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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题强化测评（九）碰撞与动量守恒 近代物理初步45 分钟 100 分 1.2022 漳州模拟 10 分1 人眼对绿光最敏锐,正常人的眼睛接收到波长为 530 nm的绿光时,只要每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉普朗克常量为 6.63 10-34 J s,光速为 3.0 10 8 m/s ,就人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 _用这种波长的绿色光照耀以下五种材料,能产生光电效应的材料有 _种. 2 如图为中国队员投掷冰壶的镜头. 在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰
2、,碰后对方的冰壶以0.3 m/s 的速度向前滑行. 如两冰壶质量相等,规定向前运动方向为正方向,就碰后中国队冰壶的速度为 A.0.1 m/s B.0.1 m/s C.0.7 m/s D.-0.7 m/s 2.2022 朝阳区模拟 10 分1 现有 a、b、c 三种单色光,其波长关系为abc. 用 b 光照耀某种金属时,恰好能发生光电效应如分别用a 光和 c 光照耀该金属,就 Aa 光照耀时,不能发生光电效应Bc 光照耀时,不能发生光电效应Ca 光照耀时,释放出的光电子的最大初动能最大Dc 光照耀时,释放出的光电子的最大初动能最小名师归纳总结 2 质量为 M的小物块 A 静止在离地面高h 的水平
3、桌面的边缘,质量为m的小物块 B 沿桌面对 A 运动并以第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载速度 v 0与之发生正碰 碰撞时间极短 碰后 A离开桌面, 其落地点离动身点的水平距离为 L. 碰后 B 反向运动求 B 后退的距离 已知 B 与桌面间的动摩擦因数为 ,重力加速度为g 3.10 分1 在光滑的水平面上有两个在同始终线上相向运动的小球, 其中甲球的质量m12 kg,乙球的质量m21 kg,规定向右为正方向, 碰撞前后乙球的速度随时间变化情形如图所示 . 已知两球发生正碰后,甲球静止不动,碰撞时间极短,就碰前
4、甲球速度的大小和方向分别为 A0.5 m/s ,向右B0.5 m/s ,向左C1.5 m/s ,向右D1.5 m/s ,向左2 原先静止的原子核b aX ,发生 衰变后放出一个动能为E0 的 粒子,求：生成的新核动能是多少？假如衰变释放的能量全部转化为 粒子及新核的动能,释放的核能 E 是多少？亏损的质量 m是多少？名师归纳总结 4.12分1 如图 1 所示为氢原子的能级图用光子能量为13.06 eV 的光照耀一群处于基态的氢原子,第 2 页,共 9 页可能观测到氢原子发射的不同波长的光有_种- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 质量为 M2 kg 的
5、小平板车学习好资料欢迎下载mA2 kg 的物体 A可视为C静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为质点 ,如图 2 所示,一颗质量为mB 20 g 的子弹以 600 m/s 的水平速度射穿A 后,速度变为100 m/s ,最终物体A相对车静止,求平板车最终的速度是多大？5.12分氢原子的能级示意图如下列图,现有每个电子的动能都为Ee12.89 eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生迎头正碰已知碰撞前一个名师归纳总结 电子与一个氢原子的总动量为零碰撞后,氢原子受激发而跃迁到n4 的能级求碰撞后1 个电子与 1第 3 页,共 9 页个受激氢原子的总动能 已知电子的质量m
6、e与氢原 子的质量mH之比为 11 840 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6.14分1 以下说法正确选项学习好资料欢迎下载_. A. 根 据 E=mc 2 可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简洁的正比关系B. 在单缝衍射试验中,假设只让一个光子通过单缝,就该光子不行能落在暗条纹处C.一群氢原子从 n=3 的激发态向较低能级跃迁,最多可放出两种频率的光子D.已知能使某金属发生光电效应的极限频率为 0,就当频率为 2 0的单色光照耀该金属时,光电子的最大初动能为 2h 02 如图,车厢的质量为 M,长度为 L,静止在光滑水平面上,质量为m的木块
7、可看成质点 以速度 v0 无摩擦地在车厢底板上向右运动,木块与前车壁碰撞后以速度v0/2 向左运动, 就再经过多长时间,木块将与后车壁相碰？7. （2022 盐城模拟）（16 分）（1）核能作为一种新能源在现代社会中已不行缺少,但安全是核电站面临的特别严肃的问题 . 核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素,钚的危急性在于它对人体的毒性,与其他放射性元素相比钚在这方面更强,一旦侵入人体,就会埋伏在人体 肺部、骨骼等组织细胞中,破坏239细胞基因,提高罹患癌症的风险 . 已知钚的一种同位素 94Pu 的半衰期为239 424 100 年,其衰变方程为 94Pu X+ 2He+ ,以下有关说
8、法正确选项（）A.X 原子核中含有 143 个中子239B.100 个 94Pu 经过 24 100 年后肯定仍剩余 50 个C.由于衰变时释放庞大能量,依据E=mc 2,衰变过程中总质量增加D.衰变发出的 放射线是波长很短的光子,具有很强的穿透才能（2）氢原子核的光谱在可见光范畴内有四条谱线,名师归纳总结 其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n=4 的能级第 4 页,共 9 页氢原子跃迁到n=2 的能级发出的,氢原子的能级- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 如下列图,已知普朗克常量学习好资料欢迎下载h=6.63 10-34 J s,就该条谱线光子的能量为
9、_eV,该条谱线5.0 10-7 m的一束光照耀金属铷,能否使金属光子的频率为 _Hz. （结果保留3 位有效数字）（3）已知金属铷的极限频率为5.15 1014 Hz,现用波长为铷产生光电效应？如能,请算出逸出光电子的最大初动能. （结果保留两位有效数字）238 210 2108.2022 武汉模拟 16 分1 92U放射性衰变有多种途径,其中一种途径是先衰变成 83Bi,而 83Bi可210 b 210 b以经一次衰变变成 aX X 代表某种元素 ,也可以经一次衰变变成 81 Ti,a X 和 81Ti 最终都衰变变成20682 Pb ,衰变路径如下列图,就可知图中 A过程是 衰变,过程是
10、 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变B过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变C过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变D过程是 衰变,过程是 衰变；过程是 衰变,过程是 衰变2 如下列图,质量 M=0.040 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 v0=50 ms,质量 m=0.010 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？名师归纳总结
11、- - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载答案解析1. 【解析】 1 每个绿光光子的能量E0hhc6.63 10348 3.0 10J9530 103.8 1019 J P6E0 6 3.8 1019 W 人眼最少需每秒射入6 个绿光光子才能察觉,故t2.3 1018 W 发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功,E0仅大于铯的逸出功,故只有一种2 选 A. 依据动量守恒定律,0.4 m 0.3 m mv,得中国队冰壶的速度v0.1 m/s ,只有 A 选项正确 . 答案： 1 2.3 10 18W 1 2A
12、2. 【解析】 1 选 A.由c可判定 a、b、c 三种单色光的频率关系为 a b c,用 b 光照耀某种金属恰好能发生光电效应,由于光的频率大于或等于极限频率时才会产生光电效应,所以 a 光照耀时不能发生光电效应,c 光照耀时能发生光电效应,A 选项正确, B、 C选项均错误；光电子的初动能与频率有关,频率越大,初动能越大,c 光照耀时,逸出的光电子的最大初动能最大,D选项错误. 2 设 t 为 A 从离开桌面到落地经受的时间,v 表示刚碰后A 的速度,有：h1gt22Lvt设 V 为刚碰后 B 的速度大小,由动量守恒定律有：mv0Mv mV 名师归纳总结 设 B 后退的距离为x,由动能定理
13、有：v 22 m/s,碰后速度 v2 1 m/s, mgx01 22 mV由以上各式求得：x1MLg2h2 v .2 gm答案： 1 A 21MLg2hv 22 gm3. 【解析】 1 选 D.设碰前甲球的速度为v 1. 由图象知碰前乙球的速度依据动量守恒定律m1v1m2v2m2v2 ,得碰前甲球速度v 1 1.5 m/s,负号表示方向向左, 故 D正确 . 第 6 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 衰变方程为：b aX4 2He学习好资料欢迎下载b4a2 Y,在衰变过程中动量守恒m v mYvY又由于Ekp2,4,EYb4E02m所
14、以EYmY4E0mb4由能量守恒知,释放的核能 E E0 EYE0b4E0bE0bbE02.24b4由质能关系 E mc 2,解得m4c答案： 1D 24E0bE 0bbE0b4b44c4. 【解析】 1 由 EEnE1可知 EnE E113.06 eV 13.6 eV 0.54 eV. 吸取 13.06 eV 能量后氢原子处于量子数 n5 的激发态,由 Nnn110 得知可产生 10 种不同波长 的光22 子弹射穿 A 时,以子弹与 A 组成的系统为讨论对象由动量守恒定律得 mBvBmAv A mBv BA在小车上相对滑动,设最终速度为 v . 以 A 与小车组成的系统为讨论对象,由动量守恒
15、定律得mAvA mAMv可得 v 2.5 m/s. 答案： 110 22.5 m/s 5. 【解析】 以 ve 和 v H表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率,依据题意有：mevemHvH0 碰撞前,氢原子与电子的总动能为：Ek1m v2 H1m v222e联立以上两式并代入数据解得：Ek12.90 eV 氢原子从基态跃迁到 n4 的能级所需能量由能级图可得： E 0.85 eV 13.6 eV 12.75 eV 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载碰撞后,受激氢原子与电子的总动能为：Ek Ek E1
16、2.90 eV 12.75 eV 0.15 eV. 答案： 0.15 eV 6. 【解析】 1 选 A. 依据 E=mc 2 可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系 ,A 对; 在单缝衍射实验中,假设只让一个光子通过单缝,就该光子落在的位置是不确定的 ,B 错; 一群氢原子从 n=3 的激发态向较低能级跃迁,最多可放出 3 种频率的光子 ,C 错; 能使某金属发生光电效应的极限频率为 0,就当频率为2 0 的单色光照耀该金属时,光电子的最大初动能为 Ekm=2h 0-h 0=h 0,D 错. 2 木块和车厢组成的系统动量守恒,设向右为正方向,碰后车厢的速度为 vmv 0 Mv m v
17、 02得 v 3mv 0 , 方向向右2M设 t 时间内木块将与后车壁相碰,就vt+ v t =L 2t L 2MLv 0 3mv 0 M 3mv 02 2M答案 : 1A 2 2MLM 3mv 02357.【解析】（1）由衰变过程中核电荷数守恒得 92X,其中中子数为 235-92=143 ,A项对 . 半衰期对大量原子核的衰变才有意义,B 项错 . 衰变过程中核子总质量减小,质量必亏损,C项错 . 衰变后产生的庞大的能量以 光子的形式释放,D项对 . （2）光子的 能量 E=E4-E2=（-0.85 ）- （ -3.4 ） eV=2.55 eV. 由 E=h 得19E 2.55 1.6 1
18、034 J6.15 10 14 Hz. h 6.63 10 J s（3）因入射光子的频率 =c得 =6.0 10 14 Hz ,大于金属铷的极限频率,故能使金属铷产生光电效应 . 由爱因斯坦光电效应方程Ekm=h -W 名师归纳总结 W=h0 1014第 8 页,共 9 页代入数值得Ekm=5.6 10-20 J 答案：（1）A、D （2）2.55 6.15- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）能 5.6 10-20 J 学习好资料欢迎下载8.【解析】 1 选 A.在210 83Bi 衰变变成210 aX 的过程中质量数不变,过程是 衰变；210 aX 衰变变成206 82Pb过程中质量数削减4, 过程是 衰变；210 83Bi 衰变变成b 81Ti ,核电荷数削减2,过程是 衰变；b 81Ti 衰变变成206 82Pb,核电荷数增加1,过程是 衰变,所 以选项 A 正确2 弹丸进入靶盒A后,弹丸与靶盒A的共同速度设为v,由系统动量守恒得mv0=m+Mv 靶盒 A 的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得Ep=1 2m+Mv22 v 0解得Epm2M2 m代入数值得Ep=2.5 J 答案： 1A 22.5 J 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页