高考物理精品专题复习测试：9.0碰撞与动量守恒近代物理初步

1、1.(2011·福建高考)(1)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率.从图中可以确定的是_.(填选项前的字母)A.逸出功与有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当<0时，会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关(2)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反，则碰撞后B球的速度大小可能是_.(填选项前的字母)A.0.6vB.0.4vC.0.3vD.0.2v2.(2011·江苏高考

2、)(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”).已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为h).(3)有些核反应过程是吸收能量的.例如，在中，核反应吸收的能量Q(mO+mH)-(mX+mN)c2.在该核反应方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能Ek轰击静止的核，若EkQ，则该核反应能否发生？请简要说明理由.3.(2011·山东高考)(1)碘131核不稳定，会发生衰

3、变，其半衰期为8天.碘131核的衰变方程：_ (衰变后的元素用X表示).经过_天 75%的碘131核发生了衰变.(2)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力) 4.(2011·海南高考)(1)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个

4、能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_和_(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是_和_.A. B.C. D.(2)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求：(i)木块在ab段受到的摩擦力f；(ii)木块最后距a点的距离s.5.(1)置于铅盒中的放射源发射的、和三种射线，由铅盒的小孔

5、射出，在小孔外放一张铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场，射线进入电场后，变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_射线，射线b为_射线.(2)如图所示，平放在水平面上的轻质弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m1的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m2的小球从槽h高处由静止开始下滑，要使小球能与弧形槽发生第二次作用，m1、m2应满足怎样的条件？6.(1)随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是_.A.卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B.天然放射现象表明原子核内

6、部有电子C.轻核聚变反应方程有：D.氢原子从n3能级跃迁到n1能级和从n2能级跃迁到n1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长(2)在原子核物理中，研究核子与核子关系的最有效途径是“双电荷交换反应”.这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似：两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑水平直轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结合成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后，A球与挡板P发生碰撞，碰撞后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连.过一段时间，突然解除

7、锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).已知A、B、C三球的质量均为m.求弹簧长度刚被锁定后A球的速度.求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能.答案解析1.【解析】(1)选D.金属的逸出功与入射光无关，A错；光电子的最大初动能与入射光强度无关，B错；当入射光的频率小于极限频率时，不能发生光电效应现象，C错；据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关，D对.(2)选A.由动量守恒定律得mv=mvA+2mvB，规定A球原方向为正方向，由题意可知vA为负值，则2mvB>mv，因此B球的速度可能为0.6v，故选A.2.【解析】(1)随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向

8、着波长较短的方向移动，A对.(2)根据玻尔理论，氢原子中电子离原子核越远，氢原子能量越大，根据能量守恒定律知道：h+E1=mv2所以电子速度为：v= (3)根据核反应的规律即质量数和电荷数守恒，X的电荷数是2，质量数是4，X表示因为不能同时满足能量守恒和动量守恒，所以不能发生.答案：(1)A (2)越大 (3) 不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒.3.【解析】(1) 由放射性元素经历一个半衰期衰变总数的一半可知，共经历了两个半衰期即16天.(2)设抛出货物的最小速度为vx,则有：对乙船12mv0=11mv-mvx，对甲船20mv0-mvx=11mv，其中v为后来两船同向运动的速度.由

9、以上两式可得vx=4v0.答案：(1) 16 (2) 4v04.【解析】(1)根据衰变过程电荷数守恒、质量数守恒，可知X1是X2是X3是X4是所以能分别反映衰变过程的分别是B、C.原子核中的中子数是131-53=78，原子核中的中子数是137-55=82.(2)(i)木块向左滑到最高点时，系统有共同速度v，由动量守恒：mv0=(m+2m)v mv02-(m+2m)v2=fL+mgh联立两式解得：f=(ii)整个过程，由功能关系得：mv02-(m+2m)v2=fx木块最后距a点的距离s=2L-x联立解得：s=2L-答案：(1)B C 78 82(2)(i) (ii)2L-5.【解析】(1)射线a

10、沿原来方向行进，说明a射线不带电,为射线;由于射线无法穿过铝箔,射线b为射线.(2)设弧形槽与小球第一次分离后的速度大小分别为v1和v2，弧形槽和小球在水平方向满足动量守恒m1v1=m2v2.小球与弹簧发生作用后以原速率返回，要使小球和弧形槽发生第二次作用,则满足v1v2，所以弧形槽和小球的质量应满足m1m2.答案：(1) (2)m1m26.【解析】(1)选C.本题考查原子的基本结构和原子核的基本组成，核反应方程式的写法以及玻尔的氢原子能级量子化理论.卢瑟福的粒子散射实验说明了原子应该具有核式结构，故A选项错误.天然放射现象放射出的射线是高速运动的电子流，是由原子核中的中子变成质子后产生的，选项B错误.写核反应方程时应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则，选项C正确.由氢原子能级方程hEmEn，而则EmEn，得当氢原子从n3能级跃迁到n1能级时，1从n2能级跃迁到n1能级时，2E3E1>E2E1，所以1<2，选项D错误.(2)设C球与B球结合成D时，D的速度为v1，由动量守恒有：mv0=2mv1 当弹簧被压缩到最短时，D、A速度相等，设此时速度为v2，由动量守恒有2mv1=3mv2 由两式解得v2=v0设弹簧长度被锁定之后，贮存在弹簧中的弹性势能为Ep，由能量守恒有撞击P后，A与D的动能都变为零，解除锁定后，当弹簧刚好恢复到自然长度时，势能全部转变为D的动能，此