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专题十三 动量、波粒二象性和近代物理初步第1讲动量守恒定律一、单项选择题1.下列说法中正确的是()A.物体的动量变化，其速度大小一定变化B.物体的动量变化，其速度方向一定变化C.物体的动量变化，其动能一定变化D.物体的速率变化，其动量一定变化2.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是()A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和小车组成的系统动量守恒C.只有在忽略子弹和枪筒之间的摩擦时，枪、子弹和小车组成的系统动量才守恒D.枪、子弹和小车组成的系统动量守恒3.如图K1311所示，一车厢长度为L、质量为M，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢中，这时车厢的速度为()图K1311A.v0 B.0 C. D.4.如图K1312所示，在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛质量为0.5 kg的小球，小球落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层粘胶，车与粘胶的总质量为4 kg，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s，取g10 m/s2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度大小是()图K1312A.5 m/s B.4 m/s C.8.5 m/s D.9.5 m/s5.(2013年天津卷)我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000 m接力三连冠.如图K1313，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()图K1313A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功6.(2014年福建卷)如图K1314所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离.已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()图K1314A.v0v2 B.v0v2C.v0v2 D.v0(v0v2)7.(2016年河北衡水中学调研)下列说法正确的是()A.物体速度变化越大，则加速度越大B.物体动量发生变化，则物体的动能一定变化C.合外力对系统做功为零，则系统的动量一定守恒D.系统所受合外力为零，则系统的动量一定守恒二、多项选择题8.(2016年河北衡水中学调研)A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，图K1315所示为发生碰撞前后的vt图线，由图线可以判断()图K1315A.A、B的质量比为32B.A、B作用前后总动量守恒C.A、B作用前后总动量不守恒D.A、B作用前后总动能不变9.(2016年江西上高月考)如图K1316甲所示，一物块在t0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端.由此可以确定() 甲 乙图K1316A.物块返回底端时的速度B.物块所受摩擦力大小C.斜面倾角D.3t0时间内物块克服摩擦力所做的功10.如图K1317所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞瞬间，下列情况可能发生的是()图K1317A.小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(Mm0)vMv1mv2m0v3B.摆球的速度不变，小车和木块的速度发生变化，分别变为v1和v2，满足MvMv1mv2C.摆球的速度不变，小车和木块的速度都发生变化，变为v1，满足Mv(Mm)v1D.小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(Mm0)v(Mm0)v1mv2三、非选择题11.(2016年湖南师范大学附中月考)如图K1318所示，质量M0.040 kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接.Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v050 m/s，质量m0.010 kg的弹丸，当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短.不计空气阻力.求弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？图K1318第2讲动量守恒定律的综合运用一、单项选择题1.甲球追赶乙球，并相碰，甲球的速度减小了5 m/s，乙球的速度增大了3 m/s，则甲、乙两球质量之比m甲m乙是()A.21 B.35 C.53 D.122.质量为M的木块置于光滑水平面上，一质量为m的子弹以水平速度v0打入木块并留在木块中，如图K1321所示，此过程中木块向前运动位移s，子弹打入木块深度d，则下列判断正确的是()图K1321A.木块对子弹做功mvB.子弹对木块做功MvC.子弹动能的减少等于木块动能的增加D.木块和子弹的总机械能一定减少3.如图K1322所示，细线上端固定于O点，其下端系一小球，细线长L.现将细线和小球拉至图中实线位置，此时细线与竖直方向的夹角60，在小球摆动的最低点处放置一质量相同的泥球，然后使小球从实线位置由静止释放，当它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是()图K1322A. B. C. D.4.(2015年安徽铜陵五中月考)如图K1323所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块.现让一小球自左侧槽口A点的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是()图K1323A.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向上动量守恒C.小球自半圆槽的最低点B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向上动量守恒D.小球离开C点以后，将做竖直上抛运动5.(2013年福建卷)将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A. B. C. D.6.(2015年福建卷)如图K1324，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()图K1324A.A和B都向左运动 B.A和B都向右运动C.A静止，B向右运动 D.A向左运动，B向右运动7.(2015年北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图K1325，则()图K1325A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里二、多项选择题8.如图K1326所示，三个质量都是m的小球a、b、c放于光滑的水平面上，小球b、c与轻弹簧相连且静止，小球a以速度v0冲向小球b，碰撞后与小球b粘在一起.在整个运动过程中，下列说法正确的是()图K1326A.三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒B.三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒C.当小球b、c速度相等时，弹簧的弹性势能最大D.当弹簧恢复原长时，小球c的动能最大，小球b的动能为零9.如图K1327所示，质量分别为m和2m的两个木块A、B间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙.用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E.这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()图K1327A.撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B.撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为ED.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E10.如图K1328所示，静止在光滑水平面上的小车质量为m，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则()图K1328A.系统的动量守恒B.水平方向任意时刻m与M的动量等大反向C.m不能向左摆到原高度 D.M向右移动的最大距离为三、非选择题11.(2014年广东珠海摸底)如图K1329所示，劲度系数为k的轻弹簧，左端连着绝缘介质小球B，右端连在固定板上，放在光滑绝缘的水平面上.整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中.现有一质量为m、带电荷量为q的小球A，从距B球为s的O处自由释放，并与B球发生碰撞.碰撞中无机械能损失，且A球的电荷量始终不变.已知B球的质量M3m，B球被碰后做周期性运动，其运动周期T2(A、B小球均可视为质点).(1)求A球与B球第一次碰撞后瞬间，A球的速度v1和B球的速度v2.(2)要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰，求劲度系数k的可能取值.图K1329第3讲光电效应波粒二象性一、多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)1.(2014年海南卷)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应.对于这两个过程.下列四个物理量中，一定不同的是()A.遏止电压 B.饱和光电流C.光电子的最大初动能 D.逸出功2.光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中，正确的是()A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度无关C.逸出的光电子的初动能与光强度无关D.单位时间内逸出的光电子数与入射光强度有关E.能否产生光电效应现象，决定于入射光的频率是否大于极限频率3.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列说法正确的是()A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应E.只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应4.(2014年广东揭阳模拟)下列说法正确的是()A.某色光照射在某金属表面上，不能发生光电效应，是由于该色光波长太长B.太阳上进行的核反应方程是UnBaKr3nC.大量处于n4能量轨道的氢原子，可能发出6种不同频率的光D.在可见光中，红光光子能量最大E.玻尔的原子模型引入了普朗克的量子观念5.以下说法正确的是()A.在光电效应中，若某材料的逸出功是W0，则它的极限频率0B.卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构C.氢原子从高能级跃迁到低能级要放出光子D.原子核放出粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素E.太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应6.(2016年湖北龙泉中学、宜昌一中联考)已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为0.一群氢原子处于量子数n4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，且氢原子从量子数n3的激发态跃迁到量子数n2的能量状态时向外辐射频率为0的光子.下列说法正确的是()A.这些氢原子向外辐射的光子频率有6种B.当照射光的频率 大于0 时，若 增大，则逸出功增大C.当用频率为20 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0D.当照射光的频率 大于0 时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍E.这些氢原子向外辐射的所有频率的光子中，只有一种不能使这种金属发生光电效应7.(2013年上海卷改编)在光电效应的实验结果中，与光的波动理论矛盾的是()A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大，光电子最大初动能越大8.(2013年北京卷改编)以往我们认识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收到一个光子而从金属表面逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实.光电效应实验装置示意如图K1331所示.用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应.换用同样频率的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U不可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)()图1331A.U B.U C.U2hW D.U9.(2015年浙江宁波期末改编)一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长不可能为()A. B. C. D.二、非选择题10.(2015年山东潍坊模拟)某同学采用如图K1332所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象.闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U称为反向遏止电压.根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能.现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，求：(1)阴极K所用金属的极限频率；(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.图K1332第4讲原子结构和原子核多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)1.(2015年广东韶关十校联考)下列说法正确的是()A.C经一次衰变后成为CB.He核由两个中子和两个质子组成C.温度升高不能改变放射性元素的半衰期D.核反应方程应遵循质子数守恒和中子数守恒E.氢原子由较低能级跃迁到较高能级时，电子动能增加，原子势能减小2.根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是()A.原子的中心有个核，叫做原子核B.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内E.卢瑟福的原子结构学说可以解释粒子散射现象3.关于核能和爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是()A.Emc2是物体各种形式能的总称B.原子核能是指核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量C.1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV能量D.由Emc2知，在核反应中，亏损的质量m转化成能量E放出E.Emc2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系4.(2014年广东佛山质检)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图K1341所示.一群氢原子处于量子数n4的能级状态，下列说法中正确的是()图K1341A.氢原子最多可能辐射4种频率的光子B.氢原子最多可能辐射6种频率的光子C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D.辐射的光子中有些光子能使钙发生光电效应E.处于基态的氢原子能够吸收能量为11 eV的光子向高能级跃迁 5.我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：UnSrXekn.HHHedn.关于这两个方程的下列说法，正确的是()A.方程属于衰变B.方程属于重核裂变C.方程属于轻核聚变D.方程中k10，方程中d1E.方程中k6，方程中d16.以下说法正确的是()A.当氢原子从n3的状态跃迁到n1的状态时，要吸收光子B.蓝光照射到某金属板表面时能够产生光电效应，则换用强度较低的紫光照射不可以发生光电效应现象C.原子序数大于83的原子核都具有放射性D.核反应：UnBaKraX中X为中子，a3E.放射性元素发生一次衰变，原子序数增加17.(2014年广东揭阳一中摸底)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是()A.核反应方程为HHHenB.这是一个裂变反应C.核反应过程中的质量亏损mm1m2m3D.核反应过程中的质量亏损mm1m2m3m4E.核反应过程中释放的核能E(m1m2m3m4)c28.(2014年广东茂名月考)下列核反应方程及其表述完全正确的是()A.HeHHeH是聚变反应B.UThHe是人工核转变C.UnKrBa3n是裂变反应D.NaMg 01e是裂变反应E.PaO 01e是衰变方程9.(2013年海南卷)原子核Th具有天然放射性，它经过若干次衰变和衰变后会变成新的原子核.下列原子核中，有三种是Th衰变过程中可以产生的，它们是()A.Pb B.Pb C.Po D.Ra E.Ra10.(2016年吉林实验中学一模)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的有()A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，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B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆逊在粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应E.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象11.(2016年重庆月考)下列说法正确的是()A.方程式UHeHe是重核裂变反应方程B.铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能C.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力E.原子核所含核子单独存在时的总质量等于该原子核的质量实验十六验证动量守恒定律一、单项选择题1.在做验证碰撞中的动量守恒的实验时，选用入射小球和被碰小球的要求是()A.入射小球的质量大于被碰小球的质量，两球的直径相同B.入射小球的质量小于被碰小球的质量，两球的直径相同C.两球的质量相同，入射小球的直径大于被碰小球的直径D.两球的质量和直径均相同2.在做“验证动量守恒定律”的实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图S161所示，下列关于这个实验的说法正确的是()图S161A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B.让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射球从斜槽上不同的位置滚下C.要验证的表达式是m1OPm1OMm2OND.要验证的表达式是m1(OP2r)m1(OM2r)m2ON3.在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了使()A.小球每次都能水平飞出槽口B.小球每次都以相同的速度飞出槽口C.小球在空中飞行的时间不变D.小球每次都能对心碰撞4.在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，下列说法不符合本实验要求的是()A.入射球比被碰球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放C.安装轨道时，轨道末端必须水平D.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺5.在“验证动量守恒定律”实验中，设入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，为了减小实验误差，下列说法正确的是()A.m1m2，r1r2B.m1m2，r1r2C.降低斜槽的高度D.入射小球释放点要适当高一些6.在“验证动量守恒定律”实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通过间接地测量解决这个问题，下列关于所测量物理量的说法中正确的是()A.小球开始释放高度B.小球抛出点距地面的高度C.小球做平抛运动的射程D.同时测量小球抛出点距地面的高度和小球的水平射程二、多项选择题7.在“研究碰撞中动量守恒”的实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中，错误的是()A.释放点越高，两球相碰时相互作用力越大，碰撞前动量之差越小，误差越小B.释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，支柱对被碰小球的水平冲量就越小C.释放点越低，小球受阻力越大，入射小球速度越小，误差越小D.释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，实验误差也越小8.如图S162，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复.接下来要完成的必要步骤是()图S162A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON三、非选择题9.如图S163所示为“验证动量守恒定律”的实验装置.图S163(1)下列说法中符合本实验要求的是_(填选项前面的字母).A.入射球比被碰球质量大或者小均可，但两者的直径必须相同B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放C.安装轨道时，轨道末端必须水平D.需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON.已知入射球的质量为m1，被碰球的质量为m2，如果测得m1OMm2ON近似等于_，则认为成功地验证了碰撞中的动量守恒.10.某实验小组利用“验证动量守恒定律”的器材来验证小滑块沿斜槽滚下过程中机械能守恒，实验装置如图S164所示.(已知小滑块质量为m)图S164(1)部分实验步骤如下：A.把斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽使斜槽出口末端_.B.出口末端拴上重锤线，重锤投影在水平地面O点，地面铺上_.C.从斜槽某高处同一点A由静止开始释放小滑块多次，找出平均落地点P.(2)实验中应测量的数据有_(填上文字和相应的符号).(3)除了测量引起误差外，从器材角度考虑，用_代替小滑块能减小误差. 专题提升十三动量守恒中几种常见的模型1.(2015年福建莆田一中期末)如图Z131所示，一质量M3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m1.0 kg的小木块A.给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板. 在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是()图Z131A.1.8 m/s B.2.4 m/s C.2.8 m/s D.3.0 m/s2.(2016年黑龙江实验中学月考)如图Z132所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，其右侧边缘放有小滑块C，与木板B完全相同的木板A以一定的速度向左运动，与木板B发生正碰，碰后两者粘在一起并继续向左运动，最终滑块C刚好没有从木板上掉下.已知木板A、B和滑块C的质量均为m，C与A、B之间的动摩擦因数均为.求：(1)木板A与B碰前的速度v0.(2)整个过程中木板B对木板A的冲量I.图Z1323.(2016年广东广州执信中学期中)如图Z133所示，质量为m245 g的物块(可视为质点)放在质量为M0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为0.4.质量为m05 g的子弹以速度v0300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g取10 m/s2.子弹射入后，求：(1)物块相对木板滑行的时间.(2)物块相对木板滑行的位移.图Z1334.(2016年河北衡水中学四调)如图Z134甲所示，物体A、B的质量分别为4 kg和8 kg，由轻质弹簧连接，放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙壁相接触，另有一物体C从t0时刻起水平向左运动，在t5 s时与物体A相碰，并立即与A有相同的速度，一起向左运动，物块C的速度时间图象如图乙所示.(1)求物块C的质量.(2)在5 s到15 s的时间内，墙壁对物体B的作用力的冲量. 甲 乙图Z1345.(2013年山东卷)如图Z135所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开始时C静止，A、B一起以v05 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.图Z1356.如图Z136所示，浮动起重机从岸上吊起m2 t的重物.开始时浮吊起重杆OA与竖直方向成60角，当转至杆与竖直方向成30角时，求起重机的水平方向的位移.设浮吊质量为20 t，起重杆长L8 m，水的阻力与杆重均不计.图Z1367.(2014年天津卷)如图Z137所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B黏合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：(1)A开始运动时加速度a的大小.(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小.(3)A的上表面长度l.图Z1378.如图Z138所示，光滑水平面上有A、B两个物体，A物体的质量mA1 kg，B物体的质量mB4 kg，A、B两个物体分别与一个轻弹簧拴接，B物体的左端紧靠竖直固定墙壁，开始时弹簧处于自然长度，A、B两物体均处于静止状态，现用大小为F10 N的水平恒力向左推A，将弹簧压缩了20 cm时，A的速度恰好为0，然后撤去水平恒力，求：(1)运动过程中A物体的最大速度.(2)运动过程中B物体的最大速度.图Z138专题十三动量、波粒二象性和近代物理初步第1讲动量守恒定律1D2.D3.C4.A5.B6.D7.D8ABD解析：设A的质量为m1，B的质量为m2，碰撞前后两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，从图象上可得碰撞前后两者的速度，故有m16m21m12m27，解得m1m232，AB正确，C错误；碰撞前系统的总动能Ek1m162m212m1，碰撞后的总动能为Ek2m122m272m1Ek1，动能不变，故D正确9AC解析：上滑过程中做初速度为v0的匀减速直线运动，下滑过程做初速度为零末速度为v的匀加速直线运动，上滑和下滑的位移大小相等，所以有t02t0，解得v，A正确；上滑过程中有(mgsin mgcos )t00mv0，下滑过程中有(mgsin mgcos )2t0，解得fmgcos mgsin ，得sin .由于不知道质量，所以不能求出摩擦力，可以求出斜面倾角，故B错误、C正确；由于不知道物体的质量，所以不能求解克服摩擦力所做的功，D错误10BC11解：弹丸进入靶盒A后，弹丸与靶盒A的共同速度为v，由系统动量守恒定律可知：mv0(mM)v靶盒A的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能定恒可得：Ep(mM)v2解得Epv代入数据可得：Ep2.5 J.第2讲动量守恒定律的综合运用1B2.D3C解析：设小球与泥球碰前的速度为v1，碰撞后的速度为v2，小球下落过程中有mgL(1cos 60)mv，在碰撞过程中有mv12mv2，上升过程中有2mgh2mv，由以上各式解得h.4C解析：小球在半圆槽内运动的全过程中，除重力做功外，槽的支持力也对小球做功，故A错误；小球在槽内运动的前半过程中，左侧物体对槽有作用力，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，故B错误；小球自半圆槽的最低点B点向C点运动的过程中，水平方向合外力为零，故小球与半圆槽动量守恒，故C正确；小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D错误5D6.D7D解析：静止的核发生衰变(XYe)由内力作用，满足动量定恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由qvBm可知r，则两个新核的运动半径与电荷量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确8AC9.BD10.BD11解：设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0，由动能定理得，qEsmv解得v0碰撞过程中动量守恒mv0mv1Mv2无机械能损失，则有mvmvMv解得v1v0 ，负号表示方向向左，v2v0，方向向右(2)要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置，则必有A球重新回到O处所用的时间t恰好等于B球的T，at2nT(n0,1,2,3 )由题意得T2解得k(n0,1,2,3)第3讲光电效应波粒二象性1ACD2.CDE3.ACE4.ACE5.ACE6ACE解析：一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时共产生C6种不同频率的光子，选项A正确；逸出功由金属的本身属性决定，与照射光的频率无关，选项B错误；根据光电效应方程EkmhW，其中Wh0，选项C正确；光电子的最大初动能与照射光的频率有关，与光强无关，选项D错误；n4跃迁到n3辐射的光子能量小于n3跃迁到n2辐射的光子能量，该光子不能使金属发生光电效应，选项E正确7ABD解析：按照光的波动理论，电子通过波动吸收能量，若波的能量不足以使得电子逸出，那么就需要多吸收一些，需要一个能量累积的过程，而不是瞬时的，选项A对波动理论矛盾根据波动理论，能量大小与波动的振幅有关，而与频率无关，即使光的能量不够大，只要金属表面的电子持续吸收经过一个能量累积过程，都可以发生光电效应，与选项B矛盾；光电子逸出后的最大初动能与入射光的能量有关，即与入射光的波动振幅有关，与频率无关，所以波动理论与选项D矛盾。对于光电流大小，根据波动理论，入射光增强，能量增大，所以光电流增大，选项C与波动理论并不矛盾，选项ABD正确8ACD9.BCD10解：由光电效应方程可得：h1WEk1h2WEk2又Ek1U1eEk2U2e极限频率0由以上各式联立可得：0h.第4讲原子结构和原子核1ABC2.ADE3.BCE4.BCD5.BCD6.CDE7ADE8.ACE9ACD解析：发生衰变时放出He，发生衰变时放出电子e，每发生一次衰变质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次衰变，质量数不变，电荷数增加1，由质量数的变化可确定衰变的次数(必须是整数)进而可知衰变的次数，若Th衰变成Pb，发生衰变的次数是7，发生衰变的次数是8227906，均是整数，符合要求，A正确。同理逐一判断可知，CD也正确10BDE11.BCD实验十六验证动量守恒定律1A解析：入射小球的质量应大于被碰小球的质量，且r1r2r.2C3.B4.A5.D6.C7.CD8.ADE9(1)BC(2)m1OP10(1)水平复写纸、白纸(2)A点距台面高度H，斜槽出口距地面高度h，OP间距离s(3)小球专题提升十三动量守恒中几种常见的模型1B解析：A先向左减速到零，再向右做加速运动，在此期间，木板减速运动，最终它们保持相对静止，设A减速到零时，木板的速度为v1，最终它们的共同速度为v2，取水平向右为正方向，则MvmvMv1，Mv1(Mm)v2，可得v1 m/s，v22 m/s，所以在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小应大于2.0 m/s而小于 m/s，只有选项B正确2解：(1)A、B碰后瞬时速度为v1，碰撞过程中动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv02mv1A、B粘为一体后通过摩擦力与C发生作用，最后有共同的速度v2，此过程中动量守恒，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：2mv13mv2C在A上滑动过程中，由能量守恒定律得mgL3mv2mv联立以上三式解得v02.(2)根据动量定理可知，B对A的冲量与A对B的冲量等大反向，则I的大小等于B的动量变压量，即Imv2，负号表示B对A的冲量方向向右3解：(1)子弹打入物块过程，由动量守恒定律得m0v0(m0m )v1 物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律得(m0m )v1(m0mM )v2对子弹和物块整体，由动量定理得(m0m)gt(m0m)(v2v1) 联立解得物块相对小车的滑行时间t1 s.(2)子弹射入木块后，对子弹、木块和木板组成的系统，由能量守恒定律得(m0m)gd(m0m)v(m0mM )v联立解得d3 m.4解：(1)由图象可得：物体C以速度v06 m/s与A相碰，碰撞后两者立即有相同的速度v2 m/s，A、C在碰撞过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒得：mCv0(mAmC)v，代入数据解得：mC2 kg.(2)在5 s到15 s内，墙壁对B的作用力F等于轻弹簧的弹力，轻弹簧的弹力使物体A和C的速度由2 m/s减到0，再反弹到2 m/s，则弹力的冲量等于F的冲量为：I(mAmC)v(mAmC)v解得：I24 Ns，方向向右5解：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0mAvAmCvC，A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得mAvAmBv0(mAmB)vABA、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vABvC联立式解得：vA2 m/s.6解：浮吊与重物组成的系统水平方向不受外力，动量守恒且初总动量为零，为人船模型，则：mL(sin 60sin 30)xMx解得x0.266 m，即起重机的水平向左的位移为0.266 m.7解：(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有FmAa代入数据解得a2.5 m/s2.(2)对A、B碰撞后共同运动t0.6 s的过程，由动量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入数据解得v1 m/s.(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA(mAmB)vA从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有FlmAv由式，代入数据解得l0.45 m.8解：(1)恒力做的功为：WFx2 J弹簧具有的最大弹性势能为：EpW2 J弹簧完全弹开达到原长时，A速度达到最大，设为vAm，则：EpmAv，可得vAm2 m/s.(2)当弹簧再次达到原长时，B物体的速度最大，设为vBmmAvAmmAvAmBvBmmAvmAvA2mBv解得vBm0.8 m/s.
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