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1、专题二十一、动量守恒定律1.（2013全国新课标理综1第35题）(2)(9分) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短：当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为. B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。解析：设在发生碰撞前的瞬间，木块A的速度大小为v；在碰撞后的瞬间，A和B的速度分别为v1和v2。在碰撞过程中，由能量守恒定律和动量守恒定律。得mv2=mv12+2mv22，mv=mv1+2mv2，式中，以碰撞前木块A的速度方向为正。联立解得：v1=- v2/2.设碰撞后A和B
2、运动的距离分别为d1和d2，由动能定理得mgd1=mv12。(2m)gd2=2mv22。按题意有：d=d1+d2。设A的初速度大小为v0，由动能定理得mgd=mv02-mv2联立解得：v0=。2.（2013全国新课标理综II第35题）（2）（10分）如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当AB速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动，假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，（i）整个系统损失的机械能；（ii）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。【命题意图】本题
3、考查碰撞、弹性势能、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关知识点，意在考查考生综合使用知识解决问题的水平。解析：（i）从A开始压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对AB与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得：m v0=2 m v1，此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，系统损失的机械能为E，对BC组成的系统，由动量守恒定律，mv1=2 m v2，由能量守恒定律，mv12=(2m) v22+E 联立解得：E= mv02。（ii）由式可知，v2 v1，A将继续压缩弹簧，直至三者速度相同，设此时速度为v3，此时弹簧被压缩到最短。其弹性势能为Ep。由动量守恒定律，m v0=3m v3，由能量
4、守恒定律，mv02-E =(3m) v32+ Ep。联立解得：弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep =mv02。3.(2013高考江苏物理第12B题)（3）如题12C-2图所示，实行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/ s。 A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/ s，求此时B的速度大小和方向。(3)根据动量守恒解得 vB=0.02m/ s。 离开空间站方向4.（2013高考山东理综第38（2）题）（2）如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg
5、，mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0= mAvA + mCvC， A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得mAvA+ mBv0= (mA) + mB vAB A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vAB = vC。联立式解得：vA=2m/
6、s。5.（2013高考福建理综第30题） (2)将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 。（填选项前的事母）A. B. C. D. 答案：D解析：由动量守恒定律，m v0=(M-m)v，解得v=，选项D正确。图186.（2013高考广东理综第35题）如图18，两块相同平板P1，P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m,且可看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，
7、与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短。碰撞后P1与P2粘连在一起。P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P2之间的动摩擦因数为。求（1）P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；（2）此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。考点：动量守恒、能量守恒、临界分析解析：（1）P1和P2碰撞,动量守恒:mv0=(m+m)v1 得出：P在p2上滑行过程， P1、P2、P组成的系统动量守恒：2mv0+2mv1=4mv2 得出：(2) P1、P2、P 第一次等速，弹簧最大压缩量x最大，由能量守恒得P刚进入P2 到P1、P2、P 第二次等速，由能量守恒得；由得：， 。专题二
8、十二、近代物理1（2013高考上海物理第2题）当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时(A)锌板带负电(B)有正离子从锌板逸出(C)有电子从锌板逸出(D)锌板会吸附空气中的正离子答案：C解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确ABD错误。2. （2013全国新课标理综II第35题）（1）关于原子核的结合能，下列说法正确的是 A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能D比结合能越大，原子核约不稳定E
9、自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量小于该原子核的结合能35.(1)ABC【命题意图】本题考查原子核物理的结合能及其相关知识点，意在考查考生综合应用知识分析问题的能力。【解题思路】比结合能越大，原子核约稳定，选项D错误。自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误。【快速解题】对于了解知道类选择题，可应用知道的知识分析各个选项，迅速得出答案。3（2013高考上海物理第7题）在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生衰变的次数为(A)6次(B)10次(C)22次(D)32次答案：A解析：一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生衰变的次数为（238-206）
10、4=8次，发生衰变的次数为28-(92-82)=6次，选项A正确。4（2013高考上海物理第9题）小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的(A)半径变大(B)速率变大(C)角速度变大(D)加速度变大答案：A解析：恒星均匀地向四周辐射能量，根据爱因斯坦的质能方程关系式，恒星质量缓慢减小，二者之间万有引力减小，小行星运动的半径增大，速率减小，角速度减小，加速度减小，选项A正确BCD错误。5（2013高考上海物理第17题）某半导体激光器发射波长为1.510-6m，功率为5.010-3W的连续激光。
11、已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h6.6310-34Js，该激光器发出的(A)是紫外线(B)是红外线(C)光子能量约为1.310-18J(D)光子数约为每秒3.81016个答案：（蓝色）解析：由于激光波长大于可见光波长，所以该激光器发出的是红外线，选项B正确A错误。由E=hc/可得光子能量约为E=6.6310-343108(1.510-6)J=1.310-19J，选项C错误。光子数约为每秒为n=P/E=3.81016个，选项D正确。6（2013高考重庆理综第2题）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则a+b可能是 A B C D答案：D解析：由核反应遵循的质量
12、数守恒可知a+b的质量数之和为234，由核反应遵循的电荷数守恒可知a+b的电荷数为92，所以a+b可能是，选项D正确。7. (2013高考北京理综第20题)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负
13、极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）A. U=- B. U=2- C.U=2h-W D. U=-答案：B解析：设电子在极短时间内吸收n个光子，由光电效应方程可得：Ek=nh-W，由动能定理，eU= Ek，联立解得U=n-。n只能为大于1的整数，所以选项B正确ACD错误。8.物理选修3-5(本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个符合题意)（2013高考福建理综第30题）(1)在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中
14、两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是_。（填选图下方的字母）答案：C解析：由于粒子带正电，受到原子核的排斥，两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是C。9（2013全国高考大纲版理综第16题）放射性元素氡（）经衰变成为钋，半衰期为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是（ ）A目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变B在地球形成的初期，地壳中元素的含量足够高C当衰变产物积累到一定量以后，的增加会减慢的衰变进程D主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 答案：A 解析：目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其
15、原因是目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变，选项A正确。10.（2013全国新课标理综1第35题）(1)(6分)一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应: p+X+n式中p代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核X的质子数为 ，中子数为 。答案：14 13解析：根据核反应方程遵循的电荷量守恒可得新核X的质子数为14. 根据核反应方程遵循的质量数守恒可得新核的中子数为27+1-1-13=14.11（2013高考上海物理第21题）放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是；用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是
16、。答案： +He He+Ne+H。解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是+He。用射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：He+Ne+H。12.（2013高考山东理综第38（1）题）（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”。完成“氦燃烧”的核反应方程：He+ Be+。Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.610-16s。一定质量的Be，经7.810-16s后所剩Be占开始时的 。答案：He 1/8或12.5%解析：由核反应满足的质量数守恒和电荷数守恒可得“氦燃烧”的核反应方程：He+HeBe+
17、。经7.810-16s即三个半衰期后所剩Be占开始时的（1/2）3=1/8。13.(2013高考江苏物理第12C题)（1）如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_也相等。 （A）速度（B）动能（C）动量（D）总能量(1)C解析：根据德布罗意物质波公式，如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的动量相等，选项C正确。14（2013高考天津理综物理第1题）下列说法正确的是A原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B. 射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关答案：C解析：原
18、子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，衰变，放出能量，有质量亏损，质量不守恒，选项A错误。射线、射线都是高速运动的带电粒子流，而射线是电磁波，选项B错误。根据波尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，选项C正确。发生光电效应时光电子的动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关，选项D错误。15.（2013高考广东理综第17题）铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应，下列说法正确的有A上述裂变反应中伴随着中子放出B铀块体积对链式反应的发生无影响C铀核的链式反应可人工控制D铀核的半衰期会受到环境温度的影响15.考点：核裂变，半衰期，链式反应答案：AC解析：根据题
19、给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴随着中子放出，选项A正确，铀块体积对链式反应的发生有影响，只有铀块体积大于临界体积时才能发生链式反应，选项B错误。铀核的链式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，选项C正确D错误。16.(2013高考江苏物理第12B题)（2）根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如题12C-1图所示。 电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离_ （选填“近”或“远”）。 当大量He+处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条。 (2)近 6解析：电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离近。当大量He+处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有3+2+1=6条。