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1、精选优质文档-倾情为你奉上高中物理人教版选修3-5课后习题整理第十六章 动量守恒定律16.11. 光滑桌面上有 1、2 两个小球。1 球的质量为 0.3 kg，以 8 m/s 的速度跟质量为 0.1 kg的静止的 2 球碰撞，碰撞后 2 球的速度变为 9 m/s，1 球的速度变为 5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。(1) 碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？经计算，2球增加的速度是 9 m/s，1 球减小的速度是 3 m/s，因此，这种猜想不成立。(2) 碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？经计算，2球增加的动能
2、是 4.05 J，1球减小的动能是 5.85 J，这种猜想也不成立。(3) 请你根据实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中 2 球所增加的这个量与 1球所减小的这个量相等？通过计算说明。2. 水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量都是0.6 kg。A车的车尾连着一个打点计时器的纸带，A车以某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动。碰撞前后打点计时器打下的纸带如图16.1-6所示。根据这些数据，请猜想：把两个小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后可能是相等的？图 16.1-6 碰撞前后纸带上打下的点迹16.21. 解答以下三个小题，思考动量与动能的区别。(1) 质量为 2
3、 kg 的物体，速度由 3 m/s 增大为 6 m/s，它的动量和动能各增大为原来的几倍？(2) 质量为 2 kg 的物体，速度由向东的 3 m/s 变为向西的 3 m/s，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多少？(3) A物体质量是2 kg，速度是3 m/s，方向向东；B物体质量是3 kg，速度是4 m/s，方向向西。它们的动量之和是多少？动能之和是多少？解答后做个小结，说说动量与动能有什么不同。以后的学习中还会学到动量与动能的区别，请注意及时总结。2. 甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。甲推乙前，他们的总动量为零。甲推乙后，他们都有了动量
4、，总动量还等于零吗？已知甲的质量为 50 kg，乙的质量为45 kg，甲的速率与乙的速率之比是多大？3. A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5 kg，速度是9 m/s，B的质量是2 kg，速度是6 m/s。A从后面追上B，它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10 m/s，方向不变，这时A的速度是多大？方向如何？以上过程中除A、B两物体的相互作用力外，其他的力可以忽略。4. 质量是10 g的子弹，以300 m/s的速度射入质量是24 g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为 100 m/s，
5、这时木块的速度又是多大？16.31. 原来静止在滑冰场上的两个人，不论谁来推谁一下，两个人都会向相反方向滑去，他们的动量都发生了变化。两个人本来都没有动量，现在都有了动量，他们的动量变化服从什么规律？2. 质量为 60 kg 的运动员站在一艘质量是 120 kg 的小平板木船上。从某时刻开始，运动员开始从船头向船尾跑去，2 s末到达船尾时获得了6 m/s相对于河岸的水平速度。以下不考虑水的阻力。(1) 设运动员在这2 s内的运动是匀加速直线运动，运动员受到的水平作用力是多大？(2) 这 2 s内运动员对船的水平作用力是多大？(3) 这 2 s内船倒退的加速度是多大？ 2 s 末船获得了多大的速
6、度？(4) 不考虑运动员与船的相互作用过程的细节，请用动量守恒定律计算 2 s 末船的速度。(5) 如果运动员与船的相互作用力是变力，船的速度还是第(4)小题计算的值吗？(6) 如果运动员在某一瞬时的速度是 3 m/s，此时刻船的速度是多大？3. 在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端（图16.3-5）。在连续的敲打下，这辆车能持续地向右运动吗？说明理由。4. A、B两个粒子都带正电，B的电荷量是 A 的 2 倍、B的质量是 A 的 4 倍。A 以已知速度 v 向静止的 B 粒子飞去。由于库仑斥力，它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，然后各自以新的速度做匀速直线运
7、动。设作用前后它们的轨迹都在同一直线上，请在以上提供的信息中选择有用的已知条件，计算当 A、B 之间的距离最近时它们各自的速度。5. 某机车以0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢，跟它们对接。机车跟第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又跟第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：跟最后一节车厢碰撞后车厢的速度。铁轨的摩擦忽略不计。6. 甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲物体的速度是 6 m/s，乙物体的速度是 2 m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度都是 4 m/s。求甲、乙两物体的质量之比。7. 在细线下吊着一个
8、质量为m 1 的沙袋，构成一个单摆，摆长为l。一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是 ，求子弹射入沙袋前的速度。16.41. 在气垫导轨上，一个质量为 600 g的滑块以 15 cm/s的速度与另一个质量为400 g、速度为10 cm/s方向相反的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，求碰撞后滑块速度的大小和方向。2. 质量为m速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？(1) 0.6v； (2) 0.4v； (3) 0.2v
9、。3. 速度为 10 3 m/s 的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量是质子的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两个粒子的速度。4. 有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速率降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？5. 一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.310 7 m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.710 6 m/s。已知氢原子核的质量是 m H ，氮原子核的质量是 14 m H ，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威
10、克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量m H 有什么关系？16.51. 一个连同装备共有100 kg的宇航员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45 m的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以50 m/s的速度喷出气体。宇航员为了能在 10 min 时间内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体？2. 一架喷气式飞机，飞行速度是800 m/s，如果它喷出的气体相对飞机的速度小于800 m/s，那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体，飞机的速度还会增加吗？为什么？3. 一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量
11、共120 kg。这个士兵用自动步枪在2 s时间内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹质量10 g，子弹离开枪口时相对地面的速度都是 800 m/s。射击前皮划艇是静止的。(1) 连续射击后皮划艇的速度是多大？(2) 连续射击时枪所受到的平均反冲作用力有多大？16.61. 在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移l后，动量变为 p、动能变为 E k 。以下说法正确的是A. 在 F作用下，这个物体经过位移 2l，其动量将等于 2p；B. 在 F作用下，这个物体经过时间 2t，其动量将等于 2p；C. 在 F作用下，这个物体经过时间 2t，其动能将等于 2E k ；D
12、. 在F作用下，这个物体经过位移2l，其动能将等于 2E k 。2. 一个质量 m 10 kg 的物体，以 v 10 m/s 的速度做直线运动，受到一个反方向的作用力F（图16.6-3），经过4 s，速度变为反向 2 m/s。这个力是多大？3. 质量是40 kg的铁锤从5 m高处落下，打在水泥桩上，跟水泥桩撞击的时间是0.05 s。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？4体操运动员在着地时总要屈腿（图16.6-4），这是为什么？第十七章 波粒二象性17.11. 以下宏观概念中，哪些是“量子化”的？A. 物体的长度 B. 物体所受的重力 C. 物体的动能 D. 人的个数2. 光是一种电磁波，可见光
13、的波长的大致范围是 400700 nm。400 nm、700 nm 电磁辐射的能量子 的值是多少？3. 在一杯开水中放入一枝温度计，开水静置室内，可以看到开水的温度是逐渐降低的。既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？17.21. 在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为什么？2. 在光电效应实验中(1) 如果入射光强度增加，将产生什么结果？(2) 如果入射光频率增加，将产生什么结果？3. 金属A在一束绿光照射下恰能产生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否产生光电效应？紫光照射A、B两种金属都能产生光电效应时，为什
14、么逸出金属表面的光电子的最大速度大小不同？4. 铝的逸出功是 4.2 eV，现在将波长 200 nm 的光照射铝的表面。(1) 求光电子的最大初动能。(2) 求遏止电压。(3) 求铝的截止频率。5. 根据图17.2-2所示的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。6. 假如一个光子与一个静止的电子碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，散射光子的频率与原来光子的频率相比哪个大？为什么？17.3第十八章 原子结构第十九章 原子核19.11. 有什么事实和理由可以说明
15、放射性元素放出的射线来自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的研究有什么意义？2. 课文中说“射线是能量很高的电磁波，波长很短”。为什么说电磁波的光子能量高，它的波长就一定短？3. 一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。现有一束 射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？4. 当人们发现了质子，并在很多原子核中打出了质子以后，有什么理由可以认定原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子？5. 用符号表示以下原子核： (1) 铀238； (2) 有6个中子的碳原子核； (3) 质量数为14的碳原子核； (4) 电荷数为8、质量数为
16、17的原子核； (5) 粒子。6. 说出以下原子核的质子数、中子数： (1) 钾40； (2) Cu； (3) Rn。19.21. 射线是高速电子流。原子核中没有电子，为什么有些放射性元素的原子核会放射 粒子?2. 写出下列各放射性元素的衰变方程：（1） Bi（铋核）；（2） Po（钋核）。3. 写出下列各放射性元素的衰变方程：（1） Th（钍核）；（2） Cu（铜核）。4. U（铀核）衰变为 Rn （氡核）要经过几次 衰变，几次 衰变？5. 已知钍 234 的半衰期是 24 天，1 g钍经过 120天后还剩多少？6. 铋 210 的半衰期是 5天，经过多少天后，20 g铋还剩 1.25 g？
17、19.319.41. 原子核的人工转变与放射性元素的衰变有什么区别？2. 写出下列原子核人工转变的核反应方程。(1) Na（钠核）俘获 1 个 粒子后放出 1个质子；(2) Al（铝核）俘获 1个 粒子后放出 1 个中子；(3) O（氧核）俘获 1个中子后放出 1 个质子；(4) Si（硅核）俘获 1 个质子后放出 1个中子。3. 完成下列核反应方程。(1) F He H ( )；(2) B ( ) n N；(3) N n ( ) H。19.53. 碳原子质量的 叫做原子质量单位，用 u 表示。请根据 E mc 2 证明：1 u 相当于931 MeV。4. 印刷“两弹一星”这四个字的油墨的质量
18、大约是 1 g（10 -9 kg）。与这些质量相当的能量如果完全用来增加重力势能，它可以使一架本身质量 6 000 kg，载有 60 名体重50 kg学生的直升机升到多高？19.61. 什么是重核的裂变？什么是链式反应？2. 在核反应堆中，用什么方法控制核裂变的速度？3. 已知 Ra， Rn， He的原子量分别是226.025 4，222.017 5，4.002 6。求出 Ra在衰变 Ra Rn He中放出的能量（以电子伏特为单位）。4. 在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。(1) 设碰撞前中子
19、的动能是 E 0 ，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少？(2) 至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于 E 0 10 -6 ？5. 一个铀核衰变为钍核时释放一个粒子。已知铀核的质量为3.853 13110 -25 kg，钍核的质量为3.786 56710 -25 kg，粒子的质量为6.646 7210 -27 kg，在这个衰变过程中释放的能量等于多少焦耳？6. 秦山核电站第一期工程装机容量为30万千瓦。如果1 g铀235完全裂变时产生的能量为8.210 10 J，并且假定所产生的能量都变成了电能，那么每年要消耗多少铀235？19.71. 什么是聚变？聚变过程中的能量转化有什么特点？2. 一个粒子融合到一个 O核中，写出这个核反应的方程式。这个反应式左右两边的原子核相比，哪边具有较多的结合能？3. 太阳的总输出功率为400亿亿亿瓦（410 26 W），它来自三种核反应，这些反应的最终结果是氢转变为 He。按照总输出功率计算，太阳每秒失去多少质量？尽管有这么大的质量损失，太阳仍将在上百亿年以后才结束它的生命，这期间太阳质量将只减小0.5%！4. 在某些恒星内，三个 粒子结合成一个 C 核。从元素周期表中查出 C 的质量和He 的质量，计算这个反应中放出的能量。5. 请分析：在地球上实现受控热核反应的必要性、可能性和困难是什么？专心-专注-专业