1、第十三章 动量守恒定律 近代物理热点强化突破(十三)第十三章 动量守恒定律 近代物理热点1 动量守恒定律及应用 往年高考对该热点的考查主要集中在弹性碰撞和完全非弹性碰撞以及与能量守恒定律、核反应相结合的综合题上题型以计算题为主第十三章 动量守恒定律 近代物理1(2014高考山东卷)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并 粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半求：(1)B的质量；(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失第十三章 动量守恒定律 近代物理
2、解析：(1)以初速度 v0 的方向为正方向，设 B 的质量为 mB，A、B 碰撞后的共同速度为 v，由题意知：碰撞前瞬间 A 的速度为v2，碰撞前瞬间 B 的速度为 2v，由动量守恒定律得mv22mBv(mmB)v解得 mBm2.第十三章 动量守恒定律 近代物理(2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mv0(mmB)v设碰撞过程 A、B 系统机械能的损失为 E，则E12mv2212mB(2v)212(mmB)v2联立式得 E16mv20.答案：(1)m2(2)16mv20第十三章 动量守恒定律 近代物理2(2015沈阳质检)如图所示，在光滑水平地面上有一质量m14.0 kg的平板小车，小车
3、的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧，位于小车上A点处的质量为m21.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触 但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计现小车与木块一起以v02.0 m/s的初速度向右运 动，小车将 与其 右侧的竖直墙壁发生碰撞已知碰撞时间 极短，碰撞 后小车以v11.0 m/s的速度水平向左运动，取g10 m/s2.第十三章 动量守恒定律 近代物理(1)求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；(2)若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能
4、解析：(1)小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为 pm1v1m1(v0)12 kgm/s.(2)小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒，设小车和木块相对静止时的速度大小为 v，根据动量守恒定律有第十三章 动量守恒定律 近代物理m1v1m2v0(m1m2)v解得 v0.40 m/s当小车与木块首次达到共同速度 v 时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大，设最大弹性势能为 Ep，根据机械能守
5、恒定律可得Ep12m1v2112m2v2012(m1m2)v2解得 Ep3.6 J.答案：(1)12 kgm/s(2)0.40 m/s 3.6 J 第十三章 动量守恒定律 近代物理3(2014高考广东卷)如图所示的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板物体P1沿 轨 道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成 复合体P，以此碰撞时刻为计时零点探测 器只在t12 s至t24 s 内 工作，已知P1、P2的质量都为m1 kg，P与AC间的动摩擦因数为0.1，AB段长L4 m，g取10 m/s2，P1、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞第十三章 动量守恒定
6、律 近代物理(1)若v16 m/s，求P1、P2碰后瞬间的速度大小和碰撞损失的动能；(2)若P与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B点，求v1的取值范围和P向左经过A点时的最大动能E.解析：(1)设 P1 和 P2 发生弹性碰撞后速度为 v2，根据动量守恒定律有：mv12mv2解得：v2v12 3 m/s碰撞过程中损失的动能为：Ek12mv21122mv22解得 Ek9 J.第十三章 动量守恒定律 近代物理(2)P 滑动过程中，由牛顿第二定律知2ma2mg可以把 P 从 A 点运动到 C 再返回 B 点的全过程看做匀减速直线运动，根据运动学公式：有 3Lv2t12at2解得 v16Lat2t
7、若 2 s 时通过 B 点，解得：v114 m/s若 4 s 时通过 B 点，解得：v110 m/s第十三章 动量守恒定律 近代物理故 v1 的取值范围为：10 m/sv114 m/sP 从 A 开始滑动到返回 A 的过程中，由动能定理知2mg4LE122mv22当 v212v17 m/s 时，复合体向左通过 A 点时的动能最大，解得 E17 J.答案：(1)3 m/s 9 J(2)10 m/sv114 m/s 17 J 第十三章 动量守恒定律 近代物理热点2 原子跃迁与光电效应的综合 考查核心是根据玻尔理论确定原子跃迁放出光子的频率，利用光电效应规律或光电效应方程，判断能否发生光电效应或计算
8、光电子的最大初动能，注意单位统一第十三章 动量守恒定律 近代物理4如图为氢原子的能级图，大量处于n5激发态的氢原子跃迁时，可能发出_种能量不同的光子，其中频率最高的光子能量为_eV，若用此光照射到逸出功为3.26 eV的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为_V.1013.069.8第十三章 动量守恒定律 近代物理解析：大量氢原子从 n5 激发态跃迁，最终都会跃迁到n1 的基态，但路径不同，辐射出的光子能量不同，可能辐射出的光子能量共计 C2510 种能级差最大时辐射出的光子频率最大，即从 n5 直接跃迁到 n1，辐射光子能量 h0.54 eV(13.6 eV)13.06 eV.若用此光照
9、射到逸出功为 3.26 eV 的光电管上，逸出光电子最大初动能 EkhW013.06 eV3.26 eV9.8 eV.要遏止具有最大初动能的光子，所需要的反向遏止电压 UEke 9.8 V.第十三章 动量守恒定律 近代物理5(2015江西八所重点中学联考)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n2能级跃迁时释放的光子，则()A6种光子中波长最长的是n4激发态跃迁到基态时产生的 B6种光子中有2种属于巴耳末系 C使n4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D若从n2能级跃迁到基态释放的光子能使某
10、金属板发生光电效应，则从n3能级跃迁到n2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应 E在6种光子中，n4能级跃迁到n1能级释放的光子康普顿效应最明显BCE第十三章 动量守恒定律 近代物理解析：根据跃迁假说，在跃迁的过程中释放光子的能量等于两能级之差，故从 n4 跃迁到 n3 时释放光子的能量最小，频率最小，波长最长，所以 A 错误；由题意知 6 种光子中有2 种属于巴耳末系，它们分别是从 n4 跃迁到 n2 和从 n3 跃迁到 n2 时释放的光子，故 B 正确；E40.85 eV，故n4 能级的电离能等于 0.85 eV，所以 C 正确；由图知，从 n3 能级跃迁到 n2 能级释放的光子的
11、能量小于 n2 能级跃迁到基态释放的光子的能量，所以 D 错误；在 6 种光子中，n4 能级跃迁到 n1 能级释放的光子的能量最大，频率最高，故其康普顿效应最明显，所以 E 正确第十三章 动量守恒定律 近代物理热点3 核反应及核能 本热点主要考查核反应类型、核反应遵守的规律、核反应方程的书写以及核反应中释放的核能的计算，核的衰变是重点第十三章 动量守恒定律 近代物理6在中子、质子、电子、正电子、粒子中选出一个适当的粒子，分别补全下列核反应方程式：23892 U23490 Th_；94Be42He126 C_.在以23592 U 为燃料的原子核反应堆中，23592 U吸收一个慢中子后发生的裂变反
12、应可以有多种方式，其中一种可表示为23592 U10n13954 Xe9438Sr310n，其中23592 U 的质量为235.043 9 u、中子的质量为 1.008 7 u、13954 Xe 的质量为 138.917 8 u、9438Sr 的质量为 93.915 4 u，已知 1 u 的质量对应的能量为931.5 MeV，则此裂变反应释放出的能量是_MeV(计算结果保留三位有效数字)180 10n 42He第十三章 动量守恒定律 近代物理解析：根据核反应方程中电荷数、质量数守恒可以补全核反应方程；核反应前后，质量的变化量为 m(235.043 91.008 7138.917 893.915
13、 431.008 7)u0.193 3 u，释放的能量为 E0.193 3931.5 MeV180 MeV.第十三章 动量守恒定律 近代物理7(2015山东临沂模拟)在 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中微子的存在(1)中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子(10n)和正电子(01e)，即中微子11H10n01e可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_(填写选项前的字母)A0 和 0 B0 和 1C1 和 0 D1 和 1A第十三章 动量守恒定律 近代物理(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即01e01e2已知正电子和电子的质量都为 9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为_J正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小8.21014遵循动量守恒 答案：nme，知 pnpe，则 ne.第十三章 动量守恒定律 近代物理本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
