2015高三物理一轮动量守恒定律近代物理复习题（附答案和解释）
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2015高三物理一轮动量守恒定律近代物理复习题（附答案和解释）
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2015高三物理一轮动量守恒定律近代物理复习题（附答案和解释）
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文 章来源莲山 课件 w w w.5Y
章末检测(十三) (时间：50分钟，分值：100分)
一、(本大题共10小题，每小题6分，共60分，每小题至少一个选项符合题意)1．如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是(　　)&A．α射线　　　　　　　　&B．β射线C．γ射线& &D．三种射线都可以2．下列说法中正确的是(　　)A．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱B．光电效应实验揭示了光的粒子性 C．重核的裂变过程总质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的3．下列说法正确的是(　　)A．15 7N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程B．11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程C．238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程D．42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程4．现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应．若分别用a光和c光照射该金属，则(　　)A．a光照射时，不能发生光电效应B．c光照射时，不能发生光电效应C．a光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大D．c光照射时，释放出的光电子的最大初动能最小5．在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是(　　)&A．v1＝v2＝v3＝13v0& &B．v1＝0，v2＝v3＝12v0C．v1＝0，v2＝v3＝12v0& &D．v1＝v2＝0，v3＝v06．一个电子(质量为m，电量为－e)和一个正电子(质量为m，电量为e)，以相等的初动能Ek相向运动，并撞到了一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν；若这两个光子的能量都是hν，动量分别为p和p′，下列关系中正确的是(　　)A．hν ＝mc2B．hν＝12mc2，p＝p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝12(mc2＋Ek)，p＝－p′7.&质量为m的物块甲以3 m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定于其左端，另一质量也为m的物块乙以4 m/s的速度与甲相向运动，如图所示．则(　　)A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，系统动量不守恒B．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零C．当甲物块的速率为1 m/s时，乙物块的速率可能为2 m/s，也可能为0D．甲物块的速率可能达到5 m/s8．放射性同位素14C在考古中有重要应用．为研究14C的衰变规律，将一个原来静止的14C原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，圆的半径之比R∶r＝7∶1，如图所示，那么14C的衰变方程式应是(　　)&A.14 6C→10 4Be＋42He& B.14 6C→14 5B＋01eC.14 6C→14 7N＋　0－1e& D.14 6C→12 5B＋21H9．放射性元素abX的衰变反应是：abX→cdY＋N，其中N是未知的射线，则下列说法正确的是(　　)A．若此衰变为β衰变，则b＝d＋1B．若此衰变为α衰变，则a＝c＋4C．若放射性元素abX经过6 h还剩下1/8没有衰变，则它的半衰期为2 hD．用射线N照射锌板一定可使锌板带电10．如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9 eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是(　　)&A．照射光中只有1种频率的光子被吸收B．照射光中有3种频率的光子可能被吸收C．观测到氢原子发射出3种不同波长的光D．观测到氢原子发射出6种不同波长的光二、非(本大题共3小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(10分)在一次实验中，某同学选用了两个外形相同的硬质小球A和B，小球A质量较大，小球B质量较小．该同学实验发现：若在水平面上用A球去撞击原来静止的B球，碰后A和B都向前运动；若用B球去撞击原来静止的A球，碰后A球向前运动，B球向后运动．为了探究碰撞中的不变量，该同学计划用如图所示的圆弧槽进行实验．实验时，分别将小球M、N放在竖直平面内的半圆形玻璃轨道内侧(轨道半径远大于小球半径)．现让小球M从与圆心O等高处由静止释放，在底部与静止的小球N发生正碰．&(1)实验中，若实验室里有如下所述的四个小球：①半径为r的玻璃球；②半径为2r的玻璃球； ③半径为1.5r的钢球；④半径为2r的钢球．为了便于测量，M球应选用________，N球应选用________(填编号)．(2)实验中不用测量的物理量为________．①小球M的质量m1和小球N的质量m2；②圆弧轨道的半径R；③小球M碰后上升的最高处与O点连线偏离竖直方向的夹角θ1；④小球N碰后上升的最高处与O点连线偏离竖直方向的夹角θ2.(3)用上述测得的物理量表示碰撞中的不变量的等式为：________.12.&(14分)如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台面相切．小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半．两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g.求：(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA；(2)A、B两球的质量之比mA∶mB.
13．(16分)一个静止的232 92U(原子质量为232.037 2 u)，放出一个α粒子(原子质量为4.002 60 u)后，衰变成228 90 Th(原子质量为228.028 7 u)．假设放出的结合能完全变成Th核和α粒子的动能，试计算α粒子的动能．
章末检测(十三)1．C2．[解析]选BD.玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱，A错误；光电效应无法用波动理论来解释，从而提出了光的粒子性，B正确；重核裂变和轻核聚变，都有能量释放出来，即都存在质量亏损，C错误；大量的微观粒子的实验都证明了物质波的存在，例如，电子的衍射实验(包括其他微观粒子的衍射实验)，D正确．3．[解析]选BD.A选项中15 7N在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，故选项A错误；C选项是α衰变，不是裂变，即选项C错误．4．[解析]选A.只有当光的频率大于或等于极限频率时才会发生光电效应，由ν＝cλ可判断a、b、c三种单色光的频率关系为νa＜νb＜νc，用b光照射某种金属恰好能发生光电效应，故a光照射时不能发生光电效应，c光照射时能发生光电效应，A正确，B、C错误；光电效应释放出的光电子的初动能与频率有关，频率越大，初动能越大，c光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大，D错误．5．[解析]选D.由题设条件，三个小球在碰撞过程中总动量和总机械能守恒．若各球质量均为m，则碰撞前系统总动量为mv0，总机械能应为12mv20.假如选项A正确，则碰后总动量为33mv0，这显然违反动量守恒定律，故不可能．假如选项B正确，则碰后总动量为22mv0，这也违反动量守恒定律，故也不可能．假如选项C正确，则碰后总动量为mv0，但总动能为14mv20，这显然违反机械能守恒定律，故也不可能．假如选项D正确，则通过计算既满足动量守恒定律，也满足机械能守恒定律，故选项D正确． 6．[解析]选C.由能量守恒知2mc2＋2Ek＝2hν，故hν＝mc2＋Ek，由动量守恒知0＝p＋p′，故p＝－p′，故选项C正确，选项A、B、D错误．7．[解析]选C.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力是系统内力，系统合外力为零，所以动量守恒，选项A错误；当两物块相距最近时，它们的速度相同，设为v，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有mv乙－mv甲＝2mv，代入数据，可得v＝0.5 m/s，选项B错误；当甲物块的速率为1 m/s时，其方向可能水平向左，也可能水平向右，当水平向左时，根据动量守恒定律可得，乙物块的速率为2 m/s，当水平向右时，根据动量守恒定律可得，乙物块的速率为0，所以选项C正确；因为整个过程中，系统的机械能不可能增加，若甲物块的速率达到5 m/s，那么乙物块的速率肯定不为零，这样系统的机械能就增加了，所以选项D错误．8．[解析]选C.由动量守恒定律可知，放射的粒子与反冲核动量大小相等、方向相反．因径迹是两个内切圆，即衰变时粒子与反冲核受力方向相同，由左手定则推出，它们带电性质相反．由带电粒子在匀强磁场中的回旋半径r＝mvqB得，q反q放＝Rr＝7∶1，故C正确．9．[解析]选BCD.核反应遵循质量数守恒与电荷数守恒，若此衰变为β衰变，则b＝d－1，A错误；若此衰变为α衰变，则a＝c＋4，B正确；abX经过6 h还剩下1/8没有衰变，则它的半衰期是2 h，C正确．N可能是α射线或β射线或γ射线，其中α射线与β射线是由带电粒子组成的，γ射线虽不带电，但它能使锌板产生光电效应，故D正确．10．[解析]选BD.根据玻尔能级跃迁的知识可知：原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量，而从激发态跃迁到基态时则以光子的形式向外释放能量．无论是吸收还是放出能量，这个能量值都不是任意的，而等于原子发生跃迁时这两个能级间的能量差．根据氢原子的能级示意图知E2－E1＝10.2 eV，E3－E1＝12.09 eV，E4－E1＝12.75 eV，E5－E1＝13.06 eV，说明在10～12.9 eV范围内的光子的照射下，能使基态的氢原子跃迁到第2、3、4能级，因此照射光中有3种频率的光子可能被吸收，选项A错误，B正确；观测到氢原子发射出nn－1&#×&#&#种不同波长的光，选项C错误，D正确． 11．(1)②④　(2)②(3)m1＝－m11－cos θ1＋m21－cos θ212．[解析](1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，由机械能守恒定律得mAgh＝12mAv2A(3分)解得vA＝2gh.(2分)(2)设两球碰撞后共同的速度为v，由动量守恒定律得mAvA＝(mA＋mB)v(3分)粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动，设运动时间为t，由运动学公式，在竖直方向上有h＝12gt2(2分)在水平方向上有h2＝vt(2分)联立上述各式得mA∶mB＝1∶3.(2分)[答案](1)2gh　(2)1∶313．[解析]由质能方程可计算释放的核能，然后结合动量守恒和能量关系可求解．反应中产生的质量亏损Δm＝mU－(mTh＋mα)＝0.005 9 u(2分)反应中释放的核能ΔE＝Δm×931.5 MeV＝5.5 MeV.(2分)232 92U核衰变过程中动量守恒、能量守恒，则0＝mαvα－mThvTh①(3分)ΔE＝12mαv2α＋12mThv2Th②(3分)解①②两式得ΔE＝mαvα22mα＋mThvTh22mTh＝(mαvα)2mTh＋mα2mαmTh.(2分)则α粒子的动能Eα＝12mαv2α＝mThmTh＋mαΔE＝×5.5 MeV＝5.41 MeV.(4分)[答案]5.41 MeV 文 章来源莲山 课件 w w w.5Y
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高中物理动量题型归纳
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高中物理动量题型归纳
篇一：高中物理动量典型例题与易错点详解(师)
动量考点例析
一、夯实基础知识
1、深刻理解动量的概念
(1)定义：物体的质量和速度的乘积叫做动量：p=mv
（2）动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。
（3）动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。
（4）动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性。题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。
（5）动量的变化：?p?pt?p0.由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。
A、若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。
B、若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。
（6）动量与动能的关系：P?
能改变动量是一定要变的。
2、深刻理解冲量的概念
(1)定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I=Ft
(2)冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。
(3)冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
(4)高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量。对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
(5)要注意的是：冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。特别是力作用在静止的物体上也有冲量。
3、深刻理解动量定理
（1）.动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I=Δp
（2）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）。
（3）动量定理给出??冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。
（4）现代物理学把力定义为物体动量的变化率：F??P（牛顿第二定律的动量形式）。 ?t2mEk，注意动量是矢量，动能是标量，动量改变，动能不一定改变，但动
（5）动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正。
4、深刻理解动量守恒定律
（1）.动量守恒定律：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。 即：
??m2v2? m1v1?m2v2?m1v1
（2）动量守恒定律成立的条件
1系统不受外力或者所受外力之和为零； ○
2系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计； ○
3系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。 ○
4全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。 ○
??m2v2?，即p1+p2=p1/+p2/外，还有：Δp1+Δp2=0，（3）.动量守恒定律的表达形式：除了m1v1?m2v2?m1v1
Δp1= -Δp2 和m1???v2
二、解析典型问题
问题1：掌握求恒力和变力冲量的方法。
恒力F的冲量直接根据I=Ft求，而变力的冲量一般要由动量定理或F-t图线与横轴所夹的面积来求。
例1、质量为m的小球由高为H的、倾角为θ光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？ 分析与解：力的作用时间都是t?2H1?gsin2?sin?2H，力的大小依次是mg、 g
mgcosθ和mg.sinθ，所以它们的冲量依次是： IG?m2gH
sin?,IN?m2gH
tan?,I合?m2gH
特别要注意，该过程中弹力虽然不做功，但对物体有冲量。
例2、一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图1所示，
如果该物体从静止开始运动，经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少？
分析与解：经过t=10s后,F1的冲量I1=10×10/2=50N.S
F2的冲量I2=－50N.S,合力F的冲量为0.
例3、一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上．若从小球接触软图1 垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量为________．(取
2g=10m/s，不计空气阻力)．
分析与解:小球从高处自由下落到软垫陷至最低点经历了两个过程，从高处自由下落到接触软垫前一瞬间，是自由下落过程，接触软垫前
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