2025版高考物理一輪復習全程訓練計劃課練44含解析

PAGEPAGE7課練44一、選擇題1．(多選)在光滑的水平面上有質(zhì)量相等的A、B兩球，其動量分別為10kg·m/s與2kg·m/A．6kg·m/s,6kg·m/sB．－4kg·m/s,16kgC．6kg·m/s,12kg·m/sD．3kg·m/s,9kg答案：AD解析：碰撞前后兩球的總動量守恒，C錯誤；碰前兩球動能之和Ek＝eq\f(p\o\al(2,A)＋p\o\al(2,B),2m)＝eq\f(104,2m)(J)，碰撞后動能不增加，B錯誤．2.如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為M的小車，其左側(cè)有半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB，軌道最低點B與水平軌道BC相切，整個軌道處于同一豎直平面內(nèi)．將質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)從A點無初速釋放，物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出．重力加速度為g，空氣阻力可忽視不計．關于物塊從A位置運動至C位置的過程，下列說法中正確的是()A．小車和物塊構成的系統(tǒng)動量守恒B．摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和為零C．物塊的最大速度為eq\r(2gR)D．小車的最大速度為eq\r(\f(2m2gR,M2＋Mm))答案：D解析：小車和物塊組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零，水平方向動量守恒，系統(tǒng)整體所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤；摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和等于摩擦力與相對位移的乘積，摩擦力做功的代數(shù)和不為零，故B錯誤；假如小車固定不動，物塊到達水平軌道時速度最大，由機械能守恒定律得mgR＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gR)，現(xiàn)在物塊下滑時，小車向左滑動，物塊的最大速度小于eq\r(2gR)，故C錯誤；小車與物塊組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，物塊下滑過程，以向右為正方向，由動量守恒定律得mv1－Mv2＝0，由機械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＝mgR，當物塊滑到B點后，小車在摩擦力的作用下起先減速運動，所以物塊滑到B點時對應小車的速度為其最大速度，聯(lián)馬上可解得v2＝eq\r(\f(2m2gR,M2＋Mm))，故D正確．3.如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，小車上有n個質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)用兩種方式將小球相對于地面以恒定速度v向右水平拋出，第一種方式是將n個小球一起拋出，其次種方式是將小球一個接一個地拋出，比較用這兩種方式拋完小球后小車的最終速度(小車的長度足夠長)()A．第一種較大B．其次種較大C．兩種一樣大D．不能確定答案：C解析：n個小球和小車組成的系統(tǒng)動量守恒，設小車的最終速度為v1，由動量守恒定律得Mv1＋nmv＝0，解得v1＝－eq\f(nm,M)v，兩次求出的最終速度相同，C正確，A、B、D錯誤．4．[2024·北京西城區(qū)模擬]被譽為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠鏡(簡稱FAST)坐落在貴州省平塘縣，用來接收來自宇宙深處的電磁波．“中國天眼”的存在，使得深空通訊實力延長至太陽系外緣行星，對探究宇宙的起源和地外文明具有重要意義．假如為天眼配備一部放射功率為百萬瓦級(106W)的放射機，其放射的無線電波波長為126厘米，那么該放射機每秒鐘放射的光子數(shù)量的數(shù)量級約為(取真空光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34JA．1023B．1027C．1031D．1035答案：C解析：設放射機每秒鐘放射的光子數(shù)量為n，則t0時間內(nèi)放射光子的總能量為E＝nt0ε，由ε＝hν和ν＝eq\f(c,λ)得E＝nt0heq\f(c,λ)，則有nt0heq\f(c,λ)＝Pt0，代入數(shù)據(jù)，最終可得n的數(shù)量級約為1031故C正確．5．[2024·四川宜賓檢測]在通往量子論的道路上，一大批物理學家做出了卓越的貢獻，下列有關說法正確的是()A．愛因斯坦提出光子說，并勝利地說明了光電效應現(xiàn)象B．德布羅意第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C．玻爾在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續(xù)改變”的傳統(tǒng)觀念D．普朗克把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性答案：A解析：愛因斯坦提出光子說，并勝利地說明了光電效應現(xiàn)象，選項A正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，選項B錯誤；普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續(xù)改變”的傳統(tǒng)觀念，選項C錯誤；德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性，選項D錯誤．6．[2024·江西師大附中模擬]下列說法正確的是()A．玻爾理論認為電子的軌道是量子化的，電子在這些軌道上繞核轉(zhuǎn)動時由于有加速度會不斷向外輻射出電磁波B．光電效應揭示了光的粒子性，光電效應表明光子具有能量和動量C．裂變產(chǎn)生的中子速度很大，于是要通過鎘棒將快中子變成慢中子，鏈式反應才能進行D．黑體輻射中電磁波的輻射強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，與材料以及表面積無關答案：D解析：玻爾理論認為，原子中的電子在某些不連續(xù)的特定軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射，故A錯誤；光電效應和康普頓效應深化揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動量，故B錯誤；核反應堆中，鎘棒的作用是汲取中子，以限制反應速度，故C錯誤；輻射強度依據(jù)波長的分布狀況只隨物體的溫度而有所不同，這是熱輻射的一種特性，與材料以及表面積無關，故D正確．7.[2024·廣西桂林、百色、崇左模擬]某金屬在光的照耀下產(chǎn)生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖象如圖所示．則由圖象可知()A．入射光的頻率越大，該金屬的逸出功越大B．入射光的頻率越大，則遏止電壓越大C．由圖可求出普朗克常量h＝eq\f(U,ν0)D．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比答案：B解析：逸出功與入射光頻率無關，由金屬材料確定，故A錯誤；依據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，當入射光的頻率大于極限頻率時，入射光的頻率越大，則遏止電壓越大，故B正確；由Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，知圖線的斜率k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U,ν0)，可得普朗克常量h＝eq\f(Ue,ν0)，故C錯誤；依據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0可知，光電子最大初動能與入射光的頻率成線性關系，但不成正比，故D錯誤．8．[2024·全國卷Ⅲ，14]1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁核eq\o\al(27,13)Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：α＋eq\o\al(27,13)Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A．15和28B．15和30C．16和30D．17和31答案：B解析：核反應過程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，其中α粒子的質(zhì)量數(shù)為4、電荷數(shù)為2，中子n的質(zhì)量數(shù)為1、電荷數(shù)為0，故X的質(zhì)量數(shù)為4＋27－1＝30，原子序數(shù)即電荷數(shù)為2＋13－0＝15.故B正確，A、C、D錯誤．二、非選擇題9．為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下試驗：①用天平測出兩個小球的質(zhì)量(分別為m1和m2，且m1＞m2)．②依據(jù)如圖所示安裝好試驗裝置．將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端處的切線水平．將一斜面BC連接在斜槽末端．③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止起先滾下，登記小球在斜面上的落點位置．④將小球m2放在斜槽末端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止起先滾下，使它們發(fā)生碰撞后，登記小球m1和m2在斜面上的落點位置．⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離．圖中D、E、F點是該同學登記的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF.依據(jù)該同學的試驗，回答下列問題：(1)小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中的______點，m2的落點是圖中的________點．(2)用測得的物理量來表示，只要滿意關系式____________________，則說明碰撞中動量守恒．(3)用測得的物理量來表示，只要再滿意關系式________________________，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞．答案：(1)DF(2)m1eq\r(LE)＝m1eq\r(LD)＋m2eq\r(LF)(3)m1LE＝m1LD＋m2LF解析：(1)不放小球m2，小球m1在斜面上的落點為E點，放上小球m2，小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點為D點，m2的落點為F點．(2)由平拋運動的學問可知，設斜面BC的傾角為θ，小球從斜面頂端平拋落到斜面上，兩者距離為L，則Lcosθ＝vt，Lsinθ＝eq\f(1,2)gt2，可得v＝Lcosθeq\r(\f(g,2Lsinθ))＝cosθeq\r(\f(gL,2sinθ)).由于θ、g都是恒量，所以v∝eq\r(L)，v2∝L，所以動量守恒的表達式為m1eq\r(LE)＝m1eq\r(LD)＋m2eq\r(LF).(3)由能量守恒定律可得m1LE＝m1LD＋m2LF，即滿意此關系式則說明兩小球碰撞為彈性碰撞．10．[2024·湖南十校聯(lián)考]盧瑟福在1909年做了聞名的α粒子散射試驗，并提出了原子核式結構模型．在盧瑟福核式結構模型的基礎上，玻爾引入定態(tài)假設和量子化條件提出了氫原子的玻爾模型．依據(jù)玻爾模型，可假設靜止的基態(tài)氫原子的電子的軌跡半徑為r、電子的質(zhì)量為m、電子的電荷量為e、靜電力常量為k、普朗克常量為h，電子繞原子核僅在庫侖力的作用下做勻速圓周運動(提示：電子和原子核均可看成點電荷；以無窮遠處的電勢為零，電荷量為Q的正點電荷在距離自身L處的電勢為φL＝keq\f(Q,L)；氫原子的能量為電子繞核運動的動能和電勢能之和)．以下問題中氫原子均處于靜止狀態(tài)，則：(1)求在經(jīng)典理論下，基態(tài)氫原子的核外電子繞核運動的線速度v.(2)求電子繞核運動形成的等效電流I.(3)已知氫原子處于第一激發(fā)態(tài)時，電子繞核運動的軌跡半徑為4r，求氫原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量差ΔE及氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)時釋放的光子的頻率ν.答案：(1)eeq\r(\f(k,mr))(2)eq\f(e2,2πr)eq\r(\f(k,mr))(3)eq\f(3ke2,8r)eq\f(3ke2,8hr)解析：(1)由庫倫力供應向心力有keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，解得v＝eeq\r(\f(k,mr)).(2)電子繞核運動的周期T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k))，則I＝eq\f(e,T)＝eq\f(e2,2πr)eq\r(\f(k,mr)).(3)基態(tài)氫原子的能量E1＝eq\f(1,2)mv2＋keq\f(e,r)(－e)＝－eq\f(ke2,2r)，處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子有k＝eq\f(e2,4r2)＝meq\f(v\o\al(2,2),4r)，E2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＋keq\f(e,4r)(－e)＝－eq\f(ke2,8r)，ΔE＝E2－E1＝eq\f(3ke2,8r)，ν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(3ke2,8hr).11．已知鈾核eq\o\al(235,92)U俘獲一個中子后裂變生成鋇(eq\o\al(141,56)Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)，eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr以及中子的質(zhì)量分別是235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u.(1)試寫出鈾核裂變反應方程，并計算一個eq\o\al(235,92)U核裂變時放出的核能．(2)我國秦山核電站的功率為30萬千瓦，假如全部鈾235都能夠發(fā)生這樣的裂變，釋放核能的1.2%可轉(zhuǎn)化為電能，試估算核電站一年要消耗多少千克鈾235?答案：(1)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)n3.2×10－11J(2)9.6×103kg解析：(1)依據(jù)裂變產(chǎn)物及核反應前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可寫出裂變反應方程式為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核反應中的質(zhì)量虧損Δm＝235.0439u－140.9139u－91.8973u－2×1.0087u＝0.2153u釋放的核能ΔE＝0.2153×931.5MeV＝200.55MeV＝3.2×10－11J.(2)核電站一年產(chǎn)生的電能E＝Pt，t＝365×24×3600s，每摩爾鈾235全部裂變所釋放的能量為NAΔE(NA為阿伏伽德羅常數(shù))，則消耗的鈾235的物質(zhì)的量N＝eq\f(E,ηNAΔE)＝eq\f(Pt,ηNAΔE)，而鈾235的摩爾質(zhì)量MU＝0.235kg/mol，所以每年消耗的鈾235的質(zhì)量M＝NMU＝eq\f(Pt,ηNAΔE)MU＝eq\f(3×108×365×24×3600×0.235,0.012×6.02×1023×3.2×10－11)kg＝9.6×103kg.12．如圖所示，兩物塊A、B并排靜置于高h＝0.80m的光滑水平桌面上，物塊的質(zhì)量均為M＝0.60kg.一顆質(zhì)量m＝0.10kg的子彈C以v0＝10m/s的水平速度從左面射入A，子彈射穿A后接著射入B并留在B中，此時A、B都沒有離開桌面．已知物塊A的長度為0.27m，A離開桌面后，落地點到桌邊的水平距離s＝2.0m(1)求物塊A和物塊B離開桌面時速度的大?。?2)求子彈在物塊B中穿行的距離．(3)為了使子彈在物塊B中穿行時物塊B未離開桌面，求物塊B到桌邊的最小距離．答案：(1)vA＝5.0m/s，vB＝10m(2)3.5×10－2m(3)2.5×1