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1、专题14 动量与动量守恒定律和原子物理1.（2017全国卷）将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）A30 B5.7102 C6.0102 D6.3102答案：A解析：本题考查动量守恒定律及其相关的知识点.燃气从火箭喷口在很短的时间内喷出，其喷出过程中重力和空气阻力可忽略，因此火箭和燃气组成的系统所受合外力为零，运用动量守恒定律解答即可.燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，
2、可得p-mv0=0，解得p=mv0=0.050 kg600 m/s=30 kgm/s，选项A正确.2.（2017全国卷）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是.已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为A3.7 MeV B3.3 MeV C2.7 MeV D0.93 MeV答案：B解析：根据质能方程，释放的核能，则，故B正确，ACD 错误.3.（2017全国卷）一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为.下列说法正确的是A衰变后钍核的动能等于粒子
3、的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案：B解析：根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，选项B正确；根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，选项A错误；铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，选项C错误；由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误；故选B.4.（2017海南卷）三束单色光1、2和3的波长分别为1、2和3（123）分别用这三束光照射同一种
4、金属已知用光束2照射时，恰能产生光电子下列说法正确的是（）A用光束1照射时，不能产生光电子B用光束3照射时，不能产生光电子C用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大答案：AC解析：AB、依据波长与频率的关系：，因123，那么123；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A正确，B错误；CD、用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：Ekm=hW，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C正确，D错误；5.（2017天津卷）我
5、国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是A BC D答案：A解析：本题考查核反应方程.A项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B项是用粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C项属于原子核的人工转变，D项属于重核的裂变，因此只有A项符合要求.6.（2017海南卷）光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为（）An2 Bn C D1答案：D解析：撤去外力后，系统不受外力，所以总动量守恒
6、，设P的动量方向为正方向，则有：PPPQ=0故PP=PQ=0；故动量之比为1；故D正确，ABC错误7.（2017全国卷）在光电效应实验中，分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量.下列说法正确的是A若ab，则一定有Uab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有Ekab，则一定有haEkahbEkb答案：BC解析：本题考查遏止电压、爱因斯坦光电效应方程.设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=h-W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大，B项正确；又Ek=eU
7、，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU=h-W，遏止电压U随增大而增大，A项错误；又有h-Ek=W，W相同，则D项错误.8.（2017全国卷）一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示，则At=1 s时物块的速率为1 m/sBt=2 s时物块的动量大小为4 kgm/sCt=3 s时物块的动量大小为5 kgm/sDt=4 s时物块的速度为零答案：AB解析：由动量定理有Ft=mv，解得，t=1 s时物块的速率，A正确；Ft图线与时间轴所围面积表示冲量，所以t=2 s时物块的动量大小为，B正确；t=3 s时物块的动量大小为，C错误；t
8、=4 s时物块的动量大小为，速度不为零，D错误.9.（2017江苏卷）（1）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有 A.核的结合能约为14 MeVB核比核更稳定C两个核结合成核时释放能量D核中核子的平均结合能比核中的大答案：BC解析：本题考查结合能和比结合能.由题图可知He的比结合能为7 MeV，因此它的结合能为7 MeV4=28 MeV，A项错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合题图可知B项正确；两个比结合能小的H核结合成比结合能大的He时，会释放能量，C项正确；由题图可知U的比结合能(即平均结合能)比Kr的小，D项错误.（2）甲、乙两运动
9、员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s求甲、乙两运动员的质量之比答案：3:2解析：试题分析：由动量守恒定律得解得代入数据得10.（2017北京卷）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变.放射出的粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示粒子的质量和电荷量.（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程.（2）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小.（3）设该衰变过程
10、释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损m.答案：（1） （2） （3）解析：（1）根据核反应中质量数与电荷数守恒可知，该衰变的核反应方程为（2）设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由洛伦兹力提供向心力有根据圆周运动的参量关系有得粒子在磁场中运动的周期根据电流强度定义式，可得环形电流大小为(3)由 ,得 设衰变后新核Y的速度大小为v,系统动量守恒Mv-mv=0 由得 说明：若利用解答，亦可.11.（2017天津卷）如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg.初始时A静止于水平地
11、面上，B悬于空中.先将B竖直向上再举高h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放.一段时间后学科&网细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2.空气阻力不计.求：（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；（2）A的最大速度v的大小；（3）初始时B离地面的高度H.答案：（1） （2） （3）解析：（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有：解得：(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB，有vB=gt细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mBvB=(mA+mB)v之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为A的最
12、大速度，联立以上三式，代入数据解得v=2 m/s（3）细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有：解得，初始时B离地面的高度12. （2017浙江卷）间距为的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示,倾角为的导轨处于大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3的“联动双杆”（由两根长为的金属杆，和，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成），在“联动双杆”右侧存在大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间，其长度大于L，质量为，长为的金属杆，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进
13、入水平导轨（无能量损失），杆与“联动双杆”发生碰撞后杆和合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间并从中滑出，运动过程中，杆、和与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直.已知杆、和电阻均为.不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应.求：（1）杆在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小；（2）联动三杆进入磁场区间II前的速度大小；（3）联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热 答案:(1)=6m/s (2) v=1.5m/s (3)0.25J解析:沿着斜面正交分解，最大速度时重力分力与安培力平衡 (1)感应电动势电流安培力匀速运动条件（2）由定量守恒定律 （3）进入B2磁场区域，设速度变化Dv,动量定理有 出B2磁场后“联动三杆”的速度为