專題十一碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理基礎(chǔ)_第1頁
專題十一碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理基礎(chǔ)_第2頁
專題十一碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理基礎(chǔ)_第3頁
專題十一碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理基礎(chǔ)_第4頁
專題十一碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理基礎(chǔ)_第5頁
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文檔簡介

1、高考導(dǎo)航除教材中的重點(diǎn)概念和定理、定律外,主要體現(xiàn)為三個(gè)方面:一是碰撞模型;二是能級(jí)躍遷模型;三是核衰變、核反應(yīng)模型高考對(duì)本模塊的考查重點(diǎn)突出,且考查平穩(wěn)動(dòng)量方面主要考查動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用;原子物理方面主要考查核反應(yīng)及核能計(jì)算、氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、光電效應(yīng).2016年高考,動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用仍然會(huì)以計(jì)算題形式出現(xiàn),且會(huì)涉及物體的碰撞問題其他考點(diǎn)以選擇題或填空題形式出現(xiàn),主要集中在氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式,原子核的組成,核反應(yīng)方程,光電效應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)上,且很可能結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行考查體系構(gòu)建1動(dòng)量守恒定律(1)動(dòng)量守恒的條件系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零;系統(tǒng)所受的外力之

2、和遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)力系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量和為零,或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,則系統(tǒng)在該方向動(dòng)量守恒(2)三種表達(dá)形式pp.m1v1m2v2m1v1m2v2.p1p2.2氫原子能級(jí)(1)能級(jí)圖如圖所示(2)躍遷分析自發(fā)躍遷;高能級(jí)低能級(jí)釋放能量,發(fā)出能量為h的光子,且hEmEn.受激躍遷:低能級(jí)高能級(jí),吸收能量a光照(吸收光子):光子的能量等于能級(jí)差hE.b碰撞、加熱等:只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可E外E.c大于電離能的光子可被吸收將原子電離一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí),可能輻射出的光譜線條數(shù):NC.3原子核的衰變4.光電效應(yīng)及其方程:(1)光電效應(yīng)的規(guī)律入射光的頻率必須大于或等于

3、金屬的極限頻率光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨入射光的頻率增大而增大入射光照射到金屬板上時(shí),光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的,一般不大于109 s.當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比(2)光電效應(yīng)方程表達(dá)式:hEkW0或EkhW0.物理意義:金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h,這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0,剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能Ekmev2.5核反應(yīng)(1)核力原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子和中子是靠強(qiáng)大的核力結(jié)合在一起的核力:原子核內(nèi)部,核子間所特有的相互作用力核力的特點(diǎn):核力是強(qiáng)相互作用力,在它的作用范圍內(nèi),核力比庫侖力大得多核力是短程

4、力,作用范圍在1.5×1015m之內(nèi),在大于0.8×1015m時(shí),核力表現(xiàn)為引力,超過1.5×105m時(shí)核力急劇下降幾乎消失,在小于0.8×1015m時(shí)核力表現(xiàn)為斥力,因此核子不會(huì)融合在一起每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱為核力的飽和性無論是質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子間均存在核力自然界中的四種基本相互作用力:萬有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力(2)結(jié)合能:原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的;要把它們分開也需要能量核反應(yīng)中為把核子分開而需要的能量稱為原子核的結(jié)合能(3)質(zhì)量虧損:原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個(gè)現(xiàn)象叫做

5、質(zhì)量虧損(4)質(zhì)能方程:Emc2;Emc2.(5)核反應(yīng):核反應(yīng)過程中遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,但并不能僅根據(jù)此兩點(diǎn)而隨意書寫核反應(yīng)方程,具體書寫時(shí)一定要尊重反應(yīng)的實(shí)際核反應(yīng)通常不可逆,方程只能用單向箭頭連接核反應(yīng)中用來轟擊原子核的基本粒子通常為粒子,反應(yīng)后放出的基本粒子通常為H、n、e和e等對(duì)于衰變和衰變次數(shù)的判斷順序,應(yīng)先由反應(yīng)質(zhì)量數(shù)變化判斷衰變的次數(shù),再由電荷數(shù)變化判斷衰變的次數(shù)(6)裂變重核的裂變:重核俘獲一個(gè)中子后分裂為幾個(gè)中等質(zhì)量核的反應(yīng)過程(釋放能量)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):重核裂變時(shí)放出幾個(gè)中子,再引起其他重核裂變而使裂變反應(yīng)不斷自動(dòng)進(jìn)行下去(原子彈原理)為使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生,最好利用鈾

6、235.反應(yīng)堆構(gòu)造:核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層(7)聚變:把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,釋放出核能的反應(yīng),稱為聚變,又稱熱核反應(yīng)【例1】如圖,質(zhì)量分別為mA、mB的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方,B球距地面的高度h0.8 m,A球在B球的正上方先將B球釋放,經(jīng)過一段時(shí)間后再將A球釋放當(dāng)A球下落t0.3 s時(shí),剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰,碰撞時(shí)間極短,碰后瞬間A球的速度恰為零已知mB3mA,重力加速度大小g10 m/s2,忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失求:()B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度;()P點(diǎn)距離地面的高度【審題突破】1.命題立意:以兩個(gè)小球的彈性正碰和自由落體運(yùn)動(dòng)、上拋運(yùn)動(dòng)為背景,考查

7、考生綜合應(yīng)用動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析問題的能力2解題關(guān)鍵:根據(jù)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒分析A、B兩球的碰撞過程,從而確定B球碰撞前瞬間的速度是分析問題的關(guān)鍵3解題思路:(1)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算碰撞前瞬間A球的速度(2)根據(jù)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒分析碰撞過程(3)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析B球的下落和上拋過程答案(1)4 m/s(2)0.75 m解析(1)設(shè)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為vB,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB將h0.8 m代入上式,得vB4 m/s(2)設(shè)兩球相碰前后,A球的速度大小分別為v1和v1(v10),B球的速度分別為v2和v2.由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得v1gt由于碰撞時(shí)間極短,重力的

8、作用可以忽略,兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,總動(dòng)能保持不變規(guī)定向下的方向?yàn)檎衜Av1mBv2mBv2mAvmBvmBv設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB,由運(yùn)動(dòng)學(xué)及碰撞的規(guī)律可得vBvB設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為h,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得h聯(lián)立式,并代入已知條件可得h0.75 m1應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟(1)選取研究系統(tǒng)和研究過程(2)分析系統(tǒng)的受力情況,判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(3)規(guī)定正方向,確定系統(tǒng)的初、末狀態(tài)的動(dòng)量的大小和方向(4)根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解(5)對(duì)求解的結(jié)果加以分析、驗(yàn)證和說明2三類碰撞的分析(1)彈性碰撞:動(dòng)量守恒:m1v1m2v2m1v1m2v2機(jī)械能守恒:m1vm2vm1vm

9、2v.(2)完全非彈性碰撞:動(dòng)量守恒、末速度相同:m1v1m2v2(m1m2)v機(jī)械能損失最多:機(jī)械能的損失E(m1vm2v)(m1m2)v2(3)非彈性碰撞:動(dòng)量守恒:m1v1m2v2m1v1m2v2機(jī)械能有損失:機(jī)械能的損失E(m1vm2v)(m1vm2v)注意:對(duì)求解的結(jié)果要進(jìn)行分析、驗(yàn)證,確保符合實(shí)際情景【變式訓(xùn)練】1實(shí)驗(yàn)觀察到,靜止在勻強(qiáng)磁場中A點(diǎn)的原子核發(fā)生衰變,衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖,則()A軌跡1是電子的,磁場方向垂直紙面向外B軌跡2是電子的,磁場方向垂直紙面向外C軌跡1是新核的,磁場方向垂直紙面向里D軌跡2是新核的,磁場方向垂直紙

10、面向里答案D解析根據(jù)動(dòng)量守恒定律,原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核與電子的動(dòng)量大小相等,設(shè)為p.根據(jù)qvB,得軌道半徑r,故電子的軌跡半徑較大,即軌跡1是電子的,軌跡2是新核的根據(jù)左手定則,可知磁場方向垂直紙面向里選項(xiàng)D正確知識(shí):對(duì)動(dòng)量守恒定律、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)和左手定則的理解及應(yīng)用能力:對(duì)動(dòng)量守恒定律、左手定則、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解能力和推理能力試題難度:中等【例2】某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為HCNQ1,HNCXQ2,方程中Q1、Q2表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:則X是_,Q2_(選填“大于”“等于”或“小于”)Q1.原

11、子核HHeHeCNN質(zhì)量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1【審題突破】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下三點(diǎn):(1)核反應(yīng)過程中,質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒(2)明確質(zhì)量虧損m的計(jì)算方法(3)核反應(yīng)釋放的能量:QEmc2,即Q與m成正比答案He大于解析核反應(yīng)過程中,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,所以X的質(zhì)量數(shù)151124,電荷數(shù)1762,所以X為He;據(jù)Emc2,經(jīng)過計(jì)算m10.002 1 u,m20.005 3 u,則可以知道Q2Q1.核反應(yīng)方程及核能計(jì)算“四門基本功”(1)對(duì)守恒規(guī)律:掌握核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律(2)對(duì)常見核反應(yīng):掌握

12、常見的主要核反應(yīng)方程式,并知道其意義(3)對(duì)基本粒子:熟記常見的基本粒子的符號(hào),如質(zhì)子、中子、粒子等(4)對(duì)核能計(jì)算:熟記進(jìn)行核能計(jì)算時(shí)單位的對(duì)應(yīng)關(guān)系,若m用kg作單位,則E用J作單位;若m用u作單位,則E用eV作單位,且1 u對(duì)應(yīng)931.5 MeV.【變式訓(xùn)練】2氡222是一種天然放射性氣體,被吸入后,會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一其衰變方程是 Rn Po_已知 Rn的半衰期約為3.8天,則約經(jīng)過_天,16 g的 Rn衰變后還剩1 g.答案He或15.2解析(1)先根據(jù)核反應(yīng)前、后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒確定粒子的質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù),然后根據(jù)粒子的質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)

13、即可確定粒子的中子數(shù)(2)先根據(jù)m余m()n確定經(jīng)歷了多少個(gè)半衰期,然后確定經(jīng)歷的天數(shù)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知空內(nèi)應(yīng)填He(或),根據(jù)mm0(),解得t3.8×4天15.2天【例3】玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,氫原子能級(jí)圖如圖所示當(dāng)氫原子從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí),輻射出頻率為_ Hz的光子,用該頻率的光照射逸出功為2.25 eV的鉀表面,產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_ eV.(電子電量e1.60×1019C,普朗克常量h6.63×1034J·s)【審題突破】第一步:挖掘題目信息(1)氫原子能級(jí)圖(2)鉀的逸出功第二步:明確題目

14、要求計(jì)算輻射出的光子頻率和光電子的最大初動(dòng)能第三步:確定理論依據(jù)EmEnh、hEkW0答案6.15×10140.3解析根據(jù)0.85 eV(3.40 eV)h,可求得光子的頻率6.15×1014Hz;根據(jù)EkhW0可求得光電子的最大初動(dòng)能Ek2.55 eV2.25 eV0.3 eV.1解決氫原子能級(jí)躍遷問題的四點(diǎn)技巧(1)原子躍遷時(shí),所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差(2)原子電離時(shí),所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對(duì)值(3)一群原子和一個(gè)原子不同,它們的核外電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射光子的種類NC.(4)計(jì)算時(shí)應(yīng)注意:因一般取無窮遠(yuǎn)處為零電勢參考面,故各能

15、級(jí)的能量值均為負(fù)值;能量單位1 eV1.6×1019 J.2分析光電效應(yīng)的“兩條線索”線索一:入射光的頻率光子能量E光電子的最大初動(dòng)能Ek遏止電壓U.與E:Eh.E與EkEkEW0(W0為逸出功)Ek與UeUEk.線索二:入射光強(qiáng)度光子數(shù)目光電子數(shù)目光電流大小入射光越強(qiáng),光子電數(shù)目就越多;光子數(shù)目越多,產(chǎn)生的光電子就越多;光電子越多,光電流就越大1 (1)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是_(填正確答案標(biāo)號(hào)選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C

16、人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無關(guān)(2)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng),并發(fā)生碰撞;碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng);經(jīng)過一段時(shí)間后,從光滑路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示求:()滑塊a、b的質(zhì)量之比;()整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比答案(1)ACD(2)()18()12解析(1)電子束具有波動(dòng)性,通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣,選項(xiàng)A正確射線在云室中高速運(yùn)動(dòng)時(shí),徑跡又細(xì)又直,表現(xiàn)出粒子性,選項(xiàng)B錯(cuò)誤人們利用慢中子衍射來研究晶

17、體的結(jié)構(gòu),體現(xiàn)出波動(dòng)性,選項(xiàng)C正確電子顯微鏡是利用電子束工作的,體現(xiàn)了波動(dòng)性,選項(xiàng)D正確光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)的是波的粒子性,選項(xiàng)E錯(cuò)誤(2)()設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2,a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得v12 m/sv21 m/sa、b發(fā)生完全非彈性碰撞,碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v m/s由動(dòng)量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v聯(lián)立式得m1m218()由能量守恒得,兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為Em1vm2v(m1m2)v2由圖象可知,兩滑塊最后停止運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能定理得,兩滑塊克服摩擦力所做的功為W(m1m2)v2聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得WE12知識(shí):波粒二象性

18、,光的干涉,光電效應(yīng),完全非彈性碰撞,動(dòng)量守恒定律,能量守恒定律,動(dòng)能定理等能力:對(duì)波粒二象性的理解能力,圖象的分析能力和動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的分析綜合能力試題難度:中等2(1)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示若該直線的斜率和截距分別為k和b,電子電荷量的絕對(duì)值為e,則普朗克常量可表示為_,所用材料的逸出功可表示為_(2)如圖,在足夠長的光滑水平面上,物體A、B、C位于同一直線上,A位于B、C之間A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng),求m和M之間應(yīng)滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞設(shè)物體間的碰撞都是彈

19、性的答案(1)ekeb(2)(2)MmM解析(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0及EkmeUc得Uc,故k,b,得hek,W0eb.(2)A向右運(yùn)動(dòng)與C發(fā)生第一次碰撞,碰撞過程中,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒設(shè)速度方向向右為正,開始時(shí)A的速度為v0,第一次碰撞后C的速度為vC1,A的速度為vA1.由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mvmvMv聯(lián)立式得vA1v0vC1v0如果mM,第一次碰撞后,A與C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能與B發(fā)生碰撞;如果mM,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右運(yùn)動(dòng),A不可能與B發(fā)生碰撞;所以只需考慮mM的情況第一次碰撞后,A反向運(yùn)動(dòng)與

20、B發(fā)生碰撞設(shè)與B發(fā)生碰撞后,A的速度為vA2,B的速度為vB1,同樣有vA2vA1()v根據(jù)題意,要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞,應(yīng)有vA2vC1聯(lián)立式得m24mMM20解得m(2)M另一解m(2)M舍去所以,m和M應(yīng)滿足的條件為(2)MmM知識(shí):本題考查了光電效應(yīng)方程、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律能力:主要考查對(duì)光電效應(yīng)方程及動(dòng)量守恒定律的理解能力和推理能力試題難度:中等3 (1)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5 700年已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動(dòng)結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減少現(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一下列

21、說法正確的是_(雙選,填正確答案標(biāo)號(hào))a該古木的年代距今約5 700年b12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)c14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線d增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變(2)如圖,三個(gè)質(zhì)量相同的滑塊A、B、C,間隔相等地靜置于同一水平直軌道上現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0,一段時(shí)間后A與B發(fā)生碰撞,碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運(yùn)動(dòng),B再與C發(fā)生碰撞,碰后B、C粘在一起向右運(yùn)動(dòng)滑塊A、B與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值兩次碰撞時(shí)間均極短求B、C碰后瞬間共同速度的大小答案(1)ac(2)v0解析(1)古木樣品中14C的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一,根據(jù)半衰期的定義知該古

22、木的年代距今約5 700年,選項(xiàng)a正確同位素具有相同的質(zhì)子數(shù),不同的中子數(shù),選項(xiàng)b錯(cuò)誤.14C的衰變方程為CN1e,所以此衰變過程放出射線,選項(xiàng)c正確放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關(guān),與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān),選項(xiàng)d錯(cuò)誤(2)設(shè)滑塊質(zhì)量為m,A與B碰撞前A的速度為vA,由題意知,碰撞后A的速度vAv0,B的速度vBv0,由動(dòng)量守恒定律得mvAmvAmvB設(shè)碰撞前A克服軌道阻力所做的功為WA,由功能關(guān)系得WAmvmv設(shè)B與C碰撞前B的速度為vB,B克服軌道阻力所做的功為WB,由功能關(guān)系得WBmvmv據(jù)題意可知WAWB設(shè)B、C碰撞后瞬間共同速度的大小為v,由動(dòng)量守恒定律得mvB2m

23、v聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得vv0知識(shí):半衰期、衰變方程、功能關(guān)系及動(dòng)量守恒定律能力:主要考查考生的理解能力和推理能力試題難度:中等4(1)下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí),其中正確的是_(填選項(xiàng)前的字母)A射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流B氫原子輻射光子后,其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大C太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變D.83Bi的半衰期是5天,100克83Bi經(jīng)過10天后還剩下50克(2)如圖,兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),滑塊A的質(zhì)量為m,速度大小為2v0,方向向右,滑塊B的質(zhì)量為2m,速度大小為v0,方向向左,兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是_(填選項(xiàng)前的字母)AA和B都向左運(yùn)動(dòng)B

24、A和B都向右運(yùn)動(dòng)CA靜止,B向右運(yùn)動(dòng)DA向左運(yùn)動(dòng),B向右運(yùn)動(dòng)答案(1)B(2)D解析(1)射線是高速電子流,而射線是一種電磁波,選項(xiàng)A錯(cuò)誤氫原子輻射光子后,繞核運(yùn)動(dòng)的電子距核更近,動(dòng)能增大,選項(xiàng)B正確太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.10天為兩個(gè)半衰期,剩余的Bi為100×()g100×()2g25 g,選項(xiàng)D錯(cuò)誤(2)選向右為正方向,則A的動(dòng)量pAm·2v02mv0.B的動(dòng)量pB2mv0.碰前A、B的動(dòng)量之和為零,根據(jù)動(dòng)量守恒,碰后A、B的動(dòng)量之和也應(yīng)為零,可知四個(gè)選項(xiàng)中只有選項(xiàng)D符合題意(1)知識(shí):原子結(jié)構(gòu)和原子核能力:理解能力試題難度:

25、較小(2)知識(shí):碰撞問題、動(dòng)量守恒定律能力:推理能力試題難度:較小1雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(ve)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)他探測中微子所用的探測器的主體是一個(gè)貯滿615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氬核,其核反應(yīng)方程式為veClAre.已知Cl核的質(zhì)量為36.956 58 u,Ar核的質(zhì)量為36.956 91 u,e的質(zhì)量為0.000 55 u,1 u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5 MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為()A0.82 MeVB0.31 MeV C1.33 MeV D0.51

26、MeV答案A解析此反應(yīng)過程中質(zhì)量增加為mmemArmCl0.000 88 u,對(duì)應(yīng)增加的能量即電子中微子的能量E0.000 88×931.5 MeV0.819 72 MeV,故A正確2(多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一,下列釋放核能的反應(yīng)方程,表述正確的有()A.HHHen是核聚變反應(yīng)B.HHHen是衰變C.UnBaKr3n是核裂變反應(yīng)D.UnXeSr2n是衰變答案AC解析兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng),故A對(duì)B錯(cuò)重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核并放出若干個(gè)中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng),故C對(duì)原子核放出或粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱為原

27、子核的衰變?cè)雍说乃プ兊姆磻?yīng)物只有一種,故D錯(cuò)3物理學(xué)重視邏輯,崇尚理性,其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上下列說法正確的是()A天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的答案A解析粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu),B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;密立根的油滴實(shí)驗(yàn)測出了電子的電荷量,D項(xiàng)錯(cuò)誤4一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)僅有水平速度v2 m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為31.不計(jì)質(zhì)量損失,取重力加速度g10 m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確

28、的是()答案B解析平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1 s,爆炸過程遵守動(dòng)量守恒定律,設(shè)彈丸質(zhì)量為m,則mvmv甲mv乙,又v甲,v乙,t1 s,則有x甲x乙2 m,將各選項(xiàng)中數(shù)據(jù)代入計(jì)算得B正確專題提升練習(xí)1 (1)氫原子的能級(jí)如圖所示有一群處于n4能級(jí)的氫原子,若原子從n4向n2躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),則:這群氫原子發(fā)出的光中共有_種頻率的光能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng);從n4向n1躍遷時(shí)發(fā)出的光照射該金屬,所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_eV.(2)如圖所示,質(zhì)量為2m的小滑塊P和質(zhì)量為m的小滑塊Q都可看作質(zhì)點(diǎn),與輕質(zhì)彈簧相連的Q靜止在光滑水平面上P以某一初速度v向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,求:彈

29、簧的彈性勢能最大時(shí),P、Q的速度大?。粡椈傻淖畲髲椥詣菽艽鸢?1)410.2(2)vvmv2解析(1)n4向n2躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),E4E22.55 eV,所以該金屬逸出功W02.55 eV.氫原子躍遷時(shí),共發(fā)出6種頻率的光,光子能量分別為E2E110.2 eV,E3E112.09 eV,E4E112.75 eV,E4E30.66 eV,E4E22.55 eV,E3E21.89 eV,其中大于或等于2.55 eV的有4種n4向n1躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量為12.75 eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程hEkW0,可得Ek10.2 eV.(2)當(dāng)彈簧的彈性勢能最大時(shí),P、Q速度相等,設(shè)為

30、v1,由動(dòng)量守恒定律:2mv0(2mm)v1解得:v1v設(shè)彈簧的最大彈性勢能為Em,由能量守恒定律得:·2m·v2(2mm)vEm解得:Emmv22 (1)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是()A紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大B比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定C重核的裂變過程質(zhì)量增大,輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損D根據(jù)玻爾理論,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增大,電勢能減小E自然界中含有少量的14C,14C具有放射性

31、,能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變,因此在考古中可利用14C來測定年代(2)如圖所示,在光滑的水平面上有兩個(gè)物塊A、B,質(zhì)量分別為mA3 kg,mB6 kg,它們之間由一根不可伸長的輕繩相連,開始時(shí)繩子完全松弛,兩物塊緊靠在一起現(xiàn)用3 N的水平恒力F拉B,使B先運(yùn)動(dòng),當(dāng)輕繩瞬間繃直后再拉A、B共同前進(jìn),在B總共前進(jìn)0.75 m時(shí),兩物塊共同向前運(yùn)動(dòng)的速度為 m/s,求連接兩物塊的繩長L.答案(1)BDE(2)0.25 m解析(1)紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,

32、選項(xiàng)B正確重核的裂變過程和輕核的聚變過程都有質(zhì)量虧損,選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)玻爾理論,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增大,電勢能減小,選項(xiàng)D正確自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變,其半衰期恒定,因此在考古中可利用14C來測定年代,選項(xiàng)E正確(2)當(dāng)B前進(jìn)距離L時(shí),由動(dòng)能定理FLmBv,得vB,此后A、B以共同速度運(yùn)動(dòng),由動(dòng)量守恒mBvB(mAmB)vAB,然后A、B一起勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,可得:vv2x,x0.75L,解得:L0.25 m.3 (1)氫原子能級(jí)如圖,當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí),輻射光

33、的波長為656 nm.以下判斷正確的是_(雙選,填正確答案標(biāo)號(hào))a氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí),輻射光的波長大于656 nmb用波長為325 nm的光照射,可使氫原子從n1躍遷到n2的能級(jí)c一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線d用波長為633 nm的光照射,不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級(jí)(2)如圖,光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接,A的質(zhì)量為m.開始時(shí)橡皮筋松弛,B靜止,給A向左的初速度v0.一段時(shí)間后,B與A同向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞并粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍,也是碰撞前瞬間B的速度的一半求:B的質(zhì)量;碰撞過程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失答案(1

34、)C、D(2)mv解析(1)能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,能級(jí)差越大,輻射的光子頻率越大,波長越小,A錯(cuò)誤;由EmEnh可知,B錯(cuò)誤,D正確;根據(jù)C3可知,輻射的光子頻率最多3種,C正確(2)以初速度v0的方向?yàn)檎较?,設(shè)B的質(zhì)量為mB,A、B碰撞后的共同速度為v,由題意知:碰撞前瞬間A的速度為,碰撞前瞬間B的速度為2v,由動(dòng)量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB從開始到碰撞后的全過程,由動(dòng)量守恒定律得mv0(mmB)v設(shè)碰撞過程A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失為E,則Em()2mB(2v)2(mmB)v2聯(lián)立式得Emv4 (1)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是_(填寫選項(xiàng)前

35、的字母代號(hào))A紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng),當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大B結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定C重核的裂變過程質(zhì)量增大,輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損D根據(jù)玻爾理論,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增大,電勢能減小E自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變,因此在考古中可利用14C來測定年代(2)如圖一砂袋用無彈性輕細(xì)繩懸于O點(diǎn)開始時(shí)砂袋處于靜止?fàn)顟B(tài),此后彈丸以不同的水平速度擊中砂袋且均未穿出第一粒彈丸以速度v0打入砂袋后二者共同擺動(dòng)的最大擺

36、角為(<90°),當(dāng)砂袋第一次返回圖示位置時(shí),第二粒彈丸以另一水平速度v又擊中砂袋,使砂袋向右擺動(dòng)且最大擺角仍為.若彈丸質(zhì)量均為m,砂袋質(zhì)量為5 m,彈丸和砂袋形狀大小忽略不計(jì),求:兩粒彈丸的水平速度之比為多少?答案(1)D、E(2)613解析(1)由光電效應(yīng)方程EkhW可知光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率及金屬的逸出功,而與入射光的強(qiáng)度無關(guān),A錯(cuò)誤比結(jié)合能是反映原子核穩(wěn)定程度的物理量,B錯(cuò)誤重核裂變與輕核聚變中都有核能釋放出來,都有質(zhì)量虧損,C錯(cuò)誤氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)通常以光子的形式釋放能量,同時(shí)核外電子的軌道半徑減小,此過程中靜電力做正功,引起電勢能減小,動(dòng)能增

37、大,D正確在活體中因碳循環(huán)而保持14C的含量穩(wěn)定,而在死體內(nèi)14C因放射性衰變而減少,故可由其半衰期來鑒定年代,E正確(2)彈丸擊中砂袋瞬間,系統(tǒng)水平方向不受外力,動(dòng)量守恒,設(shè)碰后彈丸和砂袋的共同速度為v1,細(xì)繩長為L,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:mv0(m5m)v1砂袋擺動(dòng)過程中只有重力做功,機(jī)械能守恒,所以有: ·6mv6mgL(1cos)設(shè)第二粒彈丸擊中砂袋后彈丸和砂袋的共同速度為v2,同理有:mv(m5m)v1(m6m)v2×7mv7mgL(1cos)聯(lián)立上述方程得5 (1)關(guān)于原子與原子核,下列說法正確的有_(填入正確選項(xiàng)前的字母)A盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型,可以解釋

38、原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征B玻爾的氫原子模型,成功引入了量子化假說C元素的放射性不受化學(xué)狀態(tài)影響,說明射線來自原子核,且原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的D比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定E對(duì)于相同質(zhì)量的核燃料,輕核聚變和重核裂變產(chǎn)生的能量是相同的(2)如圖,在水平地面上有兩物塊甲和乙,它們的質(zhì)量分別為2m、m,甲與地面間無摩擦,乙與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)讓甲物體以速度v0向著靜止的乙運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰,試求:甲與乙第一次碰撞過程中系統(tǒng)的最小動(dòng)能;若甲在乙剛停下來時(shí)恰好與乙發(fā)生第二次碰撞,則在第一次碰撞中系統(tǒng)損失了多少機(jī)械能答案(1)BCD(2)mvmv解析(1)玻爾在盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)

39、模型的基礎(chǔ)上又引入了量子化理論,才成功解釋了原子的穩(wěn)定性與原子光譜分立性的問題,A錯(cuò)誤、B正確原子的化學(xué)狀態(tài)取決于原子的外層電子的結(jié)合方式,與原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)無關(guān),說明放射線不是來自核外電子而是來自核內(nèi),既然核內(nèi)能放射出不同于核的物質(zhì),就說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的,C正確比結(jié)合能在數(shù)值上等于將原子核內(nèi)的核子分解為孤立核子時(shí)平均需提供給每個(gè)核子的能量,故平均結(jié)合能越大,破壞原子核時(shí)需平均提供給每一個(gè)核子的能量越多,原子核越穩(wěn)定,D正確相同質(zhì)量的核燃料中所含有的核子總數(shù)相同,但輕核聚變時(shí)平均每個(gè)核子釋放的核能比重核裂變時(shí)平均每個(gè)核子釋放的核能多,相同質(zhì)量的核燃料,輕核聚變放出的總能量較多,E錯(cuò)誤(2)

40、第一次碰撞過程中,兩物體速度相等時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能最小,設(shè)此時(shí)兩物體速度為v由系統(tǒng)動(dòng)量守恒2mv03mv得vv0此時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能Ek·3m·v2mv設(shè)第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)甲、乙的速度分別為v1、v2之后甲做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙以初速度v2做勻減速直線運(yùn)動(dòng),在乙剛停下時(shí)甲追上乙發(fā)生碰撞,因此兩物體在這段時(shí)間平均速度相等,有v1而第一次碰撞中系統(tǒng)動(dòng)量守恒有2mv02mv1mv2由以上兩式可得v1v2v0所以第一次碰撞中的機(jī)械能損失為E·2m·v·2m··m·vmv6 (1)下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))ATh核發(fā)生一次衰變時(shí),新核

41、與原來的原子核相比,中子數(shù)減少了4B太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)C若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期可能變小D用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子,可使其電離E光電管是基于光電效應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器件,可使光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(2)如圖所示,在光滑的水平面上,質(zhì)量為4m、長為L的木板右端緊靠豎直墻壁,與墻壁不粘連質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0滑上木板左端,滑到木板右端時(shí)速度恰好為零現(xiàn)小滑塊以水平速度v滑上木板左端,滑到木板右端時(shí)與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞,以原速率彈回,剛好能夠滑到木板左端而不從木板上落下,求的值答案(1)BDE(2)解析(1)一次衰變中減少2個(gè)中子、2個(gè)質(zhì)子共

42、4個(gè)核子,A錯(cuò)誤恒星釋放的能量都是來源于內(nèi)部的輕核聚變,B正確半衰期是描述原子核性質(zhì)的物理量,與溫度、壓強(qiáng)、物理化學(xué)狀態(tài)等無關(guān),C錯(cuò)誤氫原子的基態(tài)能量為13.6 eV,即其基態(tài)電離能為13.6 eV,故D正確光電效應(yīng)中飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比,故利用光電效應(yīng)可將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),光電管的原理正是光電效應(yīng),E正確(2)小滑塊以水平速度v0向右滑時(shí),有:fL0mv小滑塊以速度v滑上木板到運(yùn)動(dòng)至碰撞時(shí)速度為v1,則有fLmvmv2滑塊與墻碰后至向左運(yùn)動(dòng)到木板左端,此時(shí)滑塊、木板的共同速度為v2,則有mv1(m4m)v2由總能量守恒可得:fLmv(m4m)v上述四式聯(lián)立,解得7 (1)下

43、列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))A盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B根據(jù)玻爾理論可知,當(dāng)氫原子從n4的狀態(tài)躍遷到n2的狀態(tài)時(shí),發(fā)射出光子C衰變中產(chǎn)生的射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D.86Rn的半衰期為3.8天,若有20 g86Rn,經(jīng)過7.6天后還剩下5 g 86RnE一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),可能是因?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小(2)325國道廣東佛山段九江大橋,由于一艘3 000 t的運(yùn)沙船撞上非通航孔橋墩而瞬間垮塌,橋上行駛著的四輛汽車落入江中,多人在事故中遇難設(shè)運(yùn)沙船撞擊前的速度為3.6 km/h,撞擊后的速度減為0,鋼鐵建造的運(yùn)沙船與鋼筋水泥大

44、橋的碰撞時(shí)間為0.2 s九江大橋160 m通航孔按過江油輪設(shè)計(jì),即橋墩按橫向船舶撞擊力120 t(此為航船業(yè)專業(yè)術(shù)語,相對(duì)應(yīng)的沖擊力為1.2×106 N)進(jìn)行防撞設(shè)計(jì);非通航孔橋墩按橫向船舶撞擊力40 t進(jìn)行防撞設(shè)計(jì)請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí),計(jì)算運(yùn)沙船撞擊大橋的沖擊力是否超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)答案(1)ABD(2)超出非通航孔橋墩防撞擊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)解析(1)原子的核式結(jié)構(gòu)模型依據(jù)之一就是粒子散射實(shí)驗(yàn),A正確玻爾理論指出,原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)吸收能量,從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)以光子的形式釋放能量,B正確衰變中產(chǎn)生的電子是核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的,C錯(cuò)誤由mm0()t/可知D正確能否發(fā)生光電效

45、應(yīng)取決于入射光的頻率是否超過該金屬的極限頻率,與入射光的強(qiáng)度無關(guān),E錯(cuò)誤(2)設(shè)運(yùn)沙船撞擊橋墩的力為F,由動(dòng)量定理得Ft0mv解得F1.5×107 N非通航孔橋墩的防撞沖擊力為F0×40 N4×105 N運(yùn)沙船對(duì)非通航孔的撞擊力F>4.0×105 N,超出非通航孔橋墩防撞擊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)8 (1)下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))A光子不但具有能量,也具有動(dòng)量B玻爾認(rèn)為,氫原子中電子軌道是量子化的,能量也是量子化的C將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解,會(huì)改變放射性元素的半衰期D原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損E質(zhì)量數(shù)大的

46、原子核,其比結(jié)合能不一定大(2)如圖所示,光滑水平面上靜止著一輛質(zhì)量為3m的平板車A.車上有兩個(gè)小滑塊B和C(都可視為質(zhì)點(diǎn)),B的質(zhì)量為m,與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.C的質(zhì)量為2m,與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.t0時(shí)刻B、C分別從車板的左、右兩端同時(shí)以初速度v0和2v0相向滑上小車在以后的運(yùn)動(dòng)過程中B與C恰好沒有相碰已知重力加速度為g,設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等求:平板車的最大速度v和達(dá)到最大速度經(jīng)歷的時(shí)間t;平板車車板總長度L.答案(1)ABE(2)v0解析 (1)光電效應(yīng)證明光子具有能量,康普頓效應(yīng)不僅證實(shí)了光子具有能量而且還具有動(dòng)量,A正確因能量與軌道是一一對(duì)應(yīng)的,故軌道與能量都是量子化的,B正確放射性元素的半衰期是描述原子核性質(zhì)的物理量,與核外的電子無關(guān),C錯(cuò)誤原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和,D錯(cuò)誤比結(jié)合能最大的是中等質(zhì)量數(shù)的原子核,E正確(2)從起始到三者共速A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以水平向左為正方向2m×2v0mv06mvC勻減速運(yùn)動(dòng)過程:f2maf2mgv2v0at綜上有:vv0t起始到三者共速B相對(duì)A向右勻減速到速度為零后與A一起向左勻加速,C相對(duì)A向左勻減速,B和C對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力大小均為f2mg由能量守恒有mv2m(2v0)2fBsBfA(sCsA)6mv2fL6mv2綜上有:L9 (1)已

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