高考物理專題練習：動量守恒定律與近代物理含答案

2020高考物理專題練習：動量守恒定律與近代物理含答案

專題：動量守恒定律與近代物理一、選擇題1、如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動。兩球質量關系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動量均為6kg·m/s,運動中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動量增量為-4kg·m/s,則()A.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10【參考答案】A【參考解析】由兩球的動量都是6kg·m/s可知,運動方向都向右,且能夠相碰,說明左方是質量小速度大的小球,故左方是A球。碰后A球的動量減少了4kg·m/s,即A球的動量為2kg·m/s,由動量守恒定律知B球的動量為10kg·m/s,則其速度比為2∶5,故選項A是正確的。2、1966年，在地球的上空完成了用動力學方法測質量的實驗．實驗時，用“雙子星號”宇宙飛船去接觸正在軌道上運行的火箭組(后者的發(fā)動機已熄火)，接觸以后，開動“雙子星號”飛船的推進器，使飛船和火箭組共同加速．推進器的平均推力F＝895N，推進器開動時間Δt＝7s．測出飛船和火箭組的速度變化Δv＝0．91m/s．已知“雙子星號”飛船的質量m1＝3400kg．由以上實驗數(shù)據(jù)可測出火箭組的質量m2為()A．3400kg B．3485kgC．6265kg D．6885kg解析：選B．根據(jù)動量定理得FΔt＝(m1＋m2)Δv，代入數(shù)據(jù)解得m2≈3485kg，B選項正確．3、一中子與一質量數(shù)為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰．若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為()A．eq\f(A＋1,A－1) B．eq\f(A－1,A＋1)C．eq\f(4A,(A＋1)2) D．eq\f((A＋1)2,(A－1)2)解析：選A．設中子的質量為m，則被碰原子核的質量為Am，兩者發(fā)生彈性碰撞，據(jù)動量守恒，有mv0＝mv1＋Amv′，據(jù)動能守恒，有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Amv′2．解以上兩式得v1＝eq\f(1－A,1＋A)v0．若只考慮速度大小，則中子的速率為v′1＝eq\f(A－1,A＋1)v0，故中子碰撞前、后速率之比為eq\f(A＋1,A－1)．4、在光電效應的實驗結果中，與光的波動理論不矛盾的是()A．光電效應是瞬時發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頻率C．光電流隨著入射光增強而變大D．入射光頻率越大，光電子最大初動能越大解析：選C．按照光的波動理論，電子吸收光子的能量需要時間，因此光電效應不可能瞬時發(fā)生，這與光電效應具有瞬時性矛盾；按照光的波動理論，只要有足夠長的時間，電子會吸收足夠的能量，克服原子的束縛成為光電子，因此所有金屬均可以發(fā)生光電效應，這與光電效應有極限頻率矛盾；按照光的波動理論，照射光越強，電子獲得的能量越大，打出的光電子的最大初動能越大，這與光電效應中打出的光子的最大初動能與光強無關，而與照射光的頻率有關矛盾；按照光的波動理論也可以得到光越強打出的光電子越多，光電流越大，因此C項正確．5、下列說法中正確的是()A．裂變物質體積小于臨界體積時，鏈式反應不能進行B．裂變物質體積小于臨界體積時，鏈式反應能進行C．原子核內(nèi)部一個質子轉化成一個中子時，會同時釋放出一個電子D．鈾235的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變長解析：選A．鏈式反應的條件：大于臨界體積，因此當物質體積小于臨界體積時，鏈式反應不能進行，故A對，B錯；原子核內(nèi)部一個質子轉化成一個中子時，會同時釋放出一個正電子，故C錯；元素的半衰期與環(huán)境及化學狀態(tài)無關，故D錯．6、如圖所示為氫原子光譜中的三條譜線，對這三條譜線的描述中正確的是()A．乙譜線光子能量最大B．甲譜線是電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)出的C．丙譜線可能是電子在兩個激發(fā)態(tài)間躍遷發(fā)出的D．每條譜線對應核外電子繞核旋轉的一條軌道，任一譜線的頻率等于電子做圓周運動的頻率解析：選C．根據(jù)E＝hν＝eq\f(hc,λ)，因此甲譜線光子能量最大，故A錯誤；譜線是電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，而電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷需要吸收光子，故B錯誤；丙譜線可以是電子在兩個激發(fā)態(tài)間躍遷發(fā)出的，故C正確；電子躍遷時輻射的光子的頻率等于能級差值，與電子繞核做圓周運動的頻率無關，故D錯誤．7、在光滑水平面上，有一個粗細均勻的邊長為L的單匝正方形閉合線框abcd，在水平外力的作用下，從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運動，穿過勻強磁場，如圖甲所示，測得線框中產(chǎn)生的感應電流i的大小和運動時間t的變化關系如圖乙所示，則()A．線框受到的水平外力一定是恒定的B．線框邊長與磁場寬度的比值為3∶8C．出磁場的時間是進入磁場時的一半D．出磁場的過程中外力做的功與進入磁場的過程中外力做的功相等解析：選B．根據(jù)E＝BLv，I＝eq\f(E,R)，F(xiàn)＝BIL，v＝at以及F拉－F＝ma可知，線框受到的水平外力是變力，出磁場時比進磁場時要大，故出磁場時外力做功比進入磁場時外力做功多，故選項A、D錯誤；線框做勻加速直線運動，由圖象及勻加速直線運動規(guī)律，結合電流與速度的關系可以知道，線框邊長與磁場寬度比為3∶8，出磁場的時間不是進入磁場時的一半，故選項B正確，選項C錯誤．8、如圖所示，一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當以速度v抽出紙條后，鐵塊掉在地上的P點．若以2v速度抽出紙條，則鐵塊落地點為()A．仍在P點B．在P點左邊C．在P點右邊不遠處D．在P點右邊原水平位移的兩倍處解析：選B．紙條抽出的過程，鐵塊所受的滑動摩擦力一定，以v的速度抽出紙條，鐵塊所受滑動摩擦力的作用時間較長，由I＝Fft＝mv0得鐵塊獲得速度較大，平拋運動的水平位移較大，以2v的速度抽出紙條的過程，鐵塊所受滑動摩擦力作用時間較短，鐵塊獲得速度較小，平拋運動的位移較小，故B選項正確．9、研究光電效應電路如圖所示，用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關系圖象中，正確的是()如圖解析：選C．由于是強度不同的光照射同種鈉極板，則遏止電壓相同，強度不同，飽和光電流不同．選項C正確．10、如圖所示，將砝碼A放在水平桌面上的紙板B上，各接觸面間動摩擦因數(shù)均相等，砝碼到紙板左端和桌面右端的距離均為d．在水平向右的恒力F的作用下，可將紙板從砝碼下方抽出，砝碼剛好到達桌面右端．則下列說法正確的是()A．砝碼與紙板分離前后的加速度大小一定相等B．砝碼與紙板分離時，砝碼一定位于距離桌面右端eq\f(d,2)處C．其他條件不變，換用更大的恒力F，砝碼將不能到達桌面右端D．其他條件不變，換用更大的恒力F，砝碼與紙板間產(chǎn)生的熱量將減小解析：選ABC．因砝碼水平方向只受到滑動摩擦力，且各接觸面間動摩擦因數(shù)相等，所以砝碼與紙板分離前后加速度大小不變，故A正確；因砝碼剛好到達桌面右端，砝碼先加速再減速，且加速度大小相等，由v2＝2ax可知，砝碼離開紙板時，距離桌面右端為eq\f(d,2)，故B正確；假設F→∞，紙板的加速度會非常大，與砝碼A分離的時間很短，由慣性可知，C正確；由Q＝f·s相對可知，砝碼與紙板產(chǎn)生的熱量不變，故D錯誤．二、非選擇題1、如圖所示，一物體從固定斜面頂端由靜止開始經(jīng)過1s下滑到底端，已知斜面的傾角θ＝37°，斜面長度L＝2．5m，sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)下滑過程中損失的機械能與減少的重力勢能的比值；(3)下滑過程中合外力沖量的大小與重力沖量大小的比值．解析：(1)根據(jù)L＝eq\f(1,2)at2，解得：a＝5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ－μmgcosθ＝ma解得：μ＝0．125．(2)損失的機械能等于克服摩擦力做的功，為：ΔE＝μmgcosθ·L減小的重力勢能為：ΔEp＝mgsinθ·L故損失的機械能與減小的重力勢能的比值為：ΔE∶ΔEp＝μ∶tanθ＝1∶6．(3)設物體下滑到斜面底端時速度大小為v，則有：v＝at＝5m/s根據(jù)動量定理得：合外力沖量的大小為：I合＝mv－0＝5m(N·s)在下滑過程中重力的沖量為：IG＝mgt＝10m(N·s)所以下滑的過程中合外力沖量的大小與重力沖量大小的比值為：I合∶IG＝1∶2．答案：(1)0．125(2)1∶6(3)1∶22、如圖所示,在光滑水平面上有一輛質量m1=8kg的平板小車,車上有一個質量m=1.9kg的木塊,木塊距小車左端6m(木塊可視為質點),車與木塊一起以v=1m/s的速度水平向右勻速行駛。一顆質量m0=0.1kg的子彈以v0=179m/s的初速度水平向左飛,瞬間擊中木塊并留在其中。如果木塊剛好不從車上掉下,求木塊與平板小車之間的動摩擦因數(shù)μ。(g取10m/s2)【參考答案】0.54【參考解析】設