2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（二十）專題六 選考模塊 第三講 碰撞與動量守恒 近代物理初步.doc

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1(xx全國卷) (1)在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖1所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_。2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（二十）專題六 選考模塊 第三講 碰撞與動量守恒 近代物理初步(2)如圖2，在足夠長的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A位于B、C之間。A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使A以某一速度向右運動，求m和M之間應(yīng)滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設(shè)物體間的碰撞都是彈性的。圖22(xx山東高考)(1)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減小?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是_。(雙選，填正確答案標號)a該古木的年代距今約5 700年b12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)c14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線d增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變(2)如圖3，三個質(zhì)量相同的滑塊A、B、C，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上。現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0，一段時間后A與B發(fā)生碰撞，碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運動，B再與C發(fā)生碰撞，碰后B、C粘在一起向右運動?；瑝KA、B與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值。兩次碰撞時間均極短。求B、C碰后瞬間共同速度的大小。圖33(xx全國卷)(1)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是_。A電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)(2)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運動，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進入粗糙路段。兩者的位置x隨時間t變化的圖像如圖4所示。求：圖4()滑塊a、b的質(zhì)量之比；()整個運動過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比。4(1)下列說法正確的是_。A比結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定B黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)C放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)D大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子(2)用頻率均為但強度不同的甲、乙兩種光做光電效應(yīng)實驗，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖5所示，由圖可知，_(選填“甲”或“乙”)光的強度大。已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0，則光電子的最大初動能為_。圖5(3)1926年美國波士頓的內(nèi)科醫(yī)生盧姆加特等首次應(yīng)用放射性氡研究人體動、靜脈血管床之間的循環(huán)時間，被譽為“臨床核醫(yī)學(xué)之父”。氡的放射性同位素有27種，其中最常用的是Rn。Rn經(jīng)過m次衰變和n次衰變后變成穩(wěn)定的Pb。求m、n的值；一個靜止的氡核(Rn)放出一個粒子后變成釙核(Po)。已知釙核的速率v1106 m/s，求粒子的速率。5(xx鄭州高三檢測)(1)關(guān)于近代物理學(xué)，下列說法正確的是_。A射線、射線和射線是三種波長不同的電磁波B一群處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出6種不同頻率的光C重核裂變過程生成中等質(zhì)量的核，反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)量一定減少D10個放射性元素的原子核在經(jīng)一個半衰期后，一定有5個原子核發(fā)生衰變E光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的實驗都表明光具有粒子性(2)如圖6所示，質(zhì)量為m245 g的物塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為M0.5 kg 的木板左端，足夠長的木板靜止在光滑水平面上，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.4。質(zhì)量為m05 g的子彈以速度v0300 m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(時間極短)，g取10 m/s2。子彈射入后，求：圖6()物塊相對木板滑行的時間；()物塊相對木板滑行的位移。6(xx淄博一模)(1)已知氘核的比結(jié)合能是1.09 Mev，氚核的比結(jié)合能是2.78 Mev；氦核的比結(jié)合能是7.03 Mev。在某次核反應(yīng)中，1個氘核和1個氚核結(jié)合生成1個氦核，則下列說法中正確的是_。(雙選，填正確答案標號)A這是一個裂變反應(yīng)B核反應(yīng)方程式為HHHenC核反應(yīng)過程中釋放的核能是17.6 MevD目前核電站都采用上述核反應(yīng)發(fā)電(2)如圖7所示，AOB是光滑水平軌道，BC是半徑為R的光滑的固定圓弧軌道，兩軌道恰好相切于B點。質(zhì)量為M的小木塊靜止在O點，一顆質(zhì)量為m的子彈以某一初速度水平向右射入小木塊內(nèi)，并留在其中和小木塊一起運動，且恰能到達圓弧軌道的最高點C(木塊和子彈均看成質(zhì)點)。圖7求子彈射入木塊前的速度。若每當(dāng)小木塊返回到O點或停止在O點時，立即有一顆相同的子彈射入小木塊，并留在其中，則當(dāng)?shù)?顆子彈射入小木塊后，小木塊沿圓弧軌道能上升的最大高度為多少？答 案1解析：(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0及EkmeUc得Uc，故k，b，得hek，W0eb。(2)A向右運動與C發(fā)生第一次碰撞，碰撞過程中，系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒。設(shè)速度方向向右為正，開始時A的速度為v0，第一次碰撞后C的速度為vC1，A的速度為vA1。由動量守恒定律和機械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mv02mvA12MvC12聯(lián)立式得vA1 v0vC1 v0如果mM，第一次碰撞后，A與C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能與B發(fā)生碰撞；如果mM，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右運動，A不可能與B發(fā)生碰撞；所以只需考慮mM的情況。第一次碰撞后，A反向運動與B發(fā)生碰撞。設(shè)與B發(fā)生碰撞后，A的速度為vA2，B的速度為vB1，同樣有vA2 vA12v0根據(jù)題意，要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，應(yīng)有vA2vC1聯(lián)立式得m24mMM 20解得m(2)M另一解m(2)M舍去。所以，m和M應(yīng)滿足的條件為(2)MmM。答案：(1)ekeb(2)(2)MmM2解析：(1)古木樣品中14C的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約5 700年，選項a正確。同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項b錯誤。14C的衰變方程為 146C 147N10e，所以此衰變過程放出射線，選項c正確。放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關(guān)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，選項d錯誤。(2)設(shè)滑塊質(zhì)量為m，A與B碰撞前A的速度為vA，由題意知，碰撞后A的速度vAv0，B的速度vBv0，由動量守恒定律得mvAmvAmvB設(shè)碰撞前A克服軌道阻力所做的功為WA，由功能關(guān)系得WAmv02mvA2設(shè)B與C碰撞前B的速度為vB，B克服軌道阻力所做的功為WB，由功能關(guān)系得WBmvB2mvB2據(jù)題意可知WAWB設(shè)B、C碰撞后瞬間共同速度的大小為v，由動量守恒定律得mvB2mv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vv0。答案：(1)ac(2)v03解析：(1)電子束具有波動性，通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，選項A正確。射線在云室中高速運動時，徑跡又細又直，表現(xiàn)出粒子性，選項B錯誤。人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出波動性，選項C正確。電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動性，選項D正確。光電效應(yīng)實驗，體現(xiàn)的是波的粒子性，選項E錯誤。(2)()設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2。由題給圖像得v12 m/sv21 m/sa、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v。由題給圖像得v m/s由動量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v聯(lián)立式得m1m218()由能量守恒得，兩滑塊因碰撞而損失的機械能為Em1v12m2v22(m1m2)v2由圖像可知，兩滑塊最后停止運動。由動能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為W(m1m2)v2聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得WE12。答案：(1)ACD(2)()18()124解析：(1)由原子核結(jié)合能曲線圖可知：比結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定，A正確；無論是否考慮能量量子化，我們都發(fā)現(xiàn)黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)，B正確；放射性元素的半衰期與本身原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外界因素?zé)o關(guān)，所以C的敘述錯誤；大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生N6種不同頻率的光子，D錯誤。(2)根據(jù)光的強度與電流成正比，由圖就可知道：甲的光的強度大；由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得：hEmW0EmhW0。(3)4m222206，m486822mn，n4由動量守恒定律得：mvmPov0v5.45107 m/s。答案：(1)AB(2)甲hW0(3)445.45107 m/s5解析：(1)射線是電磁波，而射線、射線不是電磁波，故A錯誤；根據(jù)數(shù)學(xué)組合C426，故B正確；核子結(jié)合成原子核時一定有質(zhì)量虧損，釋放出能量，故C正確；半衰期是大量原子核顯現(xiàn)出來的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核沒有意義，故D錯誤；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光具有粒子性，故E正確。(2)()子彈打入木塊過程，由動量守恒定律得：m0v0(m0m)v1木塊在木板上滑動過程，由動量守恒定律得：(m0m)v1(m0mM)v2對子彈木塊整體，由動量定理得：(m0m)gt(m0m)(v2v1)聯(lián)立解得物體相對小車的滑行時間：t1 s。()子彈射入木塊后，由子彈木塊和木板組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律得：(m0m)gd(m0m)v12(m0mM)v22聯(lián)立解得：d3 m。答案：(1)BCE(2)()1 s()3 m6解析：(1)1個氘核和1個氚核結(jié)合生成1個氦核，這是聚變反應(yīng)，故A錯誤；1個氘核和1個氚核結(jié)合生成1個氦核，根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒知同時有一個中子生成，反應(yīng)方程為HHHen，故B正確；根據(jù)質(zhì)能方程Emc2，得一次聚變釋放出的能量：EE2E17.034 MeV(2.7831.092)MeV17.6 MeV，故C正確；目前核電站都采用核裂變發(fā)電，故D錯誤。 (2)第一顆子彈射入木塊的過程，系統(tǒng)動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0(mM)v1系統(tǒng)由O到C的運動過程中機械能守恒，由機械能守恒定律得：(mM)v12(mM)gR由以上兩式解得：v0。由動量守恒定律可知，第2、4、6顆子彈射入木塊時，木塊的速度為0，第1、3、5顆子彈射入后，木塊運動。當(dāng)?shù)?顆子彈射入木塊時，以子彈初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0(9mM)v9設(shè)此后木塊沿圓弧上升的最大高度為H，由機械能守恒得：(9mM)v92(9mM)gH由以上各式可得：H2R。答案：(1)BC(2) 2R