二轮复习1-6-3动量守恒定律和原子物理提能演练

1、真题再现真题再现1(2013新课标全国卷新课标全国卷)(1)一质子束入射到静止靶核一质子束入射到静止靶核2713Al 上上，产生如下核反应：产生如下核反应：p2713AlXn.式中式中 p 代表质子代表质子，n 代表中子代表中子，X 代表核反应产生的新核代表核反应产生的新核由反由反应式可知，新核应式可知，新核 X 的质子数为的质子数为_，中子数为，中子数为_(2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和和 B， 两者相距为两者相距为 d.现给现给 A 一初速度，使一初速度，使 A 与与 B 发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都

2、停止运动后块都停止运动后， 相距仍然为相距仍然为 d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为均为，B 的质量为的质量为 A 的的 2 倍倍，重力加速度大小为重力加速度大小为 g.求求 A 的初速度的的初速度的大小大小答案：答案：(1)1413(2)285gd解析：解析：(1)由由11H2713Al2714X10n，由质量数守恒和电荷数守恒得，由质量数守恒和电荷数守恒得新核的质子数为新核的质子数为 14，中子数为，中子数为 13.(2)设木块设木块 A 的初速度为的初速度为 v0，运动距离运动距离 d 后速度为后速度为 v，A、B 碰后碰后的速度分别为的速度分别为

3、v1、v2，运动的距离分别为运动的距离分别为 x1、x2，由于由于 A、B 发生弹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，有性正碰的时间极短，所以碰撞前后动量守恒、动能守恒，有 mAvmAv1mBv212mAv212mAv2112mBv22联立解得联立解得 v1mAmBmAmBv13vv22mAmAmBv23vA、B 与地面间的动摩擦因数均为与地面间的动摩擦因数均为，由牛顿第二定律得，由牛顿第二定律得mgma所以所以 A、B 的加速度大小均为的加速度大小均为 agA、B 均做匀减速直线运动均做匀减速直线运动对对 A 木块有碰前木块有碰前 v2v202ad碰后碰后 A 木块反向做

4、匀减速运动木块反向做匀减速运动 0v212ax1对对 B 木块有木块有 0v222ax2由题意知由题意知 x1x2d联立得联立得 v185gd将上式带入将上式带入解得解得 v0285gd.2(2014新课标全国卷新课标全国卷)(1)关于天然放射性关于天然放射性，下列说法正确的下列说法正确的是是_(填正确答案标号填正确答案标号)A所有元素都可能发生衰变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放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和和三种射线中，三种射线中，射线的穿透能力最强射线的穿透能力最

5、强E一个原子核在一次衰变中可同时放出一个原子核在一次衰变中可同时放出、和和三种射线三种射线(2)如图所示如图所示，质量分别为质量分别为 mA、mB的两个弹性小球的两个弹性小球 A、B 静止在静止在地面上方地面上方，B 球距离地面的高度球距离地面的高度 h0.8 m，A 球在球在 B 球的正上方球的正上方先先将将 B 球释放，经过一段时间后再将球释放，经过一段时间后再将 A 球释放当球释放当 A 球下落球下落 t0.3 s时，刚好与时，刚好与 B 球在地面上方的球在地面上方的 P 点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间间 A 球的速度恰为零球的速度恰为零 已已知知 mB3mA

6、， 重力加速度大小重力加速度大小取取 g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：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；球第一次到达地面时的速度；P 点距离地面的高度点距离地面的高度答案：答案：(1)BCD(2)4 m/s0.75 m解析：解析：(1)只有原子序号超过只有原子序号超过 83 的元素才能发生衰变，选项的元素才能发生衰变，选项 A错错 半衰期由原子核内部的结构决定半衰期由原子核内部的结构决定， 与外界温度无关与外界温度无关， 选项选项 B 对对 放放射性来自于原子核内部射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关与其形成的化合物无关，选项选项 C 对

7、对、三种射线中，三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项射线能量最高，穿透能力最强，选项 D 对一个原对一个原子核在一次衰变中要么是子核在一次衰变中要么是衰变、要么是衰变、要么是衰变，同时伴随衰变，同时伴随射线的产射线的产生，选项生，选项 E 错错(2)设设 B 球第一次到达地面时的速度大小为球第一次到达地面时的速度大小为 vB，由运动学公式由运动学公式有有 vB 2gh将将 h0.8 m 代入上式，得代入上式，得 vB4 m/s.设两球相碰前后设两球相碰前后， A 球的速度大小分别为球的速度大小分别为 v1和和 v1(v10)，B 球的速度分别为球的速度分别为 v2和和 v2.由运动学规

8、律可得由运动学规律可得v1gt由于碰撞时间极短由于碰撞时间极短， 重力的作用可以忽略重力的作用可以忽略， 两球相碰前后的动量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，有守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有mAv1mBv2mBv212mAv2112mBv2212mBv22设设 B 球与地面相碰后的速度大小为球与地面相碰后的速度大小为 vB，由运动学及碰撞的规，由运动学及碰撞的规律可得律可得 vBvB设设 P 点距地面的高度为点距地面的高度为 h，由运动学规律可得，由运动学规律可得hvB2v222g联立联立式，并代入已知条件可得式，并代入已知条件可得h0.75 m3(20

9、15全国理综全国理综)(1)在某次光电效应实验中在某次光电效应实验中，得到的遏止电得到的遏止电压压 Uc 与入射光的频率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的关系如图所示若该直线的斜率和截距分别别为为k和和b， 电子电荷量的绝对值电子电荷量的绝对值为为e， 则普朗克常量可表示为则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为所用材料的逸出功可表示为_(2)如图所示如图所示，在足够长的光滑水平面上在足够长的光滑水平面上，物体物体 A、B、C 位于同位于同一直线上一直线上，A 位于位于 B、C 之间之间A 的质量为的质量为 m，B、C 的质量都为的质量都为 M，三者均处于静止状态三者

10、均处于静止状态现使现使 A 以某一速度向右运动以某一速度向右运动，求求 m 和和 M 之间之间应满足什么条件应满足什么条件，才能使才能使 A 只与只与 B、C 各发生一次碰撞各发生一次碰撞设物体间的设物体间的碰撞都是弹性的碰撞都是弹性的答案：答案：(1)ekeb(2)( 52)MmM解析解析： (1)根据光电效应方根据光电效应方程程EkmhW0及及EkmeUc得得UcheW0e，故，故hek，bW0e，得，得 hek，W0eb.(2)A 向右运动与向右运动与 C 发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量发生第一次碰撞，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，开始时守恒、机械能守

11、恒设速度方向向右为正，开始时 A 的速度为的速度为 v0，第一次碰撞后第一次碰撞后 C 的速度为的速度为 vC1， A 的速度为的速度为 vA1.由动量守恒定律和机由动量守恒定律和机械能守恒定律得械能守恒定律得mv0mvA1MvC112mv2012mv20v2A112M v2C1联立联立式得式得vA1mMmMv0vC12mmMv0如果如果 mM，第一次碰撞后第一次碰撞后，A 与与 C 速度同向速度同向，且且 A 的速度小的速度小于于C 的速度的速度，不可能与不可能与 B 发生碰撞发生碰撞；如果如果 mM，第一次碰撞后第一次碰撞后，A 停停止，止，C 以以 A 碰前的速度向右运动，碰前的速度向右

12、运动，A 不可能与不可能与 B 发生碰撞；所以只发生碰撞；所以只需考虑需考虑 mM 的情况的情况第一次碰撞后第一次碰撞后，A 反向运动与反向运动与 B 发生碰撞发生碰撞设与设与 B 发生碰撞后发生碰撞后，A 的速度为的速度为 vA2，B 的速度为的速度为 vB1，同样有，同样有vA2mMmMvA1mMmM2v0根据题意，要求根据题意，要求 A 只与只与 B、C 各发生一次碰撞，应有各发生一次碰撞，应有vA2vC1联立联立式得式得m24mMM20解得解得 m( 52)M另一解另一解 m( 52)M 舍去舍去所以，所以，m 和和 M 应满足的条件为应满足的条件为( 52)MmM.规律探寻规律探寻从

13、近三年试题可以看出从近三年试题可以看出， 高考对本模块的考查重点突出高考对本模块的考查重点突出， 且考查且考查平稳平稳 动量方面主要以计算题的形式考查动量定理动量方面主要以计算题的形式考查动量定理、 动量守恒定律及动量守恒定律及其应用其应用； 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题形式出现， 且会涉及以滑块且会涉及以滑块、 滑板为模型的多物体

14、滑板为模型的多物体、 多过程问题多过程问题 其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、能级公式能级公式、原子核的组成原子核的组成、核反应方程核反应方程、光电效应等知识点上光电效应等知识点上，且很且很可能结合实际问题进行考查可能结合实际问题进行考查考题预测考题预测(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_(填正确答案标号填正确答案标号)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的概念，成功地解释了氢原子光谱实验规律B原子

15、核内部某个中子转变为质子和电子原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子产生的电子从原子核中发射出来，这就是核中发射出来，这就是衰变衰变C铀核裂变的核反应可表示为铀核裂变的核反应可表示为23592U14156Ba9236Kr10nD紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大则当增大紫外线的照射强度时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从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大增大E质子质子、中子中子、粒子的质量分别为粒子的质量分别为 m1、m2、m3，质子和中子质子和中子结合成一个结合成一个粒子，释放的能

16、量是粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2，c 为光速为光速(2)如图所示如图所示，滑块滑块 A、B 静止于光滑水平桌面上静止于光滑水平桌面上，B 的上表面水的上表面水平且足够长平且足够长， 其左端放置一滑块其左端放置一滑块 C， B、 C 间的摩擦因数较小间的摩擦因数较小， 为为.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一个向右的速度一个向右的速度 v0，让，让 C 在在 B 上滑动，当上滑动，当 C 的速度为的速度为14v0时，绳子时，绳子刚好伸直刚好伸直， 接着绳子被瞬间拉断接着绳子被瞬间拉断， 绳子拉断时绳

17、子拉断时 B 的速度为的速度为316v0.A、 B、C 的质量分别为的质量分别为 3m、2m、m.求：求：从从 C 获得速度获得速度 v0开始经过多长时间绳子被伸直；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拉断绳子造成的机械能损失答案：答案：(1)ABE(2)3v04g21256mv20解析解析：A 选项符合史实选项符合史实，A 正确正确；B 选项描述了选项描述了衰变的实质衰变的实质，B正确；正确；C 选项所述方程中质量数不守恒，故选项所述方程中质量数不守恒，故 C 错误；光电子的最大错误；光电子的最大初动能由逸出功和入射光子的频率决定初动能由逸出功和入射光子的频率决定，与入射光子

18、的强度无关与入射光子的强度无关，D错误；错误；E 选项所述核反应方程为选项所述核反应方程为 211H210n42He，质量亏损为，质量亏损为m2m12m2m3，根据爱因斯坦质能方程得，根据爱因斯坦质能方程得Emc2(2m12m2m3)c2，E 正确正确(2)物体的运动分析和受力分析如图所示物体的运动分析和受力分析如图所示设经过时间设经过时间 t 绳子被拉直，这时绳子被拉直，这时 C 的速度为的速度为14v0，对，对 C，由动，由动量定理有量定理有mgtm14v0mv0解得解得 t3v04g.设绳子刚拉直时设绳子刚拉直时 B 的速度为的速度为 vB，对，对 B、C 系统，由动量守恒系统，由动量守恒定律有定律有mv0m14v02mvB解得解得 vB38v0绳