1、高考定位本专题考查的重点和热点有：动量守恒定律及其应用；原子的能级跃迁；原子核的衰变规律；核反应方程的书写；质量亏损和核能的计算；原子物理部分的物理学史和、三种射线的特点及应用等应考策略：本专题涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力考题1原子物理基础知识、核反应与动量的组合例1(1)下列说法正确的是_A玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原子光谱B法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂结构C.U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的
2、不断变化，半衰期可能变短D处于n3激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光子(2)速度为v0的中子n击中静止的氮核N，生成碳核C和另一种新原子核，已知C与新核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核与新核的动量之比为21.写出核反应方程求C与新核的速度各是多大？解析(2)设n、C、新核质量分别为m0、m1和m2，碰后C、新核速度分别为v1、v2.由动量守恒得m0v0m1v1m2v2又m1v12m2v2联立求得：v1，v2答案(1)BD(2)NnCH1(1)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是_(填正确答案标号)A卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构B比结合能越大，表示原子核
3、中核子结合得越牢固，原子核越稳定C重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能够自发地进行衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代E光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关(2)如图1所示，内壁光滑半径为R的圆形轨道，固定在竖直平面内质量为m1的小球静止在轨道最低点，另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放，运动到最低点时与m1发生碰撞并粘在一起求：图1()小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小；()碰撞后，m1、m2能沿内壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点)答案(1)BDE(2)()()解析(2)
4、()设小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小为v0.由机械能守恒定律，得m2gRm2v解得v0()设两球碰撞后，m1、m2两球粘在一起的速度为v，由动量守恒定律，得m2v0(m1m2)v设两球碰撞后上升的最大高度为h，由机械能守恒得(m1m2)v2(m1m2)gh由三式解得h2(1)下列说法正确的是()A对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动B电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C射线是原子核外电子高速运动形成的D氢原子从n3能级跃迁到n1能级和从n2能级跃迁到n1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短(2)1896年法国物理学家贝克勒尔在对含铀的矿物进
5、行研究时，发现了天然放射现象，从而揭开了原子核的秘密静止的铀核U发生衰变后，生成新核Th并释放出光子已知铀的质量为m1，粒子的质量为m2，Th核的质量为m3，并测得粒子的速度为v.(已知光在真空中的传播速度为c)写出核反应方程式并求出此反应过程中释放的核能；求出反应后Th核的速度大小答案(1)BD(2)UThHe(或UThHe)(m1m2m3)c2v(v也算对)解析(2)UThHe(或UThHe)根据爱因斯坦的质能方程Emc2得E(m1m2m3)c2.根据动量守恒定律：m2vm3vTh0Th核的速度为：vThv(v也算对)1核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“”表示
6、方向而不能用等号代替(2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程2原子核的衰变(1)衰变实质：衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出；衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；衰变伴随着衰变或衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义考题2原子物理基础知识、能级与动量的组
7、合例2(2014山东39)(1)氢原子能级如图2所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是_(双选，填正确答案标号)图2a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级(2)如图3所示，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
8、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：图3()B的质量；()碰撞过程中A、B系统机械能的损失解析(1)能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由EmEnh可知，b错误，d正确；根据C3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确(2)()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，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB()从开始到碰撞后的全过程，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Em()2mB
9、(2v)2(mmB)v2联立式得Emv答案(1)cd(2)()()mv3(1)下列说法中正确的是_A电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性B裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行C原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子D235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短(2)氢原子的能级如图4所示有一群处于n4能级的氢原子，若原子从n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：图4这群氢原子发出的光中共有_种频率的光能使该金属产生光电效应；从n4向n1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为_ eV.(3)如图5所示，质量为2m的小滑
10、块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：图5弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度各为多大？弹簧的最大弹性势能是多少？答案(1)AB(2)410.2(3)均为vmv2解析(2)一群处于n4能级的氢原子向基态跃迁时，因为n4向n2跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有n4跃迁到n1，n4跃迁到n2，n3跃迁到n1，n2跃迁到n1的光子能够使金属发生光电效应，即4种逸出功W0.85 eV3.40 eV2.55 eV，从而n4跃迁到n1辐射的光子能量最大，为0.85 eV13.6 eV12.75 eV，根据光电
11、效应方程知，光电子的最大初动能EkmhW012.75 eV2.55 eV10.2 eV.(3)当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等2mv0(2mm)v1解得v1v最大弹性势能Emax2mv23mvmv24(1)如图6所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围约为1.623.11 eV，镁板的电子逸出功为5.9 eV，以下说法正确的是()图6A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定不能产生光电效应现象B用能量为11.0 eV的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态C处于n2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离D处于n4能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外
12、线，并且使氢原子电离(2)如图7所示，在光滑的水平面上静止着一个质量为4m的木板B，B的左端静止着一个质量为2m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为，现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即以大小为的速率弹回，在整个过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求：图7物块A相对B静止后的速度；木板B至少多长？答案(1)BD(2)v0解析(2)设小球m与物块A碰撞后A的速度为v1，设v0的方向为正方向，由动量守恒定律得：mv02mv1设物块A与木板B共同的速度为v2，由动量守恒定律2mv1(2m4m)v2联立解得v1v0，v2v0设A在B上滑过的距离为L，由能量守恒定律得：
13、2mgL2mv(2m4m)v解得L=关于原子跃迁要注意以下四方面：(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱条数N.(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hEmEn)时，光子才被吸收(3)“直接跃迁”只能对应一个能级差，发射一种频率的光子“间接跃迁”能对应多个能级差，发射多种频率的光子(4)入射光子能量大于电离能(hEEn)时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能考题3原子物理基础知识、光电效应与动量的组合例3(1)下列说法正确的是()A玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律B原子核发生衰变时，新
14、核与粒子的总质量等于原来的原子核的质量C氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固(2)如图8所示为研究光电效应的电路图，对某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能_(选填“减小”、“增大”)如果改用频率略低的紫光照射，电流表_(选填“一定”、“可能”或“一定没”)有示数图8(3)在光滑水平面上，一个质量为m、速度为v的A球，与质量也为m的另一静止的B球发生正碰，若它们发生的是弹性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，共同速度是多少？解析(
15、1)因有质量亏损，新核与粒子的总质量小于原来的原子核的质量，B错误；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以D错误选A、C.(2)滑片向右滑动，A、K间的正向电压增大，到达A上电子的个数增多或不变，所以电流增大或不变，不可能减小；因不确定金属的截止频率与紫光频率的大小关系，故紫光照射，可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数(3)设A、B球碰后的速度分别为v1、v2，根据动量守恒mvmv1mv2，因是弹性碰撞，故mv2mvmv，联立解得v10，v2v；若碰撞后结合在一起，mv2mv，vv.答案(1)AC(2)减小可能(3)v5(1)下列说法正确的是_A光子像其他粒子一样，不
16、但具有能量，也具有动量B玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征D原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损(2)如图9所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)由图可知普朗克常量为_ Js，金属的截止频率为_ Hz(已知1 eV1.601019 J)图9(3)如图10所示，质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止求第一
17、次碰后m1球速度的大小图10答案(1)ABC(2)6.510344.271014(3)解析(1)光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，故A正确；玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化，故B正确；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，C正确；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误(2)根据爱因斯坦光电效应方程EkmhW0，Ekm图象的斜率是普朗克常量h，由图可知h6.51034 Js；横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.271014 Hz.(3)设两个小球第一次碰后速度的大小分别为v1和
18、v2，由动量守恒定律得：m1v1m2v2m1v1m2v2两个小球再一次碰撞，m1v1m2v20得：v1.6(1)下列说法正确的是_A汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕模型B太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小D将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大(2)如图11所示，某光电管的阴极K用截止频率为0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e.用频率为的紫外线照射阴极K，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是_；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使
19、光电子都不能到达阳极，反向电压至少为_图11(3)如图12所示，1928年德国物理学家玻特用粒子(He)轰击轻金属铍(Be)时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线查德威克对该粒子进行研究，进而发现了一种新的粒子中子图12写出粒子轰击轻金属铍的核反应方程若中子以速率v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？答案(1)AB(2)eUhh0(3)HeBeCnmN解析(1)一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小，所以C错误；放射性元素的半衰期与物理、化学性质无关，故温度降低，半衰期不变，所以D错误(2)由题意知
20、，金属钠的逸出功为W0h0，根据爱因斯坦光电效应方程hW0Ek，可求电子离开金属时的动能Ekhh0，再根据动能定理可求光电子到达阳极时的动能EkeUEkeUhh0；再根据动能定理eUCEk，可求UC.(3)根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为HeBeCn根据动量守恒可得：mv0mv1mNv2解得mmN处理光电效应问题的两条线索一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：(1)光强光子数目多发射光电子数多光电流大(2)光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大考题4动量和能量观点的综合应用例4如图13所示，在光滑水平面上有均可视为质点的A、B、C三个弹性小球，其质量分别为mA2m、mB
21、m、mC3m，其中A、B之间用一轻弹簧相连开始时A、B、C都处于静止状态，弹簧处于原长，且C距离B足够远，现给A一个水平向右的初速度v0.当B达最大速度时恰好与C发生弹性碰撞，求：图13(1)B达最大速度时，A和B的速度；(2)B以最大速度与C相碰后，弹簧所具有的最大弹性势能Ep.解析(1)设碰前B的最大速度为vB，此时A的速度为vAB与C相碰前，由动量守恒2mv02mvAmvBB的速度最大时弹簧处于原长，由能量守恒有2mv2mvmv解之得vAv0，vBv0(2)设B与C碰后的速度为vB，C的速度为vCB与C相碰后，动量守恒mvBmvB3mvC能量守恒mvmvB23mvC2解之得vBvBv0v
22、0当A、B速度相等时，弹性势能最大2mvAmvB(2mm)v共由能量守恒有Ep2mvmvB2(2mm)v解之得Epmv答案(1)v0v0(2)mv7如图14所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放，在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距较远，相互作用力可认为是零，A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电作用带电小球均可视为质点已知A、B两球始终没有接触重力加速度为g.求：图14(1)A、B两球相距最近时，A球的速度v；(2)A、B两球最终的速度
23、vA、vB的大小答案(1)(2)解析(1)对下滑的过程：2mgh2mvv0A球进入水平轨道后两球组成的系统动量守恒，两球最近时速度相等2mv0(2mm)vvv0(2)当A、B相距最近之后，由于静电斥力的相互作用，它们将会相互远离，当它们相距足够远时，它们之间的相互作用力可视为零，电势能也视为零，它们就达到最终的速度，该过程中，A、B两球组成的系统动量守恒、能量也守恒2mv02mvAmvB2mv2mvmv联立解得vAv0vBv08(1)下列说法正确的是_A光子不但具有能量，也具有动量B玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素
24、的半衰期D原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损E质量数大的原子核，其比结合能不一定大(2)如图15所示，光滑水平面上静止着一辆质量为3m的平板车A.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点)，B的质量为m，与车板之间的动摩擦因数为2.C的质量为2m，与车板之间的动摩擦因数为.t0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度v0和2v0相向滑上小车在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰已知重力加速度为g，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等求：图15平板车的最大速度v和达到最大速度经历的时间t；平板车平板总长度L.答案(1)ABE(2)v0解析(2)起始到三者共速过程中，A、B、
25、C系统动量守恒，以水平向左为正方向2m2v0mv06mv起始到三者共速过程是C做匀减速运动的过程：Ff2maFf2mgv2v0at综上有：vv0，t起始到三者共速过程中，B相对A向右匀减速到速度为零后与A一起向左匀加速，C相对A向左匀减速，B和C对A的滑动摩擦力大小均为Ff2mg，由能量守恒有mv2m(2v0)2FfL6mv2综上有：L利用动量和能量的观点解题的技巧1若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律2动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一个物理过程的始末两个状态，对过程的细节不予追究，对于像弹簧类的变力做功问题，更显示它们的优越性3注意挖掘隐含条件，根据选取的对象和
26、过程判断动量和能量是否守恒知识专题练训练17题组1原子物理基础知识、核反应与动量的组合1(2014重庆1)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有()A.B.C.D.答案C解析经过n个半衰期剩余碘131的含量mmn.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：mm4，选项C正确2(1)一个锂核(Li)受到一个质子(H)轰击变为2个粒子(He)已知质子的质量为1.672 61027 kg，锂原子的质量为11.650 51027 kg，一个原子的质量为6.646 71027 kg.写出该核反应方程_，该核反应释放的核能是_ J(
27、真空中光速c3.0108 m/s)(2)如图1所示，水平冰面的同一直线上有三个木箱A、B、C，质量均为60 kg.一质量为30 kg的猴子停在A上，与A一起以3 m/s的速度向右滑向静止的木箱B、C，在接近B时，猴子以6 m/s的水平对地速度跳上木箱B，接近木箱C时再以6 m/s的水平对地速度跳上木箱C，最终与C一起运动，若木箱在运动过程中发生碰撞，且碰撞后不再分开，求木箱A、B、C最终运动的速度图1答案(1)LiH2He2.6731012(2)见解析解析(2)猴子跳离木箱A过程动量守恒，跳离后木箱速度为vA1(Mm)v0mvMvA1解得vA11.5 m/s猴子跳上木箱B后再跳离木箱B，B和猴
28、子组成的系统动量守恒：mvmvMvB1解得vB10A木箱将追上B木箱发生正碰，A、B组成的系统动量守恒，碰后速度为vAB，MvA12MvAB解得vAB0.75 m/s，方向水平向右猴子跳上C过程动量守恒：mv(mM)vC解得vC2 m/s，方向水平向右3(1)某放射性元素的原子核内有N个核子，其中有n个质子，该原子核发生2次衰变和2次衰变，变成1个新核，则()A衰变前原子核有(Nn)个中子B衰变后新核的核子数为(N4)C衰变后新核有(n2)个质子D衰变前原子核的质量等于衰变后新核质量与放出粒子质量的和(2)如图2所示，在光滑的水平面上，有三个小球A、B、C，质量分别为mA1 kg、mB2 kg
29、、mC4 kg，A、B之间有一个弹簧(与物体不拴接)，在外力作用下处于压缩状态，储存了弹性势能Ep108 J，某时刻突然撤去外力，由静止释放A、B，B离开弹簧后与C正碰，碰撞后粘在一起求：B、C粘在一起后的速度大小图2答案(1)AC(2)2 m/s解析(2)A、B系统动量守恒，有mAv1mBv20机械能守恒，有EpmAvmBvB、C碰撞动量守恒，有mBv2(mBmC)v解得v2 m/s题组2原子物理基础知识、能级与动量的组合4(1)一群氢原子处于量子数n4能级状态，氢原子的能级图如图3所示，氢原子可能发射_种频率的光子；氢原子由量子数n4的能级跃迁到n2的能级时辐射光子的能量是_ eV；用n4
30、的能级跃迁到n2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，金属_能发生光电效应图3几种金属的逸出功金属铯钙镁钛逸出功W/eV1.92.73.74.1(2)如图4所示，用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块静止在光滑的水平地面上，质量为4 kg的物块C以v6 m/s的速度向左运动，C与B碰撞后，立即粘在一起运动求：在弹簧压缩到最短的过程中，图4弹簧最大的弹性势能为多大？弹簧对A的冲量是多大？答案(1)62.55铯(2)12 J6 kgm/s解析(2)B与C碰后mCv(mCmB)v1A、B、C三者共速时(mCmB)v1(mAmBmC)v2则弹簧的最大弹性势能为Ep(mCmB)v(mAmBmC)v
31、代入数据可得，Ep12 J.由动量定理可得，ImAv20所以I6 kgm/s.5(1)氢原子辐射出一个光子之后，根据玻尔理论，下面叙述正确的是_A原子从高能级跃迁到低能级B电子绕核运动的半径减小C电子绕核运动的周期不变D原子的电势能减小E电子绕核运动的动能减小(2)如图5所示，在光滑的水平面上，静止的物体B侧面固定一个轻弹簧，物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，两物体的质量均为m.图5求它们相互作用过程中弹簧获得的最大弹性势能Ep；若B的质量变为2m，再使物体A以同样的速度通过弹簧与静止的物体B发生作用，求当弹簧获得的弹性势能也为Ep时，物体A的速度大小答案(1)AB
32、D(2)mvv0或0解析(2)当A、B速度相同时，弹簧的弹性势能最大则mv02mvmv2mv2Ep解得Epmv当B的质量为2m时，设A、B的速度分别为v1、v2，有mv0mv12mv2mvmv2mvEp解得v1v0或v10.当v1v0时，v2v0，运动方向水平向右，符合条件；当v10时，v2v0，运动方向水平向右，也符合条件题组3原子物理基础知识、光电效应与动量的组合6(1)如图6所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是_图6A入射光强度较弱B入射光波长太长C光照射时间太短D电源正负极接反(2)如图7为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置两带有等
33、宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明_，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关系式_，则说明该实验动量守恒图7(3)P是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5 min，能衰变为Si和一个未知粒子写出该衰变的方程；已知容器中原有纯P的质量为m，求5 min后容器中剩余P的质量答案(1)BD(2)气垫导轨水平或0(3)PSie解析(1)灵敏电流计中没有电流通过，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率，与光照强度无关，故选
34、项A错误，选项B正确；与入射光的照射时间无关，故选项C错误；还可能是由于电源正负极接反，即电场反向导致，故选项D正确(2)滑块在气垫导轨上能自由静止，说明气垫导轨水平，因为滑块在气垫导轨上所受阻力忽略不计，认为是零，若上述过程A、B系统动量守恒，则有：mAvAmBvB，又由于两遮光条等宽，则或0.(3)根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒可知该衰变的方程为：PSie5 min后容器中剩余P的质量为：m()m()2m.7(1)如图8所示，与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光照射到锌板，发现与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，此实验事实说明_图8A光具有波动性B光具有粒子性C铝
35、箔张角大小与光照时间无关D若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角则一定会变得更大E验电器的铝箔原来带正电(2)如图9所示，长度为L的长木板A右边固定着一个挡板，包括挡板在内的总质量为M，静止在光滑的水平地面上小木块B质量为m，从A的左端开始以初速度v0在A上滑动，滑到右端与挡板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短，碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动则：图9判断在整个运动过程中，A和B是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的；求B与A间的动摩擦因数.答案见解析解析(1)光电效应说明光具有粒子性，A错误，B正确；在发生光电效应的频率不变的条件下，发射的光电子数与光照强度有关，与光照时间
36、无关，C正确；若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角会变小，D错误；锌板因光电效应失去电子而带正电，所以验电器的铝箔原来带正电，E正确(2)A在运动过程中不可能向左运动，B在与木板A的挡板碰撞时，若B的质量比较小，碰后B的速度有可能反向，即向左运动系统动量守恒：mv0(mM)v对系统应用能量守恒定律得：2mgLmv(mM)v2联立解得v题组4动量和能量观点的综合应用8(2014全国大纲21)一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A. B.C. D.答案A解析设中子的质量为m，则被碰原子核的质量为Am，两者发生弹性碰
37、撞，据动量守恒，有mv0mv1Amv，据动能守恒，有mvmvAmv2.解以上两式得v1v0.若只考虑速度大小，则中子的速率为v1v0，故中子前、后速率之比为.9(1)下列说法中正确的是_A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D卢瑟福依据极少数粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型E按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大(2)如图10所示，在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物(可视为质点)，重物与长木板之
38、间的动摩擦因数为.开始时，长木板和重物都静止，现在使重物以初速度v0开始运动，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等已知长木板与障碍物发生弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度l至少为多少？(重力加速度为g)图10答案(1)BDE(2)解析(1)衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A错误；一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子，而一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，只能辐射3种可能频率的光子中的一种，C错误(2)设碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1由动量守恒定律得：mv03mv1碰撞后瞬间，长木板以v1反弹，最终两者的共同速
39、度为v2由动量守恒定律得：2mv1mv13mv2对全过程由功能关系得：mglmvmv解得l.10如图11所示，一质量m10.45 kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上车顶右端放一质量m20.4 kg的小物体，小物体可视为质点现有一质量m00.05 kg的子弹以水平速度v0100 m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为0.5，最终小物体以5 m/s的速度离开小车g取10 m/s2.求：图11(1)子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小(2)小车的长度答案(1)4.5 Ns(2)5.5 m解析(1)子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成
40、的系统动量守恒，有：m0v0(m0m1)v1可解得v110 m/s对子弹由动量定理有：Im0v1m0v0I4.5 Ns(或kgm/s)(2)三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：(m0m1)v1(m0m1)v2m2v设小车长为L，由能量守恒有：m2gL(m0m1)v(m0m1)vm2v2联立并代入数值得L5.5 m11(1)氦4核的产生可以有多种方式，其中一种是由氦3核与氘核结合而成，其核反应方程式是_；若质子、氘核、氦3核的质量分别为m1、m2和m3，该核反应产生核能为E，且以射线的形式释放，真空中光速用c表示，普朗克常量为h，则氦4核的质量m4_，射线的频率为_(2)如图12所示，静
41、置于光滑水平面上的光滑斜劈质量为M、倾角为(不超过30)、高为H，一个质量为m的小球以一定的水平初速度v0(大小未知)从斜劈底端沿斜劈向上运动，在水平面与斜面连接处没有机械能损失若斜劈固定时小球恰好可以冲到斜劈顶端，则不固定斜劈(斜面足够长)时，图12小球冲上斜劈后能达到的最大高度h为多少？小球能沿斜面上行多长时间？答案(1)HeHHeHm2m3m1(2)H 解析(2)斜劈固定时，对小球沿斜劈上行的全过程，由动能定理得：mgH0mv斜劈不固定时，小球冲上斜劈过程中系统水平方向动量守恒，当小球在斜劈上达到最大高度h时，相对于斜劈静止，故它们有共同的水平速度v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0(Mm)v由能量守恒定律得：mv(Mm)v2mgh联立解得：hH小球自斜劈底端上行至最大高度过程中，仅受重力mg与斜面支持力FN，由动量定理得：在竖直方向：(mgFNcos )t0在水平方向：FNsin tmvmv0联立解得：t