 可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系 ,A 对; 在单缝衍射实验中,假设只让一个光子通过单缝,就该光子落在的位置是不确定的 ,B 错; 一群氢原子从 n=3 的激发态向较低能级跃迁,最多可放出 3 种频率的光子 ,C 错; 能使某金属发生光电效应的极限频率为 0,就当频率为2 0 的单色光照耀该金属时,光电子的最大初动能为 Ekm=2h 0-h 0=h 0,D 错. 2 木块和车厢组成的系统动量守恒,设向右为正方向,碰后车厢的速度为 vmv 0 Mv m v 02得 v 3mv 0 , 方向向右2M设 t 时间内木块将与后车壁相碰,就vt+ v t =L 2t L 2MLv 0 3mv 0 M 3mv 02 2M答案 : 1A 2 2MLM 3mv 02357.【解析】（1）由衰变过程中核电荷数守恒得 92X,其中中子数为 235-92=143 ,A项对 . 半衰期对大量原子核的衰变才有意义,B 项错 . 衰变过程中核子总质量减小,质量必亏损,C项错 . 衰变后产生的庞大的能量以 光子的形式释放,D项对 . （2）光子的 能量 E=E4-E2=（-0.85 ）- （ -3.4 ） eV=2.55 eV. 由 E=h 得19E 2.55 1.6 1034 J6.15 10 14 Hz. h 6.63 10 J s（3）因入射光子的频率 =c得 =6.0 × 10 14 Hz ,大于金属铷的极限频率,故能使金属铷产生光电效应 . 由爱因斯坦光电效应方程Ekm=h -W 名师归纳总结 W=h0× 1014第 8 页,共 9 页代入数值得Ekm=5.6 × 10-20 J 答案：（1）A、D （2）2.55 6.15- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）能 5.6× 10-20 J 学习好资料欢迎下载8.【解析】 1 选 A.在210 83Bi 衰变变成210 aX 的过程中质量数不变,过程是 衰变；210 aX 衰变变成206 82Pb过程中质量数削减4, 过程是 衰变；210 83Bi 衰变变成b 81Ti ,核电荷数削减2,过程是 衰变；b 81Ti 衰变变成206 82Pb,核电荷数增加1,过程是 衰变,所 以选项 A 正确2 弹丸进入靶盒A后,弹丸与靶盒A的共同速度设为v,由系统动量守恒得mv0=m+Mv 靶盒 A 的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得Ep=1 2m+Mv22 v 0解得Epm2M2 m代入数值得Ep=2.5 J 答案： 1A 22.5 J 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页
