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 .pdf

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1、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.(2012 漳州模拟 )(10 分)(1) 人眼对绿光最敏感，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3.0 108 m/s ，则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射下列五种材料，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

2、. 若两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，则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.(2012 朝阳区模拟 )(10 分)(1) 现有 a、b、c 三种单色光，其波长关系为abc.用 b 光照射某种金属时，恰好能发生光电效应若分别用a光和 c 光照射该金属，则( ) Aa 光照射时，不能发生光电效应Bc 光照射时，不能发生光电效应Ca 光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大Dc 光照射时，释放出的光电子的最大初动能最小(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沿桌面向 A

3、运动并以精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习好资料欢迎下载速度 v0与之发生正碰( 碰撞时间极短) 碰后 A离开桌面， 其落地点离出发点的水平距离为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一直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况如图所示 . 已知两球发生正碰后，甲球静止不动，碰撞时间极短，则碰前甲球速度的大小和方向分别为( )

4、 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) 原来静止的原子核baX，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？如果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？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 的光照射一群处于基态的氢原子，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 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习好资料欢迎下载(2) 质量为 M 2 kg 的小平板

5、车C静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA2 kg 的物体 A(可视为质点 ) ，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 ，最后物体A相对车静止，求平板车最后的速度是多大？5.(12分)氢原子的能级示意图如图所示，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

6、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习好资料欢迎下载6.(14分)(1) 下列说法正确的是_. A.根 据 E=mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B.在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处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，则当频率为20的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为2h0(2) 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

7、 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， 则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？7. （2012盐城模拟）（16 分） （1）核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题.核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险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，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险. 已知钚的一种同位素23994Pu 的半衰期为24 100 年，其衰变方程为23994Pu X+42He+，下列有关说法正确的是（）A.X 原子核中含有14

8、3 个中子B.100 个23994Pu经过 24 100 年后一定还剩余50 个C.由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，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，具有很强的穿透能力（2）氢原子核的光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n=4 的能级氢原子跃迁到n=2 的能级发出的，氢原子的能级精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习好资料欢迎下载如图所示，已知普朗克常量h=6.63 10-34 J s，则该条谱线光子的能量为_eV，该条谱线光子的频率为_Hz. （结果保留

9、3 位有效数字）（3）已知金属铷的极限频率为5.15 1014Hz，现用波长为5.0 10-7m的一束光照射金属铷，能否使金属铷产生光电效应？若能，请算出逸出光电子的最大初动能. （结果保留两位有效数字）8.(2012 武汉模拟 )(16 分)(1)23892U放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成21083Bi，而21 083Bi可以经一次衰变变成210aX(X 代表某种元素) ，也可以经一次衰变变成b21081aTiX，和b81Ti最后都衰变变成20682 Pb，衰变路径如图所示，则可知图中( ) 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

10、 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) 如图所示，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 m s，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？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学

11、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34809c6.63 103.0 10EhhJ530 103.8 1019 J 人眼最少需每秒射入6 个绿光光子才能察觉，故P06Et 63.8 1019 W 2.3 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.根据动量守恒定律，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 (2)A 2. 【解析】 (1) 选 A.由c可判断 a、b、c 三种单色光的频率关系为ab c，用 b

12、 光照射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 光照射时不能发生光电效应，c 光照射时能发生光电效应，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 光照射时，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历的时间，v 表示刚碰后A的速度，有：21hgt2Lvt设 V为刚碰后B的速度大小，由动量守恒定律有：mv0Mv mV 设 B后退的距离为x，由动能定理有：mgx012mV2由以上各式求得：201MLgx(v ) .2 gm2h答案： (1) A (2)201MLg(v

13、 )2 gm2h3.【解析】 (1) 选 D.设碰前甲球的速度为v1. 由图象知碰前乙球的速度v22 m/s，碰后速度v2 1 m/s，根据动量守恒定律m1v1m2v2m2v2，得碰前甲球速度v1 1.5 m/s,负号表示方向向左, 故 D正确 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页学习好资料欢迎下载(2) 衰变方程为：b4b4a2a2XHeY，在衰变过程中动量守恒mvmYvY又因为2kpE2m，所以YY00YmE44EEEmb4b4，由能量守恒知，释放的核能E E0 EY000bE4EEb4b4由质能关系Emc2，

14、解得02bEm.(b4)c答案： (1)D (2)04Eb40bEb402bE(b4)c4. 【解析】 (1) 由 E EnE1可知 EnE E113.06 eV 13.6 eV 0.54 eV. 吸收 13.06 eV 能量后氢原子处于量子数n5 的激发态，由Nn(n1)210 得知可产生10 种不同波长的光(2) 子弹射穿A时，以子弹与A组成的系统为研究对象由动量守恒定律得mBvBmAvA mBvBA在小车上相对滑动，设最后速度为v. 以 A与小车组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mAvA (mAM)v可得 v 2.5 m/s. 答案： (1)10 (2)2.5 m/s 5. 【解析】

15、 以 ve和 vH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有：mevemHvH0 碰撞前，氢原子与电子的总动能为：22kHHee11Em vm v22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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页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 EkE12.90 eV 12.75 eV 0.15 eV. 答案： 0.15 eV 6.【解析】 (1) 选 A

16、.根据 E=mc2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，则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，则当频率为20的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为Ekm=2h0-h 0=h0,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v00vmvMvm2得03mvv,2M方向向右设 t 时间内木块将与后车壁相碰，则vt+0vt2 =L 000L2MLtv3mv(M3m)v22M答案 :

17、 (1)A (2)02ML(M3m)v7.【解析】（1）由衰变过程中核电荷数守恒得23592X ，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 . 衰变后产生的巨大的能量以 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191434E2.55 1.6 10 J6.15 10h6.63 10 J sgHz. （3）因入射光子的频率=c得=6.0 1014 Hz ，大于金属铷的极限频率，故能使金属铷产生光电效应. 由

18、爱因斯坦光电效应方程Ekm=h-W W= h0代入数值得Ekm=5.6 10-20 J 答案：（1）A、D （2）2.55 6.151014精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页学习好资料欢迎下载（3）能 5.610-20 J 8.【解析】 (1) 选 A.在21083Bi衰变变成210aX的过程中质量数不变，过程是 衰变；210aX衰变变成20682Pb过程中质量数减少4， 过程是 衰变；21083Bi衰变变成b81Ti，核电荷数减少2，过程是 衰变；b81Ti衰变变成20682Pb，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+M)v 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=12(m+M)v2解得22p0mEv2 mM代入数值得Ep=2.5 J 答案： (1)A (2)2.5 J 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页