- 动量守恒定律
- 共6204题
质量为m的子弹,以水平速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,子弹钻入木块的深度为d后留在木块中,则木块对子弹的阻力为多大?
正确答案
[物理——选修3-5](15分)
⑴(5分)关于光电效应,下列说法正确的是 (填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.极限频率越大的金属材料逸出功越大
B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应
C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小
D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多
⑵(10分)两个质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平相切,如图所示。一块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h。物块从静止开始滑下,然后又滑上劈B。求物块在B上能够达到的是大高度
正确答案
见解析
(1)1(5分)
(2)(10分)
设物块到达劈A的低端时,物块和A的的速度大小分别为
和V,由机械能守恒和动量守恒得
①
②
设物块在劈B上达到的最大高度为
,此时物块和B的共同速度大小为
,由机械能守恒和动量守恒得
③
④
联立①②③④式得
⑤
如图所示,小车质量为M=2.0kg,带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC,一小物块(可视为质点)质量为m=0.5kg,与轨道BC的动摩擦因数为μ=0.10,BC部分总长度为L=0.80m,重力加速度g取10m/s2.
(1)若小车固定在水平面上,将小物块从AB轨道的D点静止释放,小物块恰好可运动到C点.试求D点与BC轨道的高度差;
(2)若将小车置于光滑水平面上,小物块仍从AB轨道的D点静止释放,试求小物块滑到BC中点时的速度大小.
正确答案
(1)设D点与BC轨道的高度差为h,根据动能定理有mgh=μmgL,解得:h=8.0×10-2m.
(2)设小物块滑到BC中点时小物块的速度为v1,小车速度为v2,对系统根据水平方向动量守恒有:
mv1-Mv2=0;根据功能关系有:μmgL=mgh-(
mv12+
Mv22);
由以上各式,解得:v1=0.80m/s.
答:(1)若小车固定在水平面上,D点与BC轨道的高度差为8.0×10-2m;
(2)若将小车置于光滑水平面上,小物块滑到BC中点时的速度大小为0.80m/s.
A 用速度为v的质子H轰击静止的氦原子核
He,结果质子
H以速度v,反向弹回,设质子
H质量为m,以v的方向为正方向,则轰击前后它的动量增量为______;不计其它力的作用,氦原子核
He获得的初速度为______.
正确答案
质子H动量的增量为△P=-mv′-mv=-m(v+v′).
根据动量守恒定律得
mv=-mv′+4mV
得 V=,即氦原子核
He获得的初速度为
.
故答案为:-m (v+v′),.
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)下列四幅图的有关说法中正确的是
A.分子间距离为r0时,分子间不存在引力和斥力
B.水面上的单分子油膜,在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理
C.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性
D.猛推木质推杆,气体对外界做正功,密闭的气体温度升高,压强变大
(2)已知某物质摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该物质的分子质量为 ,单位体积的分子数为 .
(3)如图,一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B,此过程中气体吸收的热量Q=6.0×102J,
求:
①该气体在状态A时的压强;
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)下列四幅图的有关说法中正确的是
A.由两个简谐运动的图像可知:它们的相位差为/2或者
B.当球与横梁之间存在摩擦的情况下,球的振动不是简谐运动
C.频率相同的两列波叠加时,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱
D.当简谐波向右传播时,质点A此时的速度沿y轴正方向
(2)1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和 这两条基本假设为前提的;在相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的的生命进程比火箭上的生命进程要 (填快或慢)。
(3)如图所示,△ABC为等腰直角三棱镜的横截面,∠C=90°,一束激光a沿平行于AB边射入棱镜,经一次折射后射到BC边时,刚好能发生全反射,求该棱镜的折射率n和棱镜中的光速。
C.(选修模块3-5)(12分)
(1)下列说法正确的是
A.某放射性元素经过19天后,余下的该元素的质量为原来的1/32,则该元素的半衰期为 3.8天
B.a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C.对放射性物质施加压力,其半衰期将减少
D.氢原子从定态n=3跃迁到定态n= 2,再跃迁到定态n = 1,则后一次跃迁辐射的光的波长比前一次的要短
(2)光电效应和 都证明光具有粒子性, 提出实物粒子也具有波动性。
(3)如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量均为m ="0.08" kg的10块完全相同的长直木板。质量M =" 1.0" kg、大小可忽略的小铜块以初速度v0="6.0" m/s从长木板左端滑上木板,当铜块滑离第一块木板时,速度大小为v1="4.0" m/S。铜块最终停在第二块木板上。取g="10" m/s2,结果保留两位有效数字。求:
①第一块木板的最终速度
②铜块的最终速度
正确答案
A:(1)BC(2)M/NA,ρNA/M(3)0.8×105Pa 8×102 J
B:(1)BC(2)光速不变原理 ,慢(3)
×108m/s
C:(1)AD(2) 康普顿效应 德布罗意(3) v3≈3.4 m/s
试题分析:A(1)分子间距离为r0时,分子间的引力和斥力相平衡,合力为零,A错误;
油膜为单分子紧密排列的,因此单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径,B正确;晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。C正确;
猛推木质推杆,外界对气体做功,D错误;
(2)因为:所以
,单位体积的质量等于单位体积乘以密度,质量除以摩尔质量等于摩尔数,所以单位体积所含的分子数
(3)①由得,
=0.8×105Pa
②W=0,ΔU=W+Q=8×102 J
B(1)由两个简谐运动的图像可知:它们的相位差为/2,A错误;
简谐振动是一种理想运动模型,故当存在摩擦力的时候,不是简谐振动,B正确;
两个相干波相遇时,波谷与波谷或者波峰与波峰相遇,为震动加强点,波峰与波谷相遇,为振动减弱点,故C正确;根据走坡法可得当波向右传播时质点A此时的速度沿y轴负方向D错误;
(2)爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为:相对性和光速不变原理; 在相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的的生命进程比火箭上的生命进程要慢
(3)①如图
,
,
,得:
② v=c/n=×108m/s
C:(1)根据可得
,故A正确;当α粒子穿过原子时,电子对α粒子影响很小,影响α粒子运动的主要是原子核,离核远则α粒子受到的库仑斥力很小,运动方向改变小.只有当α粒子与核十分接 近时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,所以α粒子接近它的机会就很少,因此只有少数α粒子发生较大偏转,卢瑟福正是对这些现象的认真研究提出了原子核式结构模型,B错误;元素的半衰期不随外界因素的变化而变化,C错误;根据公式
可得氢原子从定态n=3跃迁到定态n= 2,再跃迁到定态n = 1,则后一次跃迁辐射的光的波长比前一次的要短,D正确;
(2)光电效应和康普顿效应都证明光具有粒子性,德布罗意提出实物粒子也具有波动性
(3)Mv0=Mv1+10mv2,得:v2=2.5 m/s ;
Mv0=mv2+(M+9m)v3,得:v3≈3.4 m/s
点评:切记半衰期和外界因素无关,
两个质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑的水平面上,A和B相向的侧面都是相同的光滑的曲面,曲面下端与水平面相切,如图所示,一个质量为m的物块位于劈A的曲面上,距水平面的高度为h. 物块从静止开始滑下,然又滑上劈B的曲面. 试求物块在B上能够达到的最大高度H是多少?
正确答案
设物块到达劈A的低端时,物块和A的的速度大小分别为v和V,由机械能守恒和动量守恒得
① 4分
② 4分
设物块在劈B上达到的最大高度为
,此时物块和B的共同速度大小为
,由机械能守恒和动量守恒得
③ 3分
④ 3分
联立①②③④式得
⑤ 2分
两端开口、内壁光滑的直玻璃管MN竖直固定在水平面上,a、b二个小球,直径相等,略小于玻璃管的内径,且远小于玻璃管的长度,大小可忽略不计;a、b两球的质量分别为m1和m2(m1 = 2m2)。开始时,a球在下b球在上两球紧挨着在管口M处由静止同时释放,a球着地后立即反弹,其速度大小不变,方向竖直向上,与b球相碰,接着b球竖直上升。设两球碰撞时间极短、碰撞过程中总动能不变,在b球开始上升的瞬间,一质量为m3的橡皮泥在M处自由落下,如图所示。b与c在管中某处相遇后粘在一起,要使b、c粘合后能够竖直飞出玻璃管口,则m2与m3之比必须满足什么条件?
正确答案
满足条件 >
。
设管长为H,取向下为正方向,则a、b两球到达玻璃管底端时,速度都为
①
a球着地后反弹,速度为 ②
a、b两球相碰,总动量守恒
总动能守恒 ④
联立①至④式,并代入m1 = 2m2,解得 ,
⑤
设c在M处下落经t时间后与b相碰,则
解得
⑥
碰撞前b、c的速度分别为 ⑦
b与c相碰,总动量守恒 ⑧
要使b、c粘合体能飞出管口,则c与b碰后的速度必须竖直向上,且大小大于,取
,代入上式,
得 ⑨
解得b、c两者质量之比为 ⑩
因此要使b、c粘合后能够竖直飞出玻璃管口,必须满足条件 >
。
①媒体报道,叛逃到英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡。英国警方调查认为,毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(Po)。Po的半衰期为138天,经衰变生成稳定的铅(Pb),那么经过276天,100g Po已衰变的质量为_______g。
②一个氘核()和一个氚核(
)结合成一个氦核并放出一个中子时,质量亏损为
m,已知阿伏加德罗常数为NA,真空中的光速为c,若1mol氘和1mol氚完全发生上述核反应,则在核反应中释放的能量为________。
③用速度为v0、质量为m1的核轰击质量为m2的静止的
核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B。其中A为
核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4。粒子A的速度符合条件_________时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反。
正确答案
①75 ② ③
试题分析:①由于Po的半衰期为138天,那么经过276天,没有衰变的量为原来的1/4, 100g Po已衰变的质量为75g。②一个氘核()和一个氚核(
)结合成一个氦核并放出一个中子时,质量亏损为
m,放出能量为
,所以1mol氘和1mol氚完全发生上述核反应,在核反应中释放的能量为
。③根据动量守恒定律
,若使粒子B的速度方向与He核的运动方向相反,则
v4<0,即
。
质量为M的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小球用细绳吊在小车上O点,将小球拉至水平位置A点静止开始释放(如图所示),则小球落至最低点时相对地的速度 。
正确答案
系统水平方向不受外力水平方向动量守恒,
质量为M的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小球用细绳吊在小车上O点,将小球拉至水平位置A点静止开始释放(如图所示),则小球落至最低点时相对地的速度 。
正确答案
系统水平方向不受外力水平方向动量守恒,
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