2023年高考物理2023年高考真题考点汇编：选修3-5动量近代物理初步(8个考点,含解析)

选修3－5 动量近代物理初步考点一动量1．(2012·江苏，4分)A、B2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E、EA的逸出功。

A、B两种光子的动量之比和该金属B解析：光子能量ε＝hν，动量p h ν cεp＝p∶p

＝2∶1。

＝λ，且＝λc A BAE＝ε－W，同理，E＝ε－WW＝E0

－2E。A B

A 0

B 0答案：2∶1 E－2EA B考点二动量守恒定律2．(2012·福建理综，6分)M的小船在静止水面上以速vm的救生员站在船尾，相对小船静止。假设0救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中则救生员跃出后小船的速率为 。(填选项前的字母)A．v

＋mv

B．v－mvC．v

0 MM＋m(vM0

＋v)0

D．v

0 MM＋m(vM0

－v)0(M＋m)v＝Mv′－mvv′0＝v＋m(v

＋v)，应选项C正确。0 M 0答案：C考点三碰撞3．(2013·课标全国Ⅰ，9分)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块AB，两者相距dAAB发生弹性正碰，碰撞时间极短。当两木块都停顿运动后，dμ，BA2gA的初速度的大小。解析：此题考察动能定理和动量守恒定律的综合运用，意在考察考生对动能定理和动量守恒定律的把握状况。设在发生碰撞前的瞬间，木块A的速度大小为v；在碰撞后的瞬间，AB的速度分别为v和v。在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得1 21 1 1mv2＝mv2＋(2m)v2 ①2 2 1 2 2mv＝mv1＋(2m)v2 ②式中，以碰撞前木块A的速度方向为正。由①②式得vv＝－2 ③1 21设碰撞后A和B运动的距离分别为d和d，由动能定理得μmgd＝mv2 ④

1 21＝(2m)v2 ⑤

1 2 12 2 2按题意有d＝d＋d ⑥1 2设A的初速度大小为v，由动能定理得01 1μmgd＝mv2－mv2 ⑦2 0 2联立②至⑦式，得285μgdv285μgd028μgd28μgd54．(2013·课标全国Ⅱ，10分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为mA、B、CB的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设AvB运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，0BCBCA开头压缩弹簧直至与弹簧分别的过程中：(ⅰ)整个系统损失的机械能；(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。解析：此题考察碰撞、弹性势能、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关学问点，意在考察考生综合运用学问解决问题的力量。(ⅰ)AABvA、B与弹簧组成的系统，由动量守1恒定律得mv＝2mv ①0 1ΔBCv，损失的机械能为E。对Δ2B、C组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得mv＝2mv ②1 21 1mv2＝ΔE＋(2m)v2 ③2 1 2 2联立①②③式得ΔE＝1mv2 ④16 0v (ⅱ)由②式可知＜，A将连续压缩弹簧，直至A、B、Cv 2 1Ev，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为。由动量守恒和能量守恒定律得E3 pmv＝3mv ⑤0 31 12mv02－E2(m32Ep ⑥联立④⑤⑥式得13E＝mv2 ⑦p 48 01 13答案：(2)(ⅰ)16mv02 (ⅱ)48

mv025．(2013·重庆理综，18分)AB，从距水平地面高度为ph(p＞1)h的地方同时由静止释放，如下图。球Am，球B3m。设全部碰撞都是弹性碰撞，重g，无视球的直径、空气阻力及碰撞时间。BA的速度大小；BAp的取值范围；在(2)A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置p应满足的条件。解析：此题主要考察自由落体运动、竖直上抛运动、相遇问题、弹性碰撞，意在考察考生分析物理过程的力量。BAv0，由于两球同时释放，A球的速率即为下降h高度时的速率，由自由落体运动规律，v02＝2gh0v＝2gh。00A Bv0Avg向BAth＝v0A 1 1＋gt2，h＝vt－gt22 B 0 2A h＋h＝ph－A 2 2ghhp－12 2gh解得：t＝v 2v2又t<0，则p< 0＋1＝5，即球B在第一次上升过程中就能与球A相碰，p的取值范围g gh1<p<5。v v v v v v 1 2 1 21 0 2 v＝v＋gt，v＝v－1 0 2 mmv mv mv mv11 22 11 221mv

12＋mv

12＝m

1v′2＋m

v′22 11

2 22

2 11

2 22－v－3vv′＝ 1 21 2v＋3v要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，应有12 2>v1p<3A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，应有1<p<3。解析：(1) 2gh (2)1<p<5 (3)1<p<31 6．(2013·广东理综，18分)如图，两块一样平板P、P置于光滑水平面上，质量均为m。P2ABLPP1的最右端，质2m且可看作质点。P1Pv0P21 P1与P2P压缩弹簧后被弹回并停在A点。PP2之间的动摩擦因数为μ，求：P、PvPv；1 2 1 2xE。p解析：此题考察动量守恒定律与能量守恒定律的综合运用，意在考察考生综合分析问题的力量。P 、碰撞过程中动量守恒，刚碰完时共同速度为vP 1 2 10 mv＝20 1v＝v1 201 0 2 1 2 碰撞完毕，Pv0PA时，P、P、Pv，2mv＋2mv＝1 0 2 1 2 3v＝v2 4021 当弹簧的压缩量最大时，P、P、P也有共同速度，依据动量守恒定律可知，共同速v。PA21

1＝×2mv

1

12－×4mv2p 2 0 2 1 2 2P从弹簧压缩量最大的位置再滑到A端，依据功能关系E＝2mg()p1E＝mv2p 16 0x＝v02－L32μg1 3 v2 1答案：(1)v v (2) 0 －L mv220 40 32μg 16 07．(2012·课标全国，9分)a、b用等长细线悬挂于同一Oa静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平。从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摇摆，此后细线与竖直方向之间的最大偏角60°。无视空气阻力，求：a、b的质量之比；b在碰前的最大动能之比。解析：(1)bm，细线长为Lb下落至最低点，但未与球a相碰时的速2率为v，由机械能守恒定律得mgL 1 2 ①22 ＝2mv2g为重力加速度的大小。设球am，在两球碰后的瞬间，两球的共同速度1v′，以向左为正方向，由动量守恒定律得mv＝(m＋m)v′②2 1 2设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律得θ1θ2(m

＋m)v′2＝(m＋m1 2 1m

)gL(1－cos ) ③21联立①②③式得代入题给数据得

1＝ －1 ④m2 1－cosθmmm1＝2－1 ⑤m2(2)两球在碰撞过程中的机械能损失为θQ＝mgL－(m＋m)gL(1－cos ) ⑥θ2 1 2＝m联立①⑥式，Q与碰前球b的最大动能E(＝m

v2)之比为k k 2 2mQ m＋mmE＝1－k

1 2(1－cosθ) ⑦2Q 2联立⑤⑦式，并代入题给数据得E＝1－2 ⑧k2答案：(1) 2－1 (2)1－228．(2012·天津理综，16分)h的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台A止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点，无视空气阻力，重力加速度为g。求：AAv；AA A、Bm∶mA 解析：(1) 1 2小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，由机械能守恒定律得mAgh＝2mAvA2ghv解得2ghvA(2)设两球碰撞后共同的速度为v，由动量守恒定律得AA A mv＝(m＋mAA A 粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动，设运动时间为t，由运动学公式，在竖直方向上有1h＝2gt2h在水平方向上有2＝vtm 联立上述各式得 ∶＝1∶m A B答案：(1) 2gh (2)1∶39．(2011·课标全国，9分)(9分)如图，A、B、C三个木块的m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹B和C紧连，使弹簧不vB、CAv0B、CBB相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使CA、B分别．C离开弹簧后的速度恰为.求弹簧释放的势能．v01解析：设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒得3mv＝mv0 ①设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v，由动量守恒得11 3mv＝2mv＋mv 1 pEC与弹簧分开的过程中机械能守恒，有p1 1 12(3m)v2＋Ep＝2(2m)v12＋2mv02 ③由①②③式得弹簧所释放的势能为1E＝mv2p 3 01答案：3mv0210．(2009·广东，16分)BCl＝1.0m．物Av0＝10m/sBABCCv＝2.0m/s.ABm，CA质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数＝0.45.g取10m/2)CAB的速度；ABCkCAB的可能运动方向．解析：(1)A、Bmm，AB发生完全非弹性碰撞后的共同速A Bv度为.取向右为速度正方向，由动量守恒定律v1m m m v＝( ＋) m m m A0 A B 1 m v＝ A v＝5.0m/s1 m＋m 0A B2ABCv，由动能定理21 1(m＋m)v2－(m＋m)v2＝－μ(m＋m)gl②2 A B 2 2 A B 1 A Bv＝v2－2μgl＝4.0m/s.③2 13(2)CABv.碰撞过程中动量守恒，有3m m v m m v ( ＋) ＝( ＋) m m v m m v A B 2 A B 3 C碰撞过程中，应有碰撞前的动能大于或等于碰撞后的动能，即1 1 1A B 2 A B 3 2(m＋m)v2≥2(m＋m)vA B 2 A B 3

v2⑤由④式，得vm＋mv－mvv＝A B ＝3

C＝(4－k)m/s⑥m＋mA Bk≤6k＝6k＜6时，碰撞为非弹性碰撞．ABC的速度．由⑥式，得4－k≤2k≥2k的合理取值范围是6≥k≥2综上得到：k＝4时，v3＝0CAB静止4＞k≥2时，v3＞0CAB连续向右运动6≥k＞4时，v3＜0AB被反弹向左运动．答案：(1)4.0m/s (2)2≤k≤6 当k＝4时，AB碰后静止；当4＞k≥2时AB向右运动；当6≥k＞4时AB向左运动考点四试验：验证动量守恒定律11．(2011·北京理综，13分)1，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即争论两个小球在轨道水平局部碰撞前后的动量关系．1①试验中直接测定小球碰撞前后的速度是不简洁的但是可以通过仅测量 选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开头释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程1O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．试验时，先让入射球m1屡次从斜轨S位置静止释放，找到其平均落地点的位置POP.m2m1S位置静止释放，m2相碰，并屡次重复．接下来要完成的必要步骤是 ．(填选项前的符号)m m 1 2m1hCH1 Dm、mM、1 EOM，ON假设两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 (用②中测量的量表示)；假设碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为 (用②中测量的量表示)．1 经测定，m＝45.0g，m＝7.5g，小球落地点的平均位O2所示．1 1 m1p1pp∶p11 2 1 ∶11；假设碰撞完毕时m2的动量为p′，则p′∶p′＝11∶ .2 1 明，碰撞前、后总动量的比值 p1 为 ．p1′＋p′2有同学认为，在上述试验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用④中的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm.x 1解析：小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v＝t.而由H＝2gt2知，每次竖直＝高度相等，平抛时间相等即mOP ＝

OM ON＋m

·OP＝m

·OM＋m

·ON.故只需1t 1t 2t

1 1 21 测射程，因而选C；由表达式知：在OP时，需测量m、m、OMON.故必要步骤A1 D、E，假设为弹性碰撞同时满足动能守恒．1 OP2 1 OM2 1 ON22m1t

＝2m1t

＋2m2t1 1 m·OP2＝m·OM2＋m·ON1 1 p＝m

OP OM1 · ，p′＝m·1 t 1 1 t1 p∶p′＝OP∶OM＝44.80∶35.20＝14∶111 ·p′＝mON·2 2 tp′∶p′＝m·OM∶m

ON· ＝11∶2.91 2 故 p1 ＝

t 2 t1m·OP ＝11p′＋p′m·OM＋m·ON1 2 1 21 其他条件不变，使ON最大，则m、m1 mmvv＝ 10

v

ON OP2 2＝ ，v＝mm＋ t 0 tmm1 22m 2×45.0mOPm＋mOPm＋1

· ＝ ×44.80cm＝76.8cm.45.0＋7.52答案：(1)C (2)ADE1 2 1 2 (3)m·OM＋m·ON＝m·OPm·OM2＋m·ON2＝m·1 2 1 2 (4)14 2.9 1～1.01 (5)76.8考点五光电效应12．(2013·北京理综，6分)以往我们生疏的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸取到一个光子而从金属外表逸出。强激光的消灭丰富了人们对于光电效应的生疏，用强激光照耀金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸取多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被试验证明。光电效应试验装置示意如图。用频率为ν的一般光源照耀阴极K，没有发生光电效应。换用同样频率ν的强激光照耀阴极K，则发生了光电效应；此时，假设加上反向电压U，马上KAKA大UU可能是以下的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)A．U

hν W

B．U

2hν W＝e－e ＝e－eC．U＝2hν－W

D．U

5hν W＝2e－ek解析：选B此题考察光电效应学问，意在考察考生对光电效应规律的正确理解和应用力量。用强激光照耀金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸取多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应。由题意知最大初动能E＝eU，依据光电效应方程有：nhν＝knhν－WW＋E＝W＋eU(n≥2)，得：U＝ (n≥2)，则B项正确，其他选项错误。k e13．(2012·福建理综，6分)关于近代物理，以下说法正确的选项是 。(填选项前的字母)α射线是高速运动的氦原子核聚变反响方程2H＋3H―→4He＋1n中，1n表示质子1 1 2 0 0从金属外表逸出的光电子的最大初动能与照耀光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征α解析：A错误。1nB错误。依据光电效应方程α0E＝hν－W，选项C错误。玻尔理论的成功之处就是引入量子化的理论解释氢原子光谱，选k 0项D正确。答案：D14．(2011·广东理综，6分)光电效应试验中，以下表述正确的选项是( A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子c c 解析：光电流的大小与光照时间无关，A项错误；假设入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，BUeU＝hν－hν，从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，C项正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，Dc c 答案：CD15．(2009·北京理综，6分)以下现象中，与原子核内部变化有关的是( )A．α粒子散射现象C．光电效应现象

自然放射现象D．原子发光现象自然放射现象是放射性物质的原子核自发地放出α、βγ子核内部发生变化．应选B.答案：B16．(2010·江苏，12分)(1)争论光电效应的电路如下图用频率一样、强度不同的光分别照耀密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板放射出的光电子被阳极A吸取，在电路中形成光电流．以下光电流I与A、K之间的电压U的关系图象中，正确的选项是 ．AK钠金属中的电子吸取光子的能量，从金属外表逸出，这就是光电子．光电子从金属外表逸出的过程中，其动量的大小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，缘由是 ．氢原子处在第一、其次激发态的能级分别为－3.40eV和－1.51eV，金属钠的截止频率为5.51014Hh6.6×1034J·s态跃迁到第一激发态过程中发出的光照耀金属钠板，能否发生光电效应．解析：(1)此题主要考察光电效应现象，意在考察考生对光电效应的理解．频率一样的光照耀同一金属时，放射出的光电子的最大初动能一样，所以遏止电压一样；饱和电流与光的强度有关，光的强度越大，饱和电流越大，应选项C正确．此题主要考察动量的概念，意在考察考生对根本概念的理解．动量p＝mv，光电子从金属外表逸出的过程中要抑制逸出功，速度减小，所以动量减小．2此题主要考察光电效应的条件和玻尔模型，意在考察考生的推理力量．E＝E3－EE＝1.89eV.2W＝hνW＝2.3eV0 c 0由于E＜W0，所以不能发生光电效应．答案：(1)C (2)减小光电子受到金属外表层中力的阻碍作用(或需要抑制逸出功)(3)见解析考点六原子构造17．(2013·福建理综，6分)在卢瑟福α粒子散射试验中，金箔中的原子核可以看作静止不动以下各图画出的是其中两个α粒子经受金箔散射过程的径迹其中正确的选项是 。(填选图下方的字母)解析：α粒子散射试验，意在考察考生对该试验的生疏。α粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排解选项A、D；α粒子不行能先受到吸引力，再受到排斥力，B错误。答案：C18．(2013·江苏，4分)依据玻尔原子构造理论，氦离子(He＋)的能级图如图1所示。电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离 (选填“近”或“远”)。当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所放射的谱线有 条。解析：此题考察玻尔理论，意在考察考生对玻尔理论的把握与应用力量。由玻尔理论知，能级越低，电子的轨道半径越小，电子离核越近；当大量的氦离子处在n＝4的激发态时，由于跃迁所放射的谱线条数为C2＝6。4答案：近619．(2012·北京理综，6分)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。假设在结两端加恒定UννUν＝kUk仅与e2h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在以下选项中，推理推断比例系数k的值可能为()A.h 2eA.2e B.h2he

12he解析：由ν＝kUe和普朗克常量h，可联想到能量，即列出相关qU＝hνν＝kUk＝q/h，再结合题意可知，k＝2e/h，应选项B对。答案：B20．(2009·全国Ⅱ，6分)氢原子的局部能级如下图，可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子( )从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高n＝3n＝2能级跃迁时发出的光为可见光解析：n＝1E≥E2－E1＝10.2eV，A正确．从高能级向n＝2E3－E2≤E≤－E21.89eV≤E≤3.40eV，可见有一局部n＝3E＝－E3＝1.51eV，比可见光光子能量小，Cn＝3n＝2E＝E3－E2＝1.89eV，D正确．答案：AD21．(2012·山东理综，4分)nE

E1E

为基态能量。当氢＝n n2 1＝ν422能级跃迁到基态，ν1ν发出光子的频率为ν，则1＝ 。解析：依据E

2 ν2＝E1可得hν

E ＝1－

1，hν

E1－E

ν，两式联立解得

11＝。＝1＝答案：4

n n2

1 42

2 22 1 ν 4222．(2011·江苏，6分)(1)以下描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射试验规律的是 ．(2)依据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”)．氢原子的基态能量为E(E<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电1 1子吸取一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为 (普朗克常量为h)．解析：黑体辐射的强度随着温度的上升，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确．答案：A1解析：电子离原子核越远电势能越大，原子能量也就越大；依据动能定理有，hν＋E11 2hν＋E2＝mv2，所以电离后电子速度为2

m 1.2hν2hν＋Em1考点七原子核23．(2012·天津理综，6分)以下说法正确的选项是( )A．承受物理或化学方法可以有效地转变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进展遥感摄影是利用紫外线良好的穿透力量D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量解析：承受物理和化学方法不能转变放射性元素的半衰期，选项A错误；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项B正确；从高空对地面进展遥感摄影利用的是红外线，选项C错误；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，选项D错误。答案：B24．(2011·浙江理综，6分)关于自然放射现象，以下说法正确的选项是( A．α射线是由氦原子核衰变产生β射线是由原子核外电子电离产生γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生通过化学反响不能转变物质的放射性解析：αA错；β射线是原子B错；γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能CD正确．答案：D25．(2010·福建理综，6分)14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进展年月测定的方tm14C0

t＝014C面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是 ．(填选项前的字母)解析.14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量削减为原来的一半，故其质量削减得越来越慢C项正确．答案：C考点八核反响、核能26．(2013·课标全国Ⅱ，5分)关于原子核的结合能，以下说法正确的选项是 (填正确答案标号)。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肯定大于原来重核的结合能C.铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(208Pb)的结合能82D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：此题考察原子核的结合能及其相关学问点，意在考察考生综合应用学问分析问题的力量。比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误。自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误。答案：ABC27．(2013·重庆理综，6分)以下说法正确的选项是( )A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时间电子的动能只与入射光的强度有关解析：选C此题考察原子核衰变、原子跃迁及光电效应的规律，意在考察考生对相关学问的理解与把握状况。原子核发生衰变时，遵守质量数、电荷数守恒，而不是遵守电荷守恒和质量守恒的规律，A项错误；α射线、β射线是高速运动的带电粒子流，γ射线是不带电的光子，B项错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射能量等于两能级差的频率特定的光子，C项正确；由光电效应方程知，发生光电效应时，光电子的动能只与入射光的频率有关，D项错误。28．(2013·山东理综，6分)恒星向外