5、4. 質(zhì)量m的物體，從高h處以速度v0水平拋出，從拋出到落地物體所受重力的沖量為( )
A.m B. m－mv0
C. m－mv0 D. mg
解析：本題考查沖量、動量定理。由于重力為恒力，所以重力的沖量可以直接由I＝Ft計算，即I＝mgt＝mg＝m。
答案：A
5. [xx·江蘇高考]如圖所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光。在下列該原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是( )
解析：根據(jù)玻爾的原子躍遷公式hν＝Em－En(m>n)可知，兩個能級間的能量差值越大，輻射光的頻率越大，波長越短，從圖中可看出，能量差值最大的是E
6、3－E1，輻射光的波長a最短，能量差值最小的是E3－E2，輻射光的波長b最長，所以譜線從左向右的波長依次增大的是a、c、b，選項C正確，選項A、B、D錯誤。
答案：C
6. 下列說法中正確的是( )
A. 盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為He＋14 7N→17 8O＋H
B. 鈾核裂變的核反應是：235 92U→141 56Ba＋Kr＋2n
C. 質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
D. 原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光
7、子，已知λ1>λ2，那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收波長為的光子
解析：1919年，盧瑟福做了α粒子轟擊氮原子核的實驗，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，核反應方程為：He＋14 7N→17 8O＋H，選項A正確；鈾核裂變時，需要中子轟擊鈾核，所以鈾核裂變的核反應是：23592U＋n→141 56Ba＋Kr＋3n，選項B錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式可知，選項C正確；設(shè)波長為λ1的光子能量為E1，波長為λ2的光子能量為E2，原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收的光子能量為E3，波長為λ3，則E1＝hc/λ1，E2＝hc/λ2，E3＝hc/λ3，E3＝E2－E1，可推知λ3＝，選項D正確。
答案
8、：ACD
7. [xx·課標全國卷Ⅱ]關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是( )
A．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能
C．銫原子核(Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(Pb)的結(jié)合能
D．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定
E．自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應的能量大于該原子核的結(jié)合能
解析：本題考查原子核的結(jié)合能及其相關(guān)知識點，意在考查考生的綜合分析能力。原子核的結(jié)合能等于核子結(jié)合成原子核所釋放的能量，也等于將原子核分解成自由核子所需要的最小能量，選項A正確；重核的比結(jié)合能比
9、中等核小，因此重核衰變時釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于原來重核的結(jié)合能，選項B正確；原子核的結(jié)合能是該原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的乘積，雖然銫原子核(55Cs)的比結(jié)合能稍大于鉛原子核(82Pb)的比結(jié)合能，但銫原子核(55Cs)的核子數(shù)比鉛原子核(82Pb)的核子數(shù)少得多，因此銫原子核的結(jié)合能較小，選項C正確；比結(jié)合能越大，將原子核分解所需的能量也越大，因此原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤；自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應的能量等于該原子核的結(jié)合能，選項E錯誤。
答案：ABC
8. 靜止在勻強磁場中的92U核，發(fā)生α衰變后生成Th核，衰變后的α粒子速度方向垂直于磁場方向，則以下結(jié)論中正確
10、的是( )
A. 衰變方程可表示為：92U＝90Th＋He
B. 衰變后的Th核和α粒子的軌跡是兩個內(nèi)切圓，軌道半徑之比為1∶45
C. Th核和α粒子的動量大小之比為1∶1
D. Th核和α粒子的動能之比為2∶117
E. 若α粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈
解析：衰變過程不可逆，不能用等號，故選項A錯誤；衰變后的Th核和α粒子的軌跡是兩個外切圓，故選項B錯誤；衰變過程中的動量守恒，Th核和α粒子的動量大小相等，因此動能之比等于質(zhì)量比的倒數(shù)，為2∶117，選項C、D正確；周期之比等于比荷比的倒數(shù)，為90∶117，故α粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈，故選項E正確。
11、答案：CDE
9. 太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子(H)聚變?yōu)?個氦核(He)的熱核反應，核反應方程是4H→He＋2X，這個核反應釋放出大量核能。已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c。下列說法中正確的是( )
A. 方程中的X表示中子(n)
B. 方程中的X表示電子(e)
C. 這個核反應中質(zhì)量虧損Δm＝4m1－m2
D. 這個核反應中釋放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2
解析：X表示正電子，故選項A、B錯誤；質(zhì)量虧損為：Δm＝4m1－m2－2m3，故選項C錯誤；釋放的核能為：ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，故選項D正確。
12、
答案：D
10. 小車靜止在光滑水平面上，站在車上的人練習打靶，靶裝在車上的另一端，如圖所示。已知車、人、槍和靶的總質(zhì)量為M(不含子彈)，每顆子彈質(zhì)量為m，共n發(fā)，打靶時，槍口到靶的距離為d。若每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)。則以下說法中正確的是( )
A. 待打完n發(fā)子彈后，小車將以一定的速度向右勻速運動
B. 待打完n發(fā)子彈后，小車應停在射擊之前位置的右方
C.在每一發(fā)子彈的射擊過程中，小車所發(fā)生的位移相同，大小均為
D. 在每一發(fā)子彈的射擊過程中，小車所發(fā)生的位移不相同
解析：車、人、槍、靶和n顆子彈組成的系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初動量為0，
13、故末動量為0，A錯誤；每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)，因此每次射擊，以一顆子彈和車、人、槍、靶、(n－1)顆子彈為研究對象，動量守恒，則：0＝m－[M＋(n－1)m]·，由位移關(guān)系有：x車＋x子＝d，解得x車＝，故C正確；每射擊一次，車子都會右移，故B正確。
答案：BC
11. 下列說法正確的是( )
A. 紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大
B. 氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小
C. 核子結(jié)合成原子核一
14、定有質(zhì)量虧損，釋放出能量
D. 太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應是熱核反應
E. 原子核的衰變是原子核在其他粒子的轟擊下發(fā)生的
解析： 根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知，光線照射金屬板發(fā)生光電效應時，從金屬表面上逸出光電子的最大初動能與光的頻率有關(guān)，而與光的照射強度無關(guān)，A項錯誤；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，電子與原子核之間的距離減小，電場力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，B項正確；根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知，C項正確；根據(jù)核反應知識可知，D項正確；原子核的衰變是自發(fā)進行的，E項錯誤。
答案：BCD
12. 甲、乙兩球在光滑的水平面上，沿同一直線同一方向運動，它們的動量分別為p甲＝5 kg
15、·m/s，p乙＝7 kg·m/s，已知甲的速度大于乙的速度，當甲追上乙發(fā)生碰撞后，乙球的動量變?yōu)?0 kg·m/s，則甲、乙兩球的質(zhì)量m甲∶m乙的關(guān)系可能是( )
A. B.
C. D.
解析：碰前必須滿足v甲>v乙，再由公式v＝得，>，即<≈0.71 ①；碰中能量不增加，有＋≥＋，即≤≈0.41?、?；碰后v甲≤v乙，≤，即≥0.2?、?。綜合以上三式可得0.41≥≥0.2，符合此條件的選項為B和C。
答案：BC
第Ⅱ卷 (非選擇題，共50分)
二、實驗題(本題共3小題，共18分)
13. (6分)[xx·云南統(tǒng)一檢測]歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應，是用加速后動能為
16、0.5 MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個動能為8.9 MeV的He核，上述核反應方程為__________________；若反應中產(chǎn)生的核能全部轉(zhuǎn)化為He核的動能，該反應中產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為________u。(1 u相當于931 MeV，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析：本題考查核反應方程式的書寫以及核能公式的應用。(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得H＋Li→He＋He；(2)因反應中產(chǎn)生的核能全部轉(zhuǎn)化為He核的動能，根據(jù)能量守恒得核能ΔE＝(2×8.9－0.5) MeV，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝mc2＝(2×8.9－0.5) MeV，因1u·c2＝931 MeV，所以該反應
17、中產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為 u≈1.86×10－2 u。
答案：H＋Li→He＋He 1.86×10－2
14. (6分)如圖所示為研究光電效應規(guī)律的實驗電路，利用此裝置也可以進行普朗克常量的測量。只要將圖中電源反接，用已知頻率ν1、ν2的兩種色光分別照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器……已知電子電荷量為e，要能求得普朗克常量h，實驗中需要測量的物理量是________；計算普朗克常量的關(guān)系式h＝________(用上面的物理量表示)。
解析：電流表示數(shù)為零，此時光電管兩端所加的電壓為截止電壓，對應的光的頻率為截止頻率，根據(jù)eU極＝mv＝hν－W0有eU1＝hν1－W0①，eU2＝hν2－W0②，解
18、得h＝。
答案：分別使電流表示數(shù)恰好為零時電壓表的讀數(shù)U1、U2
15. (6分)如圖所示為“驗證動量守恒定律”的實驗裝置。
(1)下列說法中符合本實驗要求的是________(選填選項前面的字母)。
A. 入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同
B. 在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放
C. 安裝軌道時，軌道末端必須水平
D. 需要使用的測量儀器有天平、刻度尺和秒表
(2)實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為M、P、N，并測得它們到O點的距離分別為OM、OP和ON。已知入射
19、球的質(zhì)量為m1，靶球的質(zhì)量為m2，如果測得m1·＋m2·近似等于________，則認為成功驗證了碰撞中的動量守恒。
解析：本題考查“驗證動量守恒定律”的實驗。(1)入射球應比靶球質(zhì)量大，A錯；本題用小球水平位移代替速度，所以不用求出具體時間，所以不需要秒表，D錯；本題選B、C。(2)碰撞后兩球的總動量應該等于不放靶球而讓入射球單獨下落時的動量，入射球單獨下落時的動量可用m1表示。
答案：(1)BC (2)m1
三、計算題(本題共3小題，共32分)
16. (10分)[xx·河南洛陽]如圖所示，一質(zhì)量M＝2 kg的長木板B靜止于光滑水平面上，B的右邊有豎直墻壁。現(xiàn)有一小物體A(
20、可視為質(zhì)點)質(zhì)量m＝1 kg，以速度v0＝6 m/s從B的左端水平滑上B，已知A和B間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，B與豎直墻壁的碰撞時間極短，且碰撞時無機械能損失，若B的右端距墻壁x＝4 m，要使A最終不脫離B，則木板B的長度至少多長？
解析：設(shè)A滑上B后達到共同速度v1前并未碰到豎直墻壁。
由動量守恒定律得，mv0＝(M＋m)v1
在這一過程中，對B由動能定理得，μmgxB＝Mv
解得，xB＝2 m<4 m，假設(shè)成立。
設(shè)B與豎直墻壁碰后，A和B的共同速度為v2。
由動量守恒定律得，Mv1－mv1＝(M＋m)v2
由能量守恒定律得，μmgL＝mv－(m＋M)v
解得，L＝8.67
21、 m。
答案：8.67 m
17. (10分)如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導軌上，彈簧處在原長狀態(tài)。另一質(zhì)量與B相同的滑塊A，從導軌上的P點以某一初速度向B運動，當A滑過距離l1時，與B相碰，碰撞時間極短，碰后A、B緊貼在一起運動，但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點P并停止?；瑝KA和B與導軌的動摩擦因數(shù)都為μ，運動過程中彈簧最大形變量為l2，求滑塊A從P點出發(fā)時的初速度v0。(取重力加速度為g)
解析：令A、B質(zhì)量均為m，A剛接觸B時速度為v1(碰前)，
由功能關(guān)系，mv－mv＝μmgl1
碰撞過程中動量守恒，令碰后瞬間A、B共同運動的速度為v2
22、
根據(jù)動量守恒定律，mv1＝2mv2
碰后A、B先一起向左運動，接著A、B一起被彈回，在彈簧恢復到原長時，設(shè)A、B的共同速度為v3，在這一過程中，彈簧的彈性勢能在始末狀態(tài)都為零。
根據(jù)動能定理，(2m)v－(2m)v＝μ(2m)g(2l2)
此后A、B分離，A單獨向右滑到P點停下
由功能關(guān)系得mv＝μmgl1
聯(lián)立各式解得v0＝。
答案：
18. (12分)[xx·北京西城]如圖所示，一質(zhì)量M＝1.0 kg的砂擺，用輕繩懸于天花板上O點。另有一玩具槍能連續(xù)發(fā)射質(zhì)量m＝0.01 kg、速度v＝4.0 m/s的小鋼珠?，F(xiàn)將砂擺拉離平衡位置，由高h＝0.20 m處無初速度釋放，
23、恰在砂擺向右擺至最低點時，玩具槍發(fā)射的第一顆小鋼珠水平向左射入砂擺，二者在極短時間內(nèi)達到共同速度。不計空氣阻力，取g＝10 m/s2。
(1)求第一顆小鋼珠射入砂擺前的瞬間，砂擺的速度大小v0；
(2)求第一顆小鋼珠射入砂擺后的瞬間，砂擺的速度大小v1；
(3)第一顆小鋼珠射入后，每當砂擺向左運動到最低點時，都有一顆同樣的小鋼珠水平向左射入砂擺，并留在砂擺中。當?shù)趎顆小鋼珠射入后，砂擺能達到初始釋放的高度h，求n。
解析：(1)砂擺從釋放到最低點，由動能定理得
Mgh＝Mv
解得，v0＝＝2.0 m/s。
(2)小鋼珠打入砂擺過程，由動量守恒定律得，
Mv0－mv＝(M＋m)v1
解得，v1＝≈1.94 m/s。
(3)第2顆小鋼珠打入過程，由動量守恒定律得，
(M＋m)v1＋mv＝(M＋2m)v2
第3顆小鋼珠打入過程，同理(M＋2m)v2＋mv＝(M＋3m)v3…
第n顆小鋼珠打入過程，同理
[M＋(n－1)m]vn－1＋mv＝(M＋nm)vn
聯(lián)立各式得，(M＋m)v1＋(n－1)mv＝(M＋nm)vn
解得，vn＝
當?shù)趎顆小鋼珠射入后，砂擺要能達到初始釋放的位置，
砂擺速度滿足：vn≥v0
解得，n≥＝4
所以，當?shù)?顆小鋼珠射入砂擺后，砂擺能達到初始釋放的高度。
答案：(1)2.0 m/s (2)1.94 m/s (3)4
2022年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試13（選修3-5）（含解析）
