2022年高考物理二轮复习 题能演练 专题6 选考部分 1.6.3 动量守恒定律和原子物理（含解析）

2022年高考物理二轮复习 题能演练 专题6 选考部分 1.6.3 动量守恒定律和原子物理（含解析）1(xx新课标全国卷)(1)一质子束入射到静止靶核Al上，产生如下核反应：pAlXn.式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核由反应式可知，新核X的质子数为_，中子数为_(2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d.现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为，B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小答案：(1)1413(2)解析：(1)由HAlXn，由质量数守恒和电荷数守恒得新核的质子数为14，中子数为13.(2)设木块A的初速度为v0，运动距离d后速度为v，A、B碰后的速度分别为v1、v2，运动的距离分别为x1、x2，由于A、B发生弹性正碰的时间极短，所以碰撞前后动量守恒、动能守恒，有mAvmAv1mBv2mAv2mAvmBv联立解得v1vvv2vvA、B与地面间的动摩擦因数均为，由牛顿第二定律得mgma所以A、B的加速度大小均为agA、B均做匀减速直线运动对A木块有碰前v2v2ad碰后A木块反向做匀减速运动0v2ax1对B木块有0v2ax2由题意知x1x2d联立得v将上式带入解得v0.2(xx新课标全国卷)(1)关于天然放射性，下列说法正确的是_(填正确答案标号)A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线(2)如图所示，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距离地面的高度h0.8 m，A球在B球的正上方先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放当A球下落t0.3 s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零已知mB3mA，重力加速度大小取g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：B球第一次到达地面时的速度；P点距离地面的高度答案：(1)BCD(2)4 m/s0.75 m解析：(1)只有原子序号超过83的元素才能发生衰变，选项A错半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项C对、三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项D对一个原子核在一次衰变中要么是衰变、要么是衰变，同时伴随射线的产生，选项E错(2)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有vB将h0.8 m代入上式，得vB4 m/s.设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1(v10)，B球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可得v1gt由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvmBv22设B球与地面相碰后的速度大小为vB，由运动学及碰撞的规律可得vBvB设P点距地面的高度为h，由运动学规律可得h联立式，并代入已知条件可得h0.75 m3(xx全国理综)(1)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_(2)如图所示，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的答案：(1)ekeb(2)(2)MmM解析：(1)根据光电效应方程EkmhW0及EkmeUc得Uc，故k，b，得hek，W0eb.(2)A向右运动与C发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒设速度方向向右为正，开始时A的速度为v0，第一次碰撞后C的速度为v C1，A的速度为vA1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mvm vM v联立式得vA1v0vC1v0如果mM，第一次碰撞后，A与C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B发生碰撞；如果mM，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右运动，A不可能与B发生碰撞；所以只需考虑mM的情况第一次碰撞后，A反向运动与B发生碰撞设与B发生碰撞后，A的速度为vA2，B的速度为vB1，同样有vA2v A12v0根据题意，要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有vA2v C1联立式得m24mMM20解得m(2)M另一解m(2)M舍去所以，m和M应满足的条件为(2)MmM.规律探寻从近三年试题可以看出，高考对本模块的考查重点突出，且考查平稳动量方面主要以计算题的形式考查动量定理、动量守恒定律及其应用；原子物理方面主要以选择题或填空题的形式考查核反应及核能计算、氢原子的能级结构、光电效应xx年高考，动量定理、动量守恒定律及其应用仍然会以计算题形式出现，且会涉及以滑块、滑板为模型的多物体、多过程问题其他考点以选择题或填空题形式出现，主要集中在氢原子的能级结构、能级公式、原子核的组成、核反应方程、光电效应等知识点上，且很可能结合实际问题进行考查 考题预测(1)下列说法正确的是_(填正确答案标号)A玻尔原子理论将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱实验规律B原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是衰变C铀核裂变的核反应可表示为UBaKrnD紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大E质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2，c为光速(2)如图所示，滑块A、B静止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的摩擦因数较小，为.A、B由不可伸长的理想轻绳连接，绳子处于松弛状态现在突然给C一个向右的速度v0，让C在B上滑动，当C的速度为v0时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时B的速度为v0.A、B、C的质量分别为3m、2m、m.求：从C获得速度v0开始经过多长时间绳子被伸直；拉断绳子造成的机械能损失答案：(1)ABE(2)mv解析：A选项符合史实，A正确；B选项描述了衰变的实质，B正确；C选项所述方程中质量数不守恒，故C错误；光电子的最大初动能由逸出功和入射光子的频率决定，与入射光子的强度无关，D错误；E选项所述核反应方程为2H2nHe，质量亏损为m2m12m2m3，根据爱因斯坦质能方程得Emc2(2m12m2m3)c2，E正确(2)物体的运动分析和受力分析如图所示设经过时间t绳子被拉直，这时C的速度为v0，对C，由动量定理有mgtmv0mv0解得t.设绳子刚拉直时B的速度为vB，对B、C系统，由动量守恒定律有mv0mv02mvB解得vBv0绳子被瞬间拉断，这时绳子的弹力远远大于B、C间的摩擦力(B、C间的摩擦因数较小)，可认为拉断绳子的过程动量守恒设拉断绳子后A的速度为vA，对A、B系统，由动量守恒定律有2mvB2mv03mvA解得vAv0设拉断绳子造成的机械能损失为E，对A、B和绳子，由能量守恒定律有E2mv2m23mvmv.