发布时间 : 星期日 文章2019高考物理二轮复习 专题限时训19 动量守恒定律和原子物理解析版 doc更新完毕开始阅读
动量守恒定律和原子物理
(限时45分钟)
综合题(每小题15分，共90分)
1．(2014·新课标全国卷Ⅱ)(1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．(填正确答案标号)
A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素 D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
E．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
(2)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．
(a)
实验测得滑块A的质量m1＝0.310 kg，滑块B的质量m2＝0.108 kg，遮光片的宽度d＝1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz.
将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰．碰后光电计时器显示的时间为ΔtB＝3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．
(b)
若实验允许的相对误差绝对值??
??碰撞前后总动量之差?× 100%?最大为5%，本实验是否
??碰前总动量????
在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．
答案：(1)ACE (2)见解析
解析：(1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10
－19
C，选项A正确；贝
克勒尔通过对天然放射性研究发现了放射性元素，选项B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，选项C正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，选项D错误；汤姆孙通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，选项E正确．
(2)按定义，物体运动的瞬时速度大小为v
v＝Δs① Δt式中Δs为物块在很短时间Δt内走过的路程，设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA，则
1
ΔtA＝＝0.02 s②
fΔtA可视为很短，设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0、v1，将②式和图给实验数据代入①式可得：
4.00×10v0＝ m/s＝2.00 m/s③
0.021.94×10v1＝ m/s＝0.970 m/s④
0.02设B在碰撞后的速度大小为v2，由①式有
－2－2
v2＝
d⑤ ΔtB代入题所给的数据可得：v2＝2.86 m/s⑥ 设两滑块在碰撞前后的动量分别为p和p′，则
p＝m1v0⑦ p′＝m1v1＋m2v2⑧
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
δγ＝?
?p－p′?×100%⑨
??p?
联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，可得：
δγ＝1.7%<5%
因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律． 2．(1)下列说法正确的是________．(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．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．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损
D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期不变 E．光电效应的实验中，遏止电压与入射光的频率有关
(2)如图所示，在光滑的水平面上，有质量分别为1 kg、2 kg、4 kg的三个小球A、B、
C，小球A、B之间有一个弹簧(与A、B不拴接)，在外力作用下处于压缩状态，弹簧的弹性势
能Ep＝108 J．某时刻撤去外力，由静止释放A、B，小球B离开弹簧后与静止的C正碰，碰撞后粘在一起，求B、C粘在一起后的速度大小．
答案：(1)BDE (2)2 m/s
解析：(1) 卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子核式结构模型，A错误；根据玻尔理论，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，B正确；重核裂变和轻核聚变均释放能量，都有质量亏损，C错误；元素的半衰期与外界因素无关，只取决于元素的自身特点，D正确；由光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm知， 遏止电压Uc与入射光的频率ν有关，E正确．
(2)A、B系统动量守恒，有mAv1－mBv2＝0 1212
根据机械能守恒，有Ep＝mAv1＋mBv2
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B、C碰撞过程动量守恒，有mBv2＝(mB＋mC)v
解得v＝2 m/s.
3．(2015·山东理综)(1)C发生放射性衰变成为N，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内C与C的比例不变；生命活动结束后，C的比例持续减小．现通过测量得知，某古木样品中
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C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是
________．(双选，填正确答案标号)
a．该古木的年代距今约5 700年 b．C、C、C具有相同的中子数 c．C衰变为N的过程中放出β射线 d．增加样品测量环境的压强将加速C的衰变
(2)如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑13
块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运
84动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动．滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B、C碰后瞬间共同速度的大小．
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答案：(1)ac (2)
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v0 16
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解析：(1)古木样品中C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知
该古木的年代距今约5 700年，选项a正确．同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项b错误.C的衰变方程为 6C→ 7N＋－1e，所以此衰变过程放出β射线，选项c正确．放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项d错误．
1
(2)设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰撞后A的速度vA′＝v0，
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0
B的速度vB＝v0，由动量守恒定律得
mvA＝mvA′＋mvB①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得
2
WA＝mv20－mvA②
3
4
1212
12
设B与C碰撞前B的速度为vB′，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得WB＝mvB212
－mvB′③ 2
据题意可知WA＝WB④
设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得
mvB′＝2mv⑤
联立①②③④⑤式，代入数据得v＝
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v0.⑥ 16
4.(2015·河南洛阳二模)(1)下列说法正确的是________．(填正确答案标号) A．温度越高，放射性元素的半衰期越长 B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的
C．汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构 D．光的波长越大，光子的能量越小
E．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子
(2)如图所示，在光滑的水平面上放置一个质量为2m的小板B，B的左端放置一个质量为m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为μ.现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即粘住，在整个运动过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求：
①物块A相对B静止后的速度大小； ②木板B至少多长．