高考物理专题练习：动量守恒定律与近代物理含答案

2020高考物理专题练习：动量守恒定律与近代物理含答案

专题：动量守恒定律与近代物理一、选择题1、如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10【参考答案】A【参考解析】由两球的动量都是6kg·m/s可知,运动方向都向右,且能够相碰,说明左方是质量小速度大的小球,故左方是A球。碰后A球的动量减少了4kg·m/s,即A球的动量为2kg·m/s,由动量守恒定律知B球的动量为10kg·m/s,则其速度比为2∶5,故选项A是正确的。2、1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验．实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火)，接触以后，开动“双子星号”飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的平均推力F＝895N，推进器开动时间Δt＝7s．测出飞船和火箭组的速度变化Δv＝0．91m/s．已知“双子星号”飞船的质量m1＝3400kg．由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为()A．3400kg B．3485kgC．6265kg D．6885kg解析：选B．根据动量定理得FΔt＝(m1＋m2)Δv，代入数据解得m2≈3485kg，B选项正确．3、一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A．eq\f(A＋1,A－1) B．eq\f(A－1,A＋1)C．eq\f(4A,(A＋1)2) D．eq\f((A＋1)2,(A－1)2)解析：选A．设中子的质量为m，则被碰原子核的质量为Am，两者发生弹性碰撞，据动量守恒，有mv0＝mv1＋Amv′，据动能守恒，有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Amv′2．解以上两式得v1＝eq\f(1－A,1＋A)v0．若只考虑速度大小，则中子的速率为v′1＝eq\f(A－1,A＋1)v0，故中子碰撞前、后速率之比为eq\f(A＋1,A－1)．4、在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选C．按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间，电子会吸收足够的能量，克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强，电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射光的频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多，光电流越大，因此C项正确．5、下列说法中正确的是()A．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应能进行C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子D．铀235的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变长解析：选A．链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行，故A对，B错；原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个正电子，故C错；元素的半衰期与环境及化学状态无关，故D错．6、如图所示为氢原子光谱中的三条谱线，对这三条谱线的描述中正确的是()A．乙谱线光子能量最大B．甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的C．丙谱线可能是电子在两个激发态间跃迁发出的D．每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率解析：选C．根据E＝hν＝eq\f(hc,λ)，因此甲谱线光子能量最大，故A错误；谱线是电子由激发态向基态跃迁发出的，而电子由基态向激发态跃迁需要吸收光子，故B错误；丙谱线可以是电子在两个激发态间跃迁发出的，故C正确；电子跃迁时辐射的光子的频率等于能级差值，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误．7、在光滑水平面上，有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，如图甲所示，测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示，则()A．线框受到的水平外力一定是恒定的B．线框边长与磁场宽度的比值为3∶8C．出磁场的时间是进入磁场时的一半D．出磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等解析：选B．根据E＝BLv，I＝eq\f(E,R)，F＝BIL，v＝at以及F拉－F＝ma可知，线框受到的水平外力是变力，出磁场时比进磁场时要大，故出磁场时外力做功比进入磁场时外力做功多，故选项A、D错误；线框做匀加速直线运动，由图象及匀加速直线运动规律，结合电流与速度的关系可以知道，线框边长与磁场宽度比为3∶8，出磁场的时间不是进入磁场时的一半，故选项B正确，选项C错误．8、如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点．若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为()A．仍在P点B．在P点左边C．在P点右边不远处D．在P点右边原水平位移的两倍处解析：选B．纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由I＝Fft＝mv0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大，以2v的速度抽出纸条的过程，铁块所受滑动摩擦力作用时间较短，铁块获得速度较小，平抛运动的位移较小，故B选项正确．9、研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是()如图解析：选C．由于是强度不同的光照射同种钠极板，则遏止电压相同，强度不同，饱和光电流不同．选项C正确．10、如图所示，将砝码A放在水平桌面上的纸板B上，各接触面间动摩擦因数均相等，砝码到纸板左端和桌面右端的距离均为d．在水平向右的恒力F的作用下，可将纸板从砝码下方抽出，砝码刚好到达桌面右端．则下列说法正确的是()A．砝码与纸板分离前后的加速度大小一定相等B．砝码与纸板分离时，砝码一定位于距离桌面右端eq\f(d,2)处C．其他条件不变，换用更大的恒力F，砝码将不能到达桌面右端D．其他条件不变，换用更大的恒力F，砝码与纸板间产生的热量将减小解析：选ABC．因砝码水平方向只受到滑动摩擦力，且各接触面间动摩擦因数相等，所以砝码与纸板分离前后加速度大小不变，故A正确；因砝码刚好到达桌面右端，砝码先加速再减速，且加速度大小相等，由v2＝2ax可知，砝码离开纸板时，距离桌面右端为eq\f(d,2)，故B正确；假设F→∞，纸板的加速度会非常大，与砝码A分离的时间很短，由惯性可知，C正确；由Q＝f·s相对可知，砝码与纸板产生的热量不变，故D错误．二、非选择题1、如图所示，一物体从固定斜面顶端由静止开始经过1s下滑到底端，已知斜面的倾角θ＝37°，斜面长度L＝2．5m，sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值；(3)下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值．解析：(1)根据L＝eq\f(1,2)at2，解得：a＝5m/s2，根据牛顿第二定律得：mgsinθ－μmgcosθ＝ma解得：μ＝0．125．(2)损失的机械能等于克服摩擦力做的功，为：ΔE＝μmgcosθ·L减小的重力势能为：ΔEp＝mgsinθ·L故损失的机械能与减小的重力势能的比值为：ΔE∶ΔEp＝μ∶tanθ＝1∶6．(3)设物体下滑到斜面底端时速度大小为v，则有：v＝at＝5m/s根据动量定理得：合外力冲量的大小为：I合＝mv－0＝5m(N·s)在下滑过程中重力的冲量为：IG＝mgt＝10m(N·s)所以下滑的过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值为：I合∶IG＝1∶2．答案：(1)0．125(2)1∶6(3)1∶22、如图所示,在光滑水平面上有一辆质量m1=8kg的平板小车,车上有一个质量m=1.9kg的木块,木块距小车左端6m(木块可视为质点),车与木块一起以v=1m/s的速度水平向右匀速行驶。一颗质量m0=0.1kg的子弹以v0=179m/s的初速度水平向左飞,瞬间击中木块并留在其中。如果木块刚好不从车上掉下,求木块与平板小车之间的动摩擦因数μ。(g取10m/s2)【参考答案】0.54【参考解析】设