【名师伴你行】2014年高考物理大二轮 名师指导分项拿分专训 选考题专训三 碰撞与动量守恒 近代物理初步（新题含解析）.doc

选考题专训(三)
碰撞与动量守恒、近代物理初步
1．[物理—选修3－5]
(1)下列说法中正确的是________．
A．核反应方程：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N＝eq\o\al(17,8)O＋x，其中x一定是质子
B．铀核裂变的核反应是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)n
C．原子核经过一次α衰变，中子减少2个
D．重核裂变过程会发生质量亏损，轻核聚变过程总质量会增加
E．某金属在频率为ν的单色束照射下发出光电子，其最大初动能可以等于hν

(2)如图所示，质量mA＝2kg的木块A静止在光滑水平面上．质量mB＝1kg的木块B以某一初速度v0＝5m/s向右运动，与A碰撞后两者均向右运动．木块A向右运动，与挡板碰撞反弹(与挡板碰撞无机械能损失)．后来与B发生二次碰撞，碰后A、B同向运动，速度分别为0.9m/s、1.2m/s.求：
(ⅰ)第一次A、B碰撞后A的速度；
(ⅱ)第二次碰撞过程中，A对B做的功．
答案：(1)A、C(2)①2m/s②0.22J
解析：(1)根据电荷数、质量数守恒的原则，可判断x的电荷数、质量数均为1，x为质子，A正确；铀核裂变的核反应是链式反应，为eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，消去eq\o\al(1,0)n，核反应就不能发生，B错误；发生一次α衰变，电荷数减小2，中子数减小2，质量数减小4，C正确；重核裂变和轻核聚变都放出能量，都存在质量亏损，D错误；发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ekm，可知E错误．
(2)(ⅰ)设A、B第一次碰撞后的速度大小分别为vA1、vB1，由动量守恒定律得
mBv0＝mAvA1＋mBvB1①
A与挡板碰撞反弹，则第二次A、B碰撞前瞬间的速度分别为vA1、vB1，依题意易知第二次碰撞后A、B均向左运动，设碰撞后的速度大小分别为vA2、vB2，由动量守恒定律得
mAvA1－mBvB1＝mAvA2＋mBvB2②
由mA＝2kg，mB＝1kg，v0＝5m/s，vA2＝0.9m/s，vB2＝1.2m/s，
联立解得vA1＝2m/s，vB1＝1m/s③
(ⅱ)设第二次碰撞过程中，A对B做的功为W，根据动能定理，得
W＝eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B2)－eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B1)＝0.22J．④
2．[物理—选修3－5]
(1)下列说法中正确的是________．
A．α粒子散射实验结构是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
B．核电站裂变所用的材料主要是氘和氚
C．如果用紫光照射某种金属能发生光电效应，改用绿光照射这种金属不一定能发生光电效应
D．在康普顿效应中，入射光子一部分能量转移给被碰电子，光子散射后波长变短
E．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电子的动能减小，电势能增大

(2)一质量为2kg的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为2m；bc为一光滑曲面，曲面和水平面相切．现有一质量为1kg的小物块以大小为v0＝6m/s的水平初速度从a点向左运动，在bc曲面上能上升的最大高度h＝0.5m，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度g＝10m/s2.求：
①小物块在ab段受到的摩擦力大小；
②小物块最后距b点的距离．
答案：(1)A、C(2)①3.5N②1.43m
解析：(1)(1)根据α粒子散射实验的结果，卢瑟福建立了原子核式结构模型，A正确；氘和氚是聚变材料，裂变用铀、钚等重核材料，B错误；绿光频率比紫光小，若小于金属的极限频率则不能发生光电效应，若大于金属的极限频率就能发生光电效应，C正确；入射光波长变长，D错误；氢原子由高能级向低能级跃迁，电子到了低能级其动能会变大，电势能减小，E错误．
(2)①小物块运动到最高点时与物体P有共同向左的速度v1，则由动量守恒定律得
mv0＝(M＋m)v1
代入数据得v1＝2m/s
根据能量守恒定律有
fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,1)－mgh
代入数据得f＝3.5N
②由最高点返回后小物块与物体P相对静止，此时二者再次共速，根据动量守恒定律可知
mv0＝(M＋m)v2
v2＝2m/s
根据能量守恒定律有
fs′＝mgh＋eq\f(1,2)