高三物理 专题二 能量、动量和原子物理 第3讲 原子物理和动量对点规范演练

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精专题2第3讲物理和动量1．(2017·全国卷Ⅰ)将质量为1。00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（A）A．30kg·m/s B．5.7×102C．6。0×102kg·m/s D．6.3×解析燃气从火箭喷口喷出的瞬间,火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0。050kg×600m/s＝30kg·m/s，选项A正确．2．(2016·全国卷Ⅲ）（多选）一静止的铝原子核eq\o\al（27,13）Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核eq\o\al(28，14)Si下列说法正确的是（ABE)A．核反应方程为p＋eq\o\al(27，13)Al→eq\o\al(28，14)SiB．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105解析核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒,A项正确；微观粒子相互作用过程中,满足动量守恒定律，B项正确；题述核反应过程属于“二合一”形式的完全非弹性碰撞，机械能有损失，但对于封闭的系统，能量仍然守恒，C项错误；核反应过程中的机械能有损失,故存在质量亏损现象，D项错误；硅原子质量约是质子质量的28倍，由动量守恒定律知，m0v0＝28m0v，所以硅原子核速度数量级为103．（2017·湖南长沙一模)（多选）如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图象，对于这两个光电管，下列判断正确的是（ABC）A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B．光电子的最大初动能不同C．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同D．两个光电管的Uc－ν图象的斜率可能不同解析根据爱因斯坦光电效应方程eUc＝Ek＝hν－W0，因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压Uc不同，光电子的最大初动能不同,选项A、B正确；因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同，选项C正确；在Uc。ν图象中，斜率表示普朗克常量h与e的比值,两个光电管的Uc.ν图象的斜率相同，选项D错误．4．（2017·辽宁大连模拟)（多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ABC）A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(eq\o\al(133，)55Cs）的结合能小于铅原子核(eq\o\al(208，）82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时,其质量亏损对应的能量大于该原子核的结合能解析结合能是原子核完全分解成自由核子时吸收的能量,选项A正确;由于重核裂变反应中能量守恒，且释放能量,因此，衰变产物的结合能之和一定大于原重核的结合能，选项B正确;原子核的核子数越多，结合能越大，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定,选项D错误;自由核子结合成原子核时释放能量,其质量亏损对应的能量等于原子核的结合能，选项E错误．5．（2017·贵州贵阳检测)（多选）将质量均为m的三个小球a、b、c,从y轴上不同位置沿x轴正方向水平抛出，其运动轨迹如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向，不计空气阻力,重力加速度为g,下列关于三个小球从抛出到落地的说法中正确的是（AD)A．小球a与小球b的动量变化量之比为eq\r（2）∶1B．小球a、b、c的机械能守恒，动量也守恒C．小球a与小球b受到的冲量之比为2∶1D．小球b、c受到的冲量相等解析由题意可知三个小球均做平抛运动，水平位移之比为xa∶xb∶xc＝2∶2∶1，竖直位移之比为ya∶yb∶yc＝2∶1∶1，由竖直方向的运动可知t＝eq\r(\f(2y，g）），因此三个小球在空中运动的时间之比为ta∶tb∶tc＝eq\r（2)∶1∶1。由动量定理mgt＝I＝Δp,可知小球a和小球b受到的冲量之比为Ia∶Ib＝eq\r（2）∶1，选项C错误；动量的变化量之比为Δpa∶Δpb＝eq\r(2)∶1，选项A正确；由于只有重力对三个小球做功,因此在运动过程中小球的机械能均守恒，三个小球所受的合外力不为零，则小球的动量不守恒，选项B错误；由于小球b和小球c在空中运动的时间相等,则两个小球受到的冲量相等，选项D正确．6．(2017·黑龙江五校联考)如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，a、b两小车放在木板上并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质．现同时给两车一定的初速度，使a、b沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车黏在一起;两车的位置x随时间t变化的图象如图乙所示．a、b两车质量(含发射器）分别为1kg和8kg，则下列说法正确的是(C)A．两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量B．碰撞过程中a车损失的动能是eq\f（14，9)JC．碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小D．两车碰撞过程为弹性碰撞解析设a、b两车碰撞前的速度大小为v1、v2，碰后的速度大小为v3，结合题图乙得v1＝2m/s,v2＝1m/s，v3＝eq\f（2，3）m/s，以向右为正方向,碰前总动量p1＝－mav1＋mbv2＝6kg·m/s，碰后总动量p2＝(ma＋mb)v3＝6kg·m/s，则两车碰撞前总动量等于碰撞后总动量，选项A错误；碰撞前a车动能为Ek＝2J，碰撞后a车动能为E′k＝eq\f(2,9)J,所以碰撞过程中a车损失的动能是eq\f（16,9)J，选项B错误;碰前a、b两车的总动能为6J，碰后a、b两车的总动能为2J,选项C正确；两车碰撞过程中机械能不守恒,发生的是完全非弹性碰撞，选项D错误．7．(2017·河北二校联考)一竖直放置的轻弹簧,一端固定于地面，一端与质量为3kg的B固定在一起,质量为1kg的物体A放于B上．现在A和B正在一起竖直向上运动，如图所示．当A、B分离后，A上升0.2m到达最高点，此时B速度方向向下，弹簧为原长，则从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中,关于弹簧的弹力对B的冲量大小以及弹簧的弹力对B做的功,下列正确的是（g取10m/s2)(C）A．1.2N·s0J B．0J4JC．6N·s0J D．4J4J解析A、B物体分离时也是弹簧恢复原长时，此时A、B的速度与加速度均相同,之后A做竖直上抛运动，由题设条件可知，竖直上拋的初速度大小v＝eq\r(2gh）＝2m/s；上升到最高点所需的时间t＝eq\r(\f（2h,g）)＝0。2s;A到最高点时弹簧恰好恢复原长，此时B的速度为2m/s，方向竖直向下,在此过程中对B用动量定理(规定向下为正方向）得mBgt＋IN＝mBv－（－mBv），解得IN＝6N·s；由以上分析可知，A、B分离时弹簧处于原长状态,当A运动至最高点时弹簧仍处于原长状态,则弹簧对B物体做功为零．综上所述,选项C正确．8．（2017·海南五校模拟)如图所示,物块B、C分别静置于水平地面上的M、N两点，一轻质弹簧左端固定在O点，右端连接一物块A但不黏连，现压缩弹簧使物块A静置于水平地面上P点，并用细线将物块A与O点连接起来．已知M点右侧水平面光滑，左侧水平面粗糙，且物块A与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5。已知sMP＝1.6m，弹簧的弹性势能为Ep＝40J，剪断细线，物块A滑到M点且与B发生正碰，碰撞后物块A和物块B立刻黏在一起向右运动,并与物块C发生正碰，碰后瞬间物块C的速度为v2＝2。0m/s.物块A和物块B的质量均为m＝1kg,物块C的质量为物块A的质量的k倍．设碰撞时间很短，物块A、B、C均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g取10m/s2.根据物块A、B与物块C的碰撞过程的不同类型，求k的取值范围并分析碰后物块A、B的运动状态．解析设物块A滑至M点的速度为v0，由功能关系知Ep＝μmgsPM＋eq\f（1,2)mveq\o\al（2，0)，解得v0＝8m/s.物块A和物块B相碰，由动量守恒定律知mv0＝2mv1，解得v1＝4m/s。若物块A、B与物块C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得2mv1＝(2＋k）mv2;代入数据解得k＝2，此时eq\f(1，2)×2mveq\o\al(2，1)〉eq\f（1，2)×(2＋2）mveq\o\al（2，2）,符合题意，物块A、B的速度与物块C相同．若物块A、B与物块C发生碰撞后，物块A、B的速度为0，由动量守恒定律得2mv1＝kmv2,代入数据解得k＝4，此时eq\f（1,2)×2mveq\o\al(2,1)〉eq\f(1，2)kmveq\o\al(2,2)，符合题意,若物块A、B与物块C发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律得2mv1＝2mv3＋kmv2，eq\f（1,2)·2mveq\o\al(2,1）＝eq\f(1，2)·2mveq\o\al(2，3)＋eq\f（1，2）·kmveq\o\al（2，2)，联立解得v3＝－