2019-2020年高三物理二輪復習 第一部分 診斷卷(二十)專題六 選考模塊 第三講 碰撞與動量守恒 近代物理初步.doc
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2019-2020年高三物理二輪復習 第一部分 診斷卷(二十)專題六 選考模塊 第三講 碰撞與動量守恒 近代物理初步.doc
1(xx全國卷) (1)在某次光電效應實驗中,得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關系如圖1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_。2019-2020年高三物理二輪復習 第一部分 診斷卷(二十)專題六 選考模塊 第三講 碰撞與動量守恒 近代物理初步(2)如圖2,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的質量為m,B、C的質量都為M,三者均處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)使A以某一速度向右運動,求m和M之間應滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設物體間的碰撞都是彈性的。圖22(xx山東高考)(1)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5 700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動結束后,14C的比例持續(xù)減小?,F(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是_。(雙選,填正確答案標號)a該古木的年代距今約5 700年b12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)c14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線d增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變(2)如圖3,三個質量相同的滑塊A、B、C,間隔相等地靜置于同一水平直軌道上?,F(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0,一段時間后A與B發(fā)生碰撞,碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運動,B再與C發(fā)生碰撞,碰后B、C粘在一起向右運動?;瑝KA、B與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值。兩次碰撞時間均極短。求B、C碰后瞬間共同速度的大小。圖33(xx全國卷)(1)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是_。A電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構D人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構E光電效應實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關,與入射光的強度無關(2)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運動,并發(fā)生碰撞;碰撞后兩者粘在一起運動;經(jīng)過一段時間后,從光滑路段進入粗糙路段。兩者的位置x隨時間t變化的圖像如圖4所示。求:圖4()滑塊a、b的質量之比;()整個運動過程中,兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比。4(1)下列說法正確的是_。A比結合能越大,原子中核子結合的越牢固,原子核越穩(wěn)定B黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關C放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件有關D大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子(2)用頻率均為但強度不同的甲、乙兩種光做光電效應實驗,發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關系如圖5所示,由圖可知,_(選填“甲”或“乙”)光的強度大。已知普朗克常量為h,被照射金屬的逸出功為W0,則光電子的最大初動能為_。圖5(3)1926年美國波士頓的內(nèi)科醫(yī)生盧姆加特等首次應用放射性氡研究人體動、靜脈血管床之間的循環(huán)時間,被譽為“臨床核醫(yī)學之父”。氡的放射性同位素有27種,其中最常用的是Rn。Rn經(jīng)過m次衰變和n次衰變后變成穩(wěn)定的Pb。求m、n的值;一個靜止的氡核(Rn)放出一個粒子后變成釙核(Po)。已知釙核的速率v1106 m/s,求粒子的速率。5(xx鄭州高三檢測)(1)關于近代物理學,下列說法正確的是_。A射線、射線和射線是三種波長不同的電磁波B一群處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出6種不同頻率的光C重核裂變過程生成中等質量的核,反應前后質量數(shù)守恒,但質量一定減少D10個放射性元素的原子核在經(jīng)一個半衰期后,一定有5個原子核發(fā)生衰變E光電效應和康普頓效應的實驗都表明光具有粒子性(2)如圖6所示,質量為m245 g的物塊(可視為質點)放在質量為M0.5 kg 的木板左端,足夠長的木板靜止在光滑水平面上,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.4。質量為m05 g的子彈以速度v0300 m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(時間極短),g取10 m/s2。子彈射入后,求:圖6()物塊相對木板滑行的時間;()物塊相對木板滑行的位移。6(xx淄博一模)(1)已知氘核的比結合能是1.09 Mev,氚核的比結合能是2.78 Mev;氦核的比結合能是7.03 Mev。在某次核反應中,1個氘核和1個氚核結合生成1個氦核,則下列說法中正確的是_。(雙選,填正確答案標號)A這是一個裂變反應B核反應方程式為HHHenC核反應過程中釋放的核能是17.6 MevD目前核電站都采用上述核反應發(fā)電(2)如圖7所示,AOB是光滑水平軌道,BC是半徑為R的光滑的固定圓弧軌道,兩軌道恰好相切于B點。質量為M的小木塊靜止在O點,一顆質量為m的子彈以某一初速度水平向右射入小木塊內(nèi),并留在其中和小木塊一起運動,且恰能到達圓弧軌道的最高點C(木塊和子彈均看成質點)。圖7求子彈射入木塊前的速度。若每當小木塊返回到O點或停止在O點時,立即有一顆相同的子彈射入小木塊,并留在其中,則當?shù)?顆子彈射入小木塊后,小木塊沿圓弧軌道能上升的最大高度為多少?答 案1解析:(1)根據(jù)光電效應方程EkmhW0及EkmeUc得Uc,故k,b,得hek,W0eb。(2)A向右運動與C發(fā)生第一次碰撞,碰撞過程中,系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒。設速度方向向右為正,開始時A的速度為v0,第一次碰撞后C的速度為vC1,A的速度為vA1。由動量守恒定律和機械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mv02mvA12MvC12聯(lián)立式得vA1 v0vC1 v0如果mM,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碰前的速度向右運動,A不可能與B發(fā)生碰撞;所以只需考慮mM的情況。第一次碰撞后,A反向運動與B發(fā)生碰撞。設與B發(fā)生碰撞后,A的速度為vA2,B的速度為vB1,同樣有vA2 vA12v0根據(jù)題意,要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞,應有vA2vC1聯(lián)立式得m24mMM 20解得m(2)M另一解m(2)M舍去。所以,m和M應滿足的條件為(2)MmM。答案:(1)ekeb(2)(2)MmM2解析:(1)古木樣品中14C的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一,根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約5 700年,選項a正確。同位素具有相同的質子數(shù),不同的中子數(shù),選項b錯誤。14C的衰變方程為 146C 147N10e,所以此衰變過程放出射線,選項c正確。放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關,與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關,選項d錯誤。(2)設滑塊質量為m,A與B碰撞前A的速度為vA,由題意知,碰撞后A的速度vAv0,B的速度vBv0,由動量守恒定律得mvAmvAmvB設碰撞前A克服軌道阻力所做的功為WA,由功能關系得WAmv02mvA2設B與C碰撞前B的速度為vB,B克服軌道阻力所做的功為WB,由功能關系得WBmvB2mvB2據(jù)題意可知WAWB設B、C碰撞后瞬間共同速度的大小為v,由動量守恒定律得mvB2mv聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得vv0。答案:(1)ac(2)v03解析:(1)電子束具有波動性,通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣,選項A正確。射線在云室中高速運動時,徑跡又細又直,表現(xiàn)出粒子性,選項B錯誤。人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構,體現(xiàn)出波動性,選項C正確。電子顯微鏡是利用電子束工作的,體現(xiàn)了波動性,選項D正確。光電效應實驗,體現(xiàn)的是波的粒子性,選項E錯誤。(2)()設a、b的質量分別為m1、m2,a、b碰撞前的速度為v1、v2。由題給圖像得v12 m/sv21 m/sa、b發(fā)生完全非彈性碰撞,碰撞后兩滑塊的共同速度為v。由題給圖像得v m/s由動量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v聯(lián)立式得m1m218()由能量守恒得,兩滑塊因碰撞而損失的機械能為Em1v12m2v22(m1m2)v2由圖像可知,兩滑塊最后停止運動。由動能定理得,兩滑塊克服摩擦力所做的功為W(m1m2)v2聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得WE12。答案:(1)ACD(2)()18()124解析:(1)由原子核結合能曲線圖可知:比結合能越大,原子中核子結合的越牢固,原子核越穩(wěn)定,A正確;無論是否考慮能量量子化,我們都發(fā)現(xiàn)黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關,B正確;放射性元素的半衰期與本身原子核內(nèi)部結構有關,與外界因素無關,所以C的敘述錯誤;大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,最多可產(chǎn)生N6種不同頻率的光子,D錯誤。(2)根據(jù)光的強度與電流成正比,由圖就可知道:甲的光的強度大;由愛因斯坦的光電效應方程可得:hEmW0EmhW0。(3)4m222206,m486822mn,n4由動量守恒定律得:mvmPov0v5.45107 m/s。答案:(1)AB(2)甲hW0(3)445.45107 m/s5解析:(1)射線是電磁波,而射線、射線不是電磁波,故A錯誤;根據(jù)數(shù)學組合C426,故B正確;核子結合成原子核時一定有質量虧損,釋放出能量,故C正確;半衰期是大量原子核顯現(xiàn)出來的統(tǒng)計規(guī)律,對少量的原子核沒有意義,故D錯誤;光電效應和康普頓效應揭示了光具有粒子性,故E正確。(2)()子彈打入木塊過程,由動量守恒定律得:m0v0(m0m)v1木塊在木板上滑動過程,由動量守恒定律得:(m0m)v1(m0mM)v2對子彈木塊整體,由動量定理得:(m0m)gt(m0m)(v2v1)聯(lián)立解得物體相對小車的滑行時間:t1 s。()子彈射入木塊后,由子彈木塊和木板組成的系統(tǒng),由能量守恒定律得:(m0m)gd(m0m)v12(m0mM)v22聯(lián)立解得:d3 m。答案:(1)BCE(2)()1 s()3 m6解析:(1)1個氘核和1個氚核結合生成1個氦核,這是聚變反應,故A錯誤;1個氘核和1個氚核結合生成1個氦核,根據(jù)質量數(shù)與質子數(shù)守恒知同時有一個中子生成,反應方程為HHHen,故B正確;根據(jù)質能方程Emc2,得一次聚變釋放出的能量:EE2E17.034 MeV(2.7831.092)MeV17.6 MeV,故C正確;目前核電站都采用核裂變發(fā)電,故D錯誤。 (2)第一顆子彈射入木塊的過程,系統(tǒng)動量守恒,以子彈的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得:mv0(mM)v1系統(tǒng)由O到C的運動過程中機械能守恒,由機械能守恒定律得:(mM)v12(mM)gR由以上兩式解得:v0。由動量守恒定律可知,第2、4、6顆子彈射入木塊時,木塊的速度為0,第1、3、5顆子彈射入后,木塊運動。當?shù)?顆子彈射入木塊時,以子彈初速度方向為正方向,由動量守恒定律得:mv0(9mM)v9設此后木塊沿圓弧上升的最大高度為H,由機械能守恒得:(9mM)v92(9mM)gH由以上各式可得:H2R。答案:(1)BC(2) 2R