2014高考物理大二轮 第16讲 碰撞与动量守恒 近代物理初步碰撞与动量守恒考前适考素能特训.doc

2014高考物理大二轮考前适考素能特训：第16讲碰撞与动量守恒近代物理初步碰撞与动量守恒

1.[2013·郑州质检二](12分)(1)下列四幅图的有关说法中正确的是________．

A.图①中，若两球质量相等，碰后m2的速度一定不大于v
B.图②中，射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
C.图③中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，遏止电压Uc越大
D.图④中，链式反应属于重核的裂变
(2)如图所示，在光滑水平面上静置一长为L的木板B，可视为质点的物块A置于木板B的右端．另有一个与木板B完全相同的木板C以初速度v向右运动与木板B发生正碰，碰后木板B与C立即粘连在一起．A、B、C的质量皆为m，重力加速度为g.

①求木板B的最大速度；
②若要求物块A不会掉在水平面上，则物块与木板间的动摩擦因数μ至少是多大？
解析：(2)①C与B相碰后的瞬间，B有最大速度vB，由动量守恒定律得：mv＝2mvB
得木块B最大速度vB＝eq\f(1,2)v
②设最终速度为v末，由动量守恒定律得：mv＝3mv末
由能量守恒定律得：eq\f(1,2)(2m)veq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)(3m)veq\o\al(2,末)＝2μmgL
得μ＝eq\f(v2,24gL)
答案：(1)AD(2)①eq\f(1,2)v②eq\f(v2,24gL)
2．[2013·威海二模](12分)(1)一氢原子从能量为E2的能级跃迁至能量为E1的较低能级时释放的光子的波长为________．(真空中光速c，普朗克常数h)
(2)卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现了质子．完成其核反应方程：147N＋eq\o\al(4,2)He―→________.

(3)如图所示，弧形轨道与水平轨道平滑连接，轨道每处都是光滑的，且水平部分足够长．质量为m1的A球由静止从弧形轨道滑下，在水平轨道与质量为m2的B球发生弹性对心碰撞．要使两球能发生第二次碰撞，两球质量应满足怎样的关系？
解析：(1)由玻尔理论可得eq\f(hc,λ)＝E2－E1，释放的光子的波长为λ＝eq\f(hc,E2－E1).
(2)由核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒得，核反应方程为147N＋eq\o\al(4,2)He―→178O＋eq\o\al(1,1)H.
(3)设碰撞前A球速度为v，碰撞后A、B球的速度分别为v1、v2，由动量守恒定律，m1v＝m1v1＋m2v2，由能量守恒定律，eq\f(1,2)m1v2＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，联立解得：v1＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v，v2＝eq\f(2m1,m1＋m2)v.能够发生第二次相碰的条件是：－v1>v2，解得：m2>3m1.
答案：(1)eq\f(hc,E2－E1)(2)178O＋eq\o\al(1,1)H
(3)m2>3m1

3．[2013·咸阳四校质检](12分)如图为氢原子的能级图，由图可知若用波长为600nm的光照射，________(填“能”或“不能”)使氢原子电离，若n＝4向n＝3跃迁辐射的光子刚好使某金属发生光电效应，则n＝5向n＝1跃迁有________种光子能使该金属发生光电效应．

(2)如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，轻绳的长度为L.此装置一起以速度v0向右滑动．另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧．当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，求：
①两滑块相撞过程中损失的机械能；
②当小球向右摆到最大高度时两滑块的速度大小．
解析：(2)①两滑块相撞过程，由于碰撞时间极短，小球的宏观位置还没有发生改变，两滑块已经达到共同速度，因此悬线仍保持竖直方向．由动量守恒定律，有
Mv0＝2Mv
该过程中，损失的机械能为
ΔE＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×2Mv2＝eq\f(1,4)Mveq\o\al(2,0)
②两滑块碰撞完毕后，小球上升到最高点的过程，系统在水平方向上所受合外力为零，动量守恒，小球上升到最高点时，系统有相同的水平速度，则
2Mv＋mv0＝(2M＋m)v′
解得v′＝eq\f(m＋Mv0,2M＋m)
答案：(1)不能9(2)①eq\f(1,4)Mveq\o\al(2,0)②eq\f(M＋mv0,2M＋m)
4．(12分)(1)人眼对绿光最敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗