2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題6 選考部分 1.6.3 動量守恒定律和原子物理（含解析）

2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題6 選考部分 1.6.3 動量守恒定律和原子物理（含解析）1(xx·新課標(biāo)全國卷)(1)一質(zhì)子束入射到靜止靶核Al上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)：pAlXn.式中p代表質(zhì)子，n代表中子，X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核由反應(yīng)式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為_，中子數(shù)為_(2)在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊A和B，兩者相距為d.現(xiàn)給A一初速度，使A與B發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短當(dāng)兩木塊都停止運(yùn)動后，相距仍然為d.已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為，B的質(zhì)量為A的2倍，重力加速度大小為g.求A的初速度的大小答案：(1)1413(2)解析：(1)由HAlXn，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得新核的質(zhì)子數(shù)為14，中子數(shù)為13.(2)設(shè)木塊A的初速度為v0，運(yùn)動距離d后速度為v，A、B碰后的速度分別為v1、v2，運(yùn)動的距離分別為x1、x2，由于A、B發(fā)生彈性正碰的時間極短，所以碰撞前后動量守恒、動能守恒，有mAvmAv1mBv2mAv2mAvmBv聯(lián)立解得v1vvv2vvA、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為，由牛頓第二定律得mgma所以A、B的加速度大小均為agA、B均做勻減速直線運(yùn)動對A木塊有碰前v2v2ad碰后A木塊反向做勻減速運(yùn)動0v2ax1對B木塊有0v2ax2由題意知x1x2d聯(lián)立得v將上式帶入解得v0.2(xx·新課標(biāo)全國卷)(1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號)A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個原子核在一次衰變中可同時放出、和三種射線(2)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩個彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距離地面的高度h0.8 m，A球在B球的正上方先將B球釋放，經(jīng)過一段時間后再將A球釋放當(dāng)A球下落t0.3 s時，剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰碰撞時間極短，碰后瞬間A球的速度恰為零已知mB3mA，重力加速度大小取g10 m/s2，忽略空氣阻力及碰撞中的動能損失求：B球第一次到達(dá)地面時的速度；P點(diǎn)距離地面的高度答案：(1)BCD(2)4 m/s0.75 m解析：(1)只有原子序號超過83的元素才能發(fā)生衰變，選項(xiàng)A錯半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項(xiàng)B對放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關(guān)，選項(xiàng)C對、三種射線中，射線能量最高，穿透能力最強(qiáng)，選項(xiàng)D對一個原子核在一次衰變中要么是衰變、要么是衰變，同時伴隨射線的產(chǎn)生，選項(xiàng)E錯(2)設(shè)B球第一次到達(dá)地面時的速度大小為vB，由運(yùn)動學(xué)公式有vB將h0.8 m代入上式，得vB4 m/s.設(shè)兩球相碰前后，A球的速度大小分別為v1和v1(v10)，B球的速度分別為v2和v2.由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可得v1gt由于碰撞時間極短，重力的作用可以忽略，兩球相碰前后的動量守恒，總動能保持不變，規(guī)定向下的方向?yàn)檎?，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvmBv22設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB，由運(yùn)動學(xué)及碰撞的規(guī)律可得vBvB設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為h，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可得h聯(lián)立式，并代入已知條件可得h0.75 m3(xx·全國理綜)(1)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_(2)如圖所示，在足夠長的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A位于B、C之間A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動，求m和M之間應(yīng)滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞設(shè)物體間的碰撞都是彈性的答案：(1)ekeb(2)(2)MmM解析：(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0及EkmeUc得Uc，故k，b，得hek，W0eb.(2)A向右運(yùn)動與C發(fā)生第一次碰撞，碰撞過程中，系統(tǒng)的動量守恒、機(jī)械能守恒設(shè)速度方向向右為正，開始時A的速度為v0，第一次碰撞后C的速度為v C1，A的速度為vA1.由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mvm vM v聯(lián)立式得vA1v0vC1v0如果m>M，第一次碰撞后，A與C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能與B發(fā)生碰撞；如果mM，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右運(yùn)動，A不可能與B發(fā)生碰撞；所以只需考慮m<M的情況第一次碰撞后，A反向運(yùn)動與B發(fā)生碰撞設(shè)與B發(fā)生碰撞后，A的速度為vA2，B的速度為vB1，同樣有vA2v A12v0根據(jù)題意，要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，應(yīng)有vA2v C1聯(lián)立式得m24mMM20解得m(2)M另一解m(2)M舍去所以，m和M應(yīng)滿足的條件為(2)Mm<M.規(guī)律探尋從近三年試題可以看出，高考對本模塊的考查重點(diǎn)突出，且考查平穩(wěn)動量方面主要以計(jì)算題的形式考查動量定理、動量守恒定律及其應(yīng)用；原子物理方面主要以選擇題或填空題的形式考查核反應(yīng)及核能計(jì)算、氫原子的能級結(jié)構(gòu)、光電效應(yīng)xx年高考，動量定理、動量守恒定律及其應(yīng)用仍然會以計(jì)算題形式出現(xiàn)，且會涉及以滑塊、滑板為模型的多物體、多過程問題其他考點(diǎn)以選擇題或填空題形式出現(xiàn)，主要集中在氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式、原子核的組成、核反應(yīng)方程、光電效應(yīng)等知識點(diǎn)上，且很可能結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行考查 考題預(yù)測(1)下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號)A玻爾原子理論將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律B原子核內(nèi)部某個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從原子核中發(fā)射出來，這就是衰變C鈾核裂變的核反應(yīng)可表示為UBaKrnD紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大E質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個粒子，釋放的能量是(2m12m2m3)c2，c為光速(2)如圖所示，滑塊A、B靜止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足夠長，其左端放置一滑塊C，B、C間的摩擦因數(shù)較小，為.A、B由不可伸長的理想輕繩連接，繩子處于松弛狀態(tài)現(xiàn)在突然給C一個向右的速度v0，讓C在B上滑動，當(dāng)C的速度為v0時，繩子剛好伸直，接著繩子被瞬間拉斷，繩子拉斷時B的速度為v0.A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m.求：從C獲得速度v0開始經(jīng)過多長時間繩子被伸直；拉斷繩子造成的機(jī)械能損失答案：(1)ABE(2)mv解析：A選項(xiàng)符合史實(shí)，A正確；B選項(xiàng)描述了衰變的實(shí)質(zhì)，B正確；C選項(xiàng)所述方程中質(zhì)量數(shù)不守恒，故C錯誤；光電子的最大初動能由逸出功和入射光子的頻率決定，與入射光子的強(qiáng)度無關(guān)，D錯誤；E選項(xiàng)所述核反應(yīng)方程為2H2nHe，質(zhì)量虧損為m2m12m2m3，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得Emc2(2m12m2m3)c2，E正確(2)物體的運(yùn)動分析和受力分析如圖所示設(shè)經(jīng)過時間t繩子被拉直，這時C的速度為v0，對C，由動量定理有mg·tm·v0m·v0解得t.設(shè)繩子剛拉直時B的速度為vB，對B、C系統(tǒng)，由動量守恒定律有mv0m·v02m·vB解得vBv0繩子被瞬間拉斷，這時繩子的彈力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B、C間的摩擦力(B、C間的摩擦因數(shù)較小)，可認(rèn)為拉斷繩子的過程動量守恒設(shè)拉斷繩子后A的速度為vA，對A、B系統(tǒng)，由動量守恒定律有2mvB2m·v03mvA解得vAv0設(shè)拉斷繩子造成的機(jī)械能損失為E，對A、B和繩子，由能量守恒定律有E·2m·v·2m·2·3m·vmv.