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1、学习好资料 欢迎下载 训练 17 碰撞与动量守恒 近代物理初步 1.2016 天津卷(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 粒子轰击147N 获得反冲核178O，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 粒子轰击94Be
2、，获得反冲核126C，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 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 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.21083Bi 的半衰期是 5
3、 天，100 克21083Bi 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 n3 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 n3 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：
4、(1)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21083Bi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，远大于锌的学习好资料 欢迎下载 逸出功，所以锌板一定可以发生光电效应，A 错误；一群处于 n3 能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子数目为 C233，B 正确；一群处于 n3 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
5、)12.09 eV，克服逸出功后剩余的动能即为最大初动能，为 12.09 eV3.34 eV8.75 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)2016 天津卷如图所示，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
6、块的 2 倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为 .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(m2m)v，解得二者相对静止时方盒A的速度vv3.设滑块B相对方盒A运动的路程为L，由功能关系，可得mgL12 3mv212mv2，解得 Lv23g.答案：
7、v3v23g 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 B12C、13C、14C 具有相同的中子数 C14C 衰变为14N 的过程中放出 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 v09 m/s 的初速度从
8、 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.求物块与地面间的动摩擦因数 ；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；的科学认知推动物理学的发展下列说法符合事实的是赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核有复杂结构卢瑟福通过对阴极射线的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正确查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子选项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正
9、确卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析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分下列有关原子结构和原子核的认识正确的是射线是高速运动的电子流氢原子辐射光子后其绕核运动的电子动能增大学习好资料 欢迎下载 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12，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 射线，C 正确；半衰期不受外界环境影响，D 错误(2)由动能定理得 mgs 12mv212mv20 代
10、入数据解得 0.32 由动量定理得 Ft mvmv 代入数据解得 F130 N 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 W12mv29 J 答案：(1)AC (2)0.32 130 N 9 J 5(12 分)2016 北京卷动量定理可以表示为 p Ft，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 ，碰撞后弹出的角度也是 ，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 px、py；b分析说明小
11、球对木板的作用力的方向 解析：a.x 方向：动量变化为 pxmvsin mvsin 0 y 方向：动量变化为 pymvcos(mvcos)2mvcos 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
12、放出核能 C已知原子核 A裂变成原子核 B 和 C 时放出的 射线能使某金属板逸出光电子，若增加 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 的科学认知推动物理学的发展下列说法符合事实的是赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核有复杂结构卢瑟福通过对阴极射线的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正确查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子选项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正确卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析提出了
13、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分下列有关原子结构和原子核的认识正确的是射线是高速运动的电子流氢原子辐射光子后其绕核运动的电子动能增大学习好资料 欢迎下载 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：滑块 a、b 的质量之比；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
14、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)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 v12 m/s v21 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 v23 m/s 由动量守恒定律得 m1v1m2v2(m1m2)v 联立可得 m1 m21 8 由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失的机械能为 E 12m1v2112m2v2212(m1m2)v2 由图象可知，两滑块最后停止运
15、动由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为 W12(m1m2)v2 联立以上两式，并代入数据得 W E 1 2 答案：(1)BDE (2)18 12 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22286Rn21884Po_.已知22286Rn 的半衰期约为 3.8 天，则约经过_天，16 g 的222 86Rn 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
16、在水平的科学认知推动物理学的发展下列说法符合事实的是赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核有复杂结构卢瑟福通过对阴极射线的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正确查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子选项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正确卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析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分下列有关原子结构和原子核的认识正确的是射线是高速运动的电子流氢原子辐射光子后其绕核运动的
17、电子动能增大学习好资料 欢迎下载 面上 P 点，物块 B 与水平面的动摩擦因数为 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 h0.9 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 M2 m，g10 m/s2，求：小球 C 与劈 A分离时，C 的速度大小 v0；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：22286Rn21884Po42He 根据衰变规律 mm0(12)t 代入数值解得 t15.2 天(2)球 C 与劈 A组成的系统在水平方向动量守恒、能量守恒，有
18、 0mv0mvA mgh12mv2012mv2A 解得 v03 m/s 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 mv0mvCMvB 机械能不损失，有 12mv2012mv2C12Mv2B 代入 M2m，得 vB23gh2 m/s vC13gh1 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Mgt 0MvB 解得 t2 gh3 g1 s 答案：(1)42He 15.2(2)3 m/s 1 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
19、为 m 的小木块 A，mM，A、B 间动摩擦因数为 ，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：Mv0mv0(Mm)v 的科学认知推动物理学的发展下列说法符合事实的是赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核有复杂结构卢瑟福通过对阴极射线的兹通过一系列实验得到了电磁波证
20、实了麦克斯韦关于光的电磁理论选项正确查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子选项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正确卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析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分下列有关原子结构和原子核的认识正确的是射线是高速运动的电子流氢原子辐射光子后其绕核运动的电子动能增大学习好资料 欢迎下载 所以 vMmMmv0，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：Mv0mv0Mv 对平板车应用动能定理得：mgx 12Mv212Mv20
21、联立解得：x2Mm2Mgv20 答案：(1)MmMmv0，方向向右(2)2Mm2Mgv20 的科学认知推动物理学的发展下列说法符合事实的是赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核有复杂结构卢瑟福通过对阴极射线的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正确查德威克用粒子轰击获得反冲核发现了中子选项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正确卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析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分下列有关原子结构和原子核的认识正确的是射线是高速运动的电子流氢原子辐射光子后其绕核运动的电子动能增大