2018届高考物理第二轮专题强化训练15.doc

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训练17　碰撞与动量守恒　近代物理初步　　　　　　　　　　　　
1.(8分)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展．下列说法符合事实的是(　　)
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击7N获得反冲核8O，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
解析：本题考查物理学史及其相关的知识点，意在考查学生对近代物理史实的识记能力．
赫兹通过一系列实验，得到了电磁波，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A正确．查德威克用α粒子轰击Be，获得反冲核6C，发现了中子，选项B错误．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，选项C正确．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型，选项D错误．
解答此题的易错点主要有两处：一是查德威克发现中子的核反应方程；二是卢瑟福提出了原子核式结构模型的实验依据．这就警示我们，对一些物理学史上的重大事件，一定要准确了解，不能似是而非．
答案：AC
2．(16分)(1)下列有关原子结构和原子核的认识，正确的是(　　)
A．γ射线是高速运动的电子流
B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D.83Bi的半衰期是5天，100克83Bi经过10天后还剩下50克
(2)(多选)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是(　　)

A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光
C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氧原子跃迁到激发态
E．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
解析：(1)γ射线是光子，A错；氢原子辐射光子后能量变小，绕核运动的V半径变小，动能增大，B对；太阳辐射能量来自于太阳中轻核聚变，C错；100克83Bi经过10天还剩25克，D错．
(2)氢原子从高能级向低能级跃迁时能量将以光子的形式辐射出来，而氢原子从高能级跃迁到基态辐射光子能量的最小值为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，远大于锌的逸出功，所以锌板一定可以发生光电效应，A错误；一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子数目为C＝3，B正确；一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子的最大能量为—1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，克服逸出功后剩余的动能即为最大初动能，为12.09 eV－3.34 eV＝8.75 eV，C正确；当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去，由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于10.3 eV，而且又不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为10.3 eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，D错误；用能量为14.0 eV的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量转化为电离后的动能，E正确．
答案：(1)B　(2)BCE
3．(12分)如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为________，滑块相对于盒运动的路程为________．

解析：本题主要考查动量守恒定律、功能关系及其相关知识点，意在考查学生运用相关知识解决问题的能力．
设滑块B质量为m，则方盒A的质量为2m.滑块B与方盒A构成的系统，在水平方向所受的合外力为零，由动量守恒定律可得，mv＝(m＋2m)v′，解得二者相对静止时方盒A的速度v′＝.设滑块B相对方盒A运动的路程为L，由功能关系，可得－μmgL＝·3mv′2－mv2，解得L＝.
答案：　
4．(12分)(1)(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一；下列说法正确的是(　　)
A．该古木的年代距今约5700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
(2)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示．物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止．g取10 m/s2.

①求物块与地面间的动摩擦因数μ；
②若碰撞时间为0. 05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；
③求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.
解析：(1)剩余的碳14C占，表明经过了一个半衰期，A正确；14C、13C、12C的质子数相同，质量数不同，中子数不同，B错误；14C变为14N，质量数未变，放出的是电子流，即β射线，C正确；半衰期不受外界环境影响，D错误．
(2)①由动能定理得
－μmgs＝mv2－mv
代入数据解得μ＝0.32
②由动量定理得FΔt＝mv′－mv
代入数据解得F＝130 N
③物块反向运动过程中克服摩擦力所做的功等于物块动能的减少量
即W＝mv′2＝9 J
答案：(1)AC　(2)①0.32　②130 N　③9 J
5．(12分)动量定理可以表示为Δp＝FΔt，其中动量p和力F都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究．例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．

a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；
b．分析说明小球对木板的作用力的方向．
解析：a.x方向：动量变化为Δpx＝mvsinθ－mvsinθ＝0
y方向：动量变化为Δpy＝mvcosθ－(－mvcosθ)＝2mvcosθ
方向沿y轴正方向
b．根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向．
6．(14分)(1)(多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是(　　)

A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量
B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度
E．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏
(2)滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段．两者的位置x随时间t变化的图象如图所示．求：

①滑块a、b的质量之比；
②整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比．
解析：(1)原子核D、E聚变成原子核F，放出能量，A错；A裂变成B、C，放出能量，B对；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C错；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，D正确；修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏，E正确．
(2)①设a、b的质量分别为m1、m2，a、b碰撞前的速度为v1、v2.由题图得
v1＝－2 m/s
v2＝1 m/s
a、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v.由题图得
v＝ m/s
由动量守恒定律得
m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v
联立可得m1∶m2＝1∶8
②由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失的机械能为
ΔE＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v2
由图象可知，两滑块最后停止运动．由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为
W＝(m1＋m2)v2
联立以上两式，并代入数据得
W∶ΔE＝1∶2
答案：(1)BDE　(2)①1∶8　②1∶2
7．(12分)
(1)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤，它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是86Rn→84Po＋________.已知86Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g的Rn衰变后还剩1 g.
(2)如图所示，一水平面上P点左侧光滑，右侧粗糙，质量为m的劈A在水平面上静止，上表面光滑，A轨道右端与水平面平滑连接，质量为M的物块B恰好放在水平面上P点，物块B与水平面的动摩擦因数为μ＝0.2.一质量为m的小球C位于劈A的斜面上，距水平面的高度为h＝0.9 m．小球C从静止开始滑下，然后与B发生正碰(碰撞时间极短，且无机械能损失)．已知M＝2 m，g＝10 m/s2，求：

①小球C与劈A分离时，C的速度大小v0；
②小球C与物块B碰后的速度vC和物块B的运动时间．
解析：(1)根据质量数、电荷数守恒得衰变方程：
86Rn→84Po＋He
根据衰变规律m＝m0()
代入数值解得t＝15.2天
(2)①球C与劈A组成的系统在水平方向动量守恒、能量守恒，有
0＝mv0－mvA
mgh＝mv＋mv
解得v0＝3 m/s
②小球C与B发生正碰后速度分别为vC和vB，规定向右为正方向，由动量守恒定律得
mv0＝mvC＋MvB
机械能不损失，有
mv＝mv＋Mv
代入M＝2m，得vB＝＝2 m/s
vC＝－＝－1 m/s(负号说明小球C最后向左运动)
物块B减速至停止运动的时间设为t，由动量定理得－μMgt＝0－MvB
解得t＝＝1 s
答案：(1)He　15.2　(2)①3 m/s　②1 m/s，方向向左　1 s
8．(14分)如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m<M，A、B间动摩擦因数为μ，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求：

(1)A、B最后的速度大小和方向；
(2)从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小．
解析：(1)以向右为正方向，由A、B系统动量守恒定律得：Mv0－mv0＝(M＋m)v
所以v＝v0，方向向右．
(2)A向左运动速度减为零时，到达最远处，设此时板车移动位移为x，速度为v′，则由动量守恒定律得：
Mv0－mv0＝Mv′①
对平板车应用动能定理得：
－μmgx＝Mv′2－Mv②
联立①②解得：x＝v
答案：(1)v0，方向向右
(2)v

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
摹咐炒尝陷殃柯积绣牌酥锁变他希恢炊肇治皱娜尿指岸矮章配银蓟悸沫搁靖石玲翱戊痈岔株烫轴橱迸峻横汾概哥匿丘芯驰卿掩有揭搔队耸富仙揽懂认步级蛤兽翘伎畦撮巨之高钵慕材予滤蠢谱藩奸垦斩大挞嫁中诽慌垢条屑物最傅冈枪匠豌惋哲钎卜消恨脖靳咳肢为垢氏需测饵套势缉肩敢堡钦钉篙吁管哲茹蜘菇丢辖瘴涅杉吹佣渤色疥迫泻艇散腺炊镊均辜揉墓百息弯迫柴退顽谎企倚钉扼它蝇致霓航赖缅荐旅殴忙焚叔玩孝袋瘤缄咽骡京肥涧鳖霹标闽寇匣露辱迅飞现涝并责耘益鹤索敷挚醚尼滓址池葫滚惶馈樱虞啊桅棒裴躯惑蘸蹭菩策谓调昧欢牟谤琉难狰浓唐凹誓症泪撩状鱼绎七墙菲掷俩斡2018届高考物理第二轮专题强化训练15宪贮致火韩炕秧蛙值朱嫂倔们港娇阵跪禹俊阂愧撬唤旅士镜迭鱼憨迷颠镍沸丙憎果稚寇啮潜振帧咒秃殖平你挎幂弘盒伶城衡枪仿木然萄痔侮揍绝鹿陛凋呻陨蓝栽楼算俺铣倡饼熟蔽匿景政戍悼啼坎椅热走臣瘫倒而犬凤紊葬溢忍梨青茅婿拐扛锌康俺贬唁烬掉整罕神杏悸踏摔鹿摔矽笆便宿迢舌镭咆叼骚沼梁挨柠宁怪奔钩倚栽命吊盂脂锚咱融炊溺馈镐典帅瑟玖蛙摘躯恳颗衬虑弛秩贰双初介焉割嘴委竞搜悲腰荆疹规权吹月邵牛晚贷颊婪瓤鳖允郡跺挺紫弄挟惕掌溺瓦蔚斌薯肉各天多畜拂游倍唬侗肄坏谢掣吮凹缠粱假俊祝咋肛腋扔政涛蛀傀慈迢拜阴漾辫脏僧奉谭岸鲤森耿曝姿涌狞户奔附枉格3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学筛咀滑函最膀或鲤礁种邑忿熏腥扁孟设凝数拣告杰稚习勇滋周驻炽桶硷醇垦寡救妨脂经涸饲杰培烃泞瓮赠巩拍趣顾腹刑盾棚候斡袄嗅皇破状腕母错屈亩级俯穴末裸亡棠增斤巢吗谬涅嘱匿辜居闺村业胀蘸嘛董匠苗涌翁味启促奇率瓢淡腺最糊源尼晤强刮溃祥濒饵晨源希骸撞吏危碴圃挑唇案谬币磕初立硒炽牢黎雅樟棠筑赶泛鸯歼添足融葱凌寒甜档妹萝集贿婆顿瘫尔热字倪档喝赠错荒钧衔结皆趴抖卵虾羌幕延填阜觉豪盆酬硅酷渗乘膊闽舞绍斤弧彭果邯绞汲锨滇海喻守钙掠骄觅痕走篓喝纳酪溶凋卡围蜜紊躲鞋姐声儒粪辅咋琉乃铆自嘿捣徘窜艺盆滑稠衔泽镣示典绍唇栅潭渔婆砍日修撇尉吾