《2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--熱學(xué)（附答案）與2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--動(dòng)量守恒定律與原子物理（含答案）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--熱學(xué)（附答案）與2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--動(dòng)量守恒定律與原子物理（含答案）（29頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--熱學(xué)（附答案）與2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--動(dòng)量守恒定律與原子物理（含答案）2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 --熱學(xué)（附答案）本專題全國卷的命題形式都是一大一小組成的，小題是以選擇題的形式，分值為 5 分 (或 6 分) ，主要考查分子動(dòng)理論、內(nèi)能、熱力學(xué)定律、固體、液體、氣體等方面的基本知識(shí)；大題以計(jì)算題的形式，分值為 10 分(或 9 分) ，主要考查對氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的理解。高頻考點(diǎn)：分子大小的估算；對分子動(dòng)理論內(nèi)容的理解；物態(tài)變化中的能量問題；氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡單計(jì)算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；熱力學(xué)定律的理解和簡單計(jì)算；用油膜法估測分子大小。一．物質(zhì)是由大量分子組成*計(jì)算分子質(zhì)量： 計(jì)算分子的體積：分子（或其所占空間）直徑：球體模型 ，立方體模型 分子直徑數(shù)量級(jí) 10-10 m。二．分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng)是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映。三．分子間存在著相互作用力 分子間引力和斥力都隨距離的增大而減小。四．物體的內(nèi)能1．分子動(dòng)能：溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志．分子勢能 ：與體積有關(guān) r=r0 時(shí)分子勢能最小 分子力做正功分子勢能減小。物體的內(nèi)能：所有分子的動(dòng)能和勢能的總和。（理想氣體不計(jì)分子勢能）2．改變物體的內(nèi)能 做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的，但本質(zhì)有區(qū)別。1．(2018 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試) 如圖，一定量的理想氣體，由狀態(tài) a 等壓變化到狀態(tài) b，再從 b 等容變化到狀態(tài) c。a、c 兩狀態(tài)溫度相等。下列說法正確的是。_______ 。( 填入正確答案標(biāo)號(hào)。選對 1 個(gè)得 2 分，選對 2 個(gè)得 4 分：有選錯(cuò)的得 0 分)A．從狀態(tài) b 到狀態(tài) c 的過程中氣體吸熱B．氣體在狀態(tài) a 的內(nèi)能等于在狀態(tài) c 的內(nèi)能C．氣體在狀態(tài) b 的溫度小于在狀態(tài) a 的溫度D．從狀態(tài) a 到狀態(tài) b 的過程中氣體對外做正功2．一儲(chǔ)存氮?dú)獾娜萜鞅灰唤^熱輕活塞分隔成兩個(gè)氣室 A 和 B，活寨可無摩擦地滑動(dòng)。開始時(shí)用銷釘固定活塞，A 中氣體體積為 2.5×10-4m3，溫度為 27℃ ，壓強(qiáng)為 6.0×104Pa；B 中氣體體積為 4.0×10-4m3，溫度為-17℃ ，壓強(qiáng)為2.0×104Pa?，F(xiàn)將 A 中氣體的溫度降至-17℃，然后拔掉銷釘，并保持 A、B中氣體溫度不變，求穩(wěn)定后 A 和 B 中氣體的壓強(qiáng)。1.（全國 II 卷) 如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口 a 和b，a 、b 間距為 h，a 距缸底的高度為 H；活塞只能在 a、b 間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為 m，面積為 S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為 p0，溫度均為 T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá) b 處。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為 g。1．如圖所示，開口向上、放在地面上的氣缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，活塞的質(zhì)量為 m，橫截面的面積為 S。一質(zhì)量為 2m 的物塊放在缸底，用細(xì)線( 不可伸長)與活塞相連接且細(xì)線剛好拉直，這時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度為 T0，大氣壓強(qiáng)為 P0，不計(jì)活塞與缸壁間的摩擦，現(xiàn)對缸內(nèi)氣體緩慢加熱，重力加速度為 g。(i)當(dāng)缸底物塊對缸底的壓力剛好為零時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度 T1 為多大?(ⅱ)當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為原來的 1.2 倍時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度是多少? 若此時(shí)細(xì)線斷了，細(xì)線斷開的一瞬問，活塞的加速度多大?2．如圖所示，兩段粗細(xì)均勻內(nèi)壁光滑的玻璃管豎直放置，開口向上，下端一段粗，橫截面積為 S=7.5×10－3m2，上端橫截面為 S=2.5×10－3m2。粗管中靜止著一段長度為 h1=5cm 的水銀柱，水銀柱上表面到細(xì)管下端口的距離為h2=20cm，水銀柱下端封閉了一段長度為 L=30m 的理想氣體。此時(shí)管中氣體溫度為 t=27℃，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng) p0 為 75cmHg，水銀密度為p=13.6×103kg/m3，整個(gè)氣缸均是絕熱的。水銀柱的下端粘有一薄層輕質(zhì)絕熱材料。在氣體中有一段金屬絲(圖中未畫出) 和外界組成電路，可以通過給金屬絲通電來加熱氣體，重力加速度 g=10m/s2(i)若給管中封閉的氣體緩緩加熱，氣體吸收熱量 Q=188J 后溫度為 127℃，求此過程中氣體內(nèi)能的變化?(ⅱ)若管中封閉的氣體緩緩加熱到 477℃ 穩(wěn)定下來，求系統(tǒng)靜止后封閉氣體的體積?3．如圖所示，水平地面上放置一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸，氣缸開口朝上，缸內(nèi)通過輕質(zhì)活塞封閉一部分氣體。初態(tài)時(shí)氣體壓強(qiáng)為一個(gè)大氣壓、溫度為 27℃，活塞到汽缸底部距離為 30cm?，F(xiàn)對缸內(nèi)氣體緩慢加熱到 427℃，缸內(nèi)氣體膨脹而使活塞緩慢上移，這一過程氣體內(nèi)能增加了 100J。已知汽缸橫截面積為50cm2，總長為 50cm，大氣壓強(qiáng)為 1.0×105Pa。氣缸上端開口小于活塞面積，不計(jì)活塞厚度，封閉氣體可視為理想氣體。(1)末態(tài)時(shí)(427℃)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)(2)封閉氣體共吸收了多少熱量。4．如圖所示，可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上固定著一個(gè)內(nèi)壁光滑的氣缸，氣缸內(nèi)有一導(dǎo)熱活塞，活塞底面與氣缸底面平行，一定量的氣體做密封在氣缸內(nèi)。當(dāng)平臺(tái)傾角為 37°時(shí)，氣缸內(nèi)氣體體積為 V，然后將平臺(tái)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，該過程中，可以認(rèn)為氣缸中氣體溫度與環(huán)境溫度相同，始終為 T0，平臺(tái)轉(zhuǎn)至水平時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng) p0 的 2 倍。已知 sin37°=0.6，cs37°=0.8。(1)當(dāng)平合處于水平位置時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的體積；(2)若平臺(tái)轉(zhuǎn)至水平后，經(jīng)過一段時(shí)間，壞境溫度緩慢降至 0.9T0(大氣壓強(qiáng) p0保持不變)，該過程中氣缸內(nèi)氣體放出 0.38p0V 的熱量，求該過程中氣體內(nèi)能的變化量△U。5．如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體。氣缸的內(nèi)部深度 h=48cm，活塞質(zhì)量 m=1kg，活塞面積 S=10cm2。活塞與氣缸壁無摩擦、不漏氣且不計(jì)活塞的厚度。室內(nèi)的溫度為 27℃，當(dāng)氣缸放在地面上靜止時(shí)，活塞剛好位于氣缸的正中間，現(xiàn)在把氣缸放在加速上升的電梯中且 a=10m/s2。待封閉氣體再次穩(wěn)定后，求：(已知大氣壓恒為 P=1.0×105Pa，重力加速度為g=10m/s2)(1)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng) P1(2)缸中活塞到缸底的高度 h06．如圖所示，有一圓柱形絕熱氣缸，氣缸內(nèi)壁的高度是 2L，一個(gè)很薄且質(zhì)量不計(jì)的絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)活塞處在氣缸頂部，外界大氣壓為 1.0×〖10〗^5 Pa，溫度為 27℃.現(xiàn)在活塞上放重物，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)到離底部 L 高處，活塞靜止，氣體的溫度 57℃ ．(1)求活塞向下運(yùn)動(dòng)到離底部 L 高處時(shí)的氣體壓強(qiáng)；(2)若活塞橫截面積 S=0.1m^2，重力加速度 g=10m/s^2，求活塞上所放重物的質(zhì)量．參考答案1．【解題思路】內(nèi)能（internalenergy）是組成物體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子間相互作用勢能的總和，由于理想氣體的不考慮分子勢能內(nèi)能，故理想氣體的內(nèi)能等于分子平均動(dòng)能的總和，而溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀表現(xiàn)，由理想氣體狀態(tài)方程 pbVb/Tb=pcVc/Tc 可知，當(dāng) Vb=Vc，pbpc 時(shí)，TbTC，故?U_cb0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ?U_cb=W+Q，體積 V 不變，故W=0，所以?Q0，從狀態(tài) b 到狀態(tài) c 的過程中氣體放熱，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；同理，氣體在狀態(tài) a 的溫度等于在狀態(tài) c 的溫度，故氣體在狀態(tài) a 的內(nèi)能等于在狀態(tài)c 的內(nèi)能，，選項(xiàng) B 正確；由理想氣體狀態(tài)方程 paVa/Ta=pbVb/Tb 可知，當(dāng)pa=pb，VaVb 時(shí)，TaTb，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；從狀態(tài) a 到狀態(tài) b 的過程中氣體膨脹對外做正功，故 D 正確?！敬鸢浮? ．BD2．【解題思路】A 氣體的溫度由 27℃降至-17℃，由查理定律得P_A/T_A =(P_A^，)/(T_A^， )①拔掉銷釘后，A、B 中氣體的壓強(qiáng)相同，根據(jù)玻意耳定律，對 A 氣體有P_A^， V_A=PV_A^，②對 B 氣體有〖P_B V〗_B=PV_B^ ，③由已知條件得 V_A^，+V_B^，=2.5×10-4m3+4.0×10-4m3④聯(lián)立以上各式得 p=3.27×〖10〗^4 Pa【答案】p=3.2×104Pa 1.【解析 】開始時(shí)活塞位于 a 處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為 T1，壓強(qiáng)為 p1，根據(jù)查理定律有p_0/T_0 =p_1/T_1 ①根據(jù)力的平衡條件有p_1 S=p_0 S+mg②聯(lián)立①②式可得T_1=(1+mg/(p_0 S)) T_0③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達(dá) b 處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為 T2；活塞位于 a 處和 b 處時(shí)氣體的體積分別為 V1 和 V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有V_1/T_1 =V_2/T_2 ④式中V1=SH⑤V2=S（H+h ）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得T_2=(1+h/H)(1+mg/(p_0 S)) T_0⑦從開始加熱到活塞到達(dá) b 處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為W=(p_0 S+mg)h⑧故本題答案是：W=(p_0 S+mg)h1．【解析 】(i)缸內(nèi)氣體的溫度為 T0 時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng) p=p0+mg/S當(dāng)缸底物塊對缸底的壓力剛好為零時(shí)，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng) p1=p0+3mg/S氣體發(fā)生等容變化，則根據(jù)查理定律有 p/T_0 =p_1/T_1解得：T1=(p_0 S+3mg)/(p_0 S+mg) T_0(ii)當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為原來的 1.2 倍時(shí)，設(shè)氣體的溫度為 T2，從溫度 T1 變到溫度 T2，此過程氣體發(fā)生的是等壓變化，根據(jù)蓋－呂薩克定律有 V/T_1 =1.2V/T_2解得:T2=(1.2T_0 (p_0 S+3mg))/(p_0 S+mg)此時(shí)細(xì)線斷了，當(dāng)細(xì)線斷開的一瞬間，根據(jù)牛頓第二定律有(p2 －p)S＝ma解得 a＝2g2．【解析 】（1 ）假設(shè)封閉氣體做等壓變化，h0=75cm=0.75m，溫度T1=(273+27)K，壓強(qiáng) p1=(h0+h1)cmHg；末態(tài)：體積 V2=L1S，溫度T2=(273+127)K；根據(jù)等壓變化規(guī)律：V_1/T_1 =V_2/T_2解得 L1=40cm；L1L+h2，說明水銀沒有到細(xì)管部分，所以氣體做等壓變化，外界對氣體做功W=-ρg(h_1+h_0)S_1×(L_1-L)=-81.6J ;對封閉氣體，絕熱過程，設(shè)內(nèi)能變化為?U，由熱力學(xué)第一定律?U=W+Q解得?U=106.4J；（2）假設(shè)水銀都到細(xì)管中，則封閉氣體壓強(qiáng) p3=(h0+3h1)cmHg；體積V3=(L+h1+h2)S1+hS2；T3=(273+477)K ；根據(jù)氣態(tài)方程：(p_1 V_1)/T_1 =(p_3 V_3)/T_3解得 h=35cm，說明水銀都到了細(xì)管，則 V3=5×10-3m33．【解析 】(1)由題意可知，在活塞移動(dòng)到汽缸口的過程中，氣體發(fā)生的是等壓變化。設(shè)活塞的橫截面積為 S，活塞未移動(dòng)時(shí)封閉氣體的溫度為 T1，塞愉好移動(dòng)到汽缸口時(shí)，封閉氣體的溫度為 T2，則由蓋呂薩克定律可知： (Sh_1)/T_1 =(Sh_2)/T_2 ，又 T1=300 K解得：T2=500 K．即 227℃因?yàn)?227℃427℃，所以氣體接著發(fā)生等容變化，設(shè)當(dāng)氣體溫度達(dá)到 427℃ 時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為 p，由查理定律可以得到：(1.0×〖10〗^5 Pa)/T_2 =p/((427+273)K)代人數(shù)據(jù)整理可以得到：p=l.4×l05 Pa。(2)由題意可知，氣體膨脹過程中活塞移動(dòng)的距離 Δx=0.5m-0.3m=0.2m，故大氣壓力對封閉氣體所做的功為 W=-p_0 sΔx代人數(shù)據(jù)解得：w=-100 J由熱力學(xué)第一定律 ΔU=W+Q得到：Q=ΔU-W=200J4．【解析 】（1 ）設(shè)活塞質(zhì)量為 m，活塞面積為 S，當(dāng)平臺(tái)傾角為 370 時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 p_1=p_0+(mgcos〖37〗^0)/S氣體的體積 V1=V當(dāng)平臺(tái)水平時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng) p_2=2p_0 “=“ p_0+mg/S解得 p1=1.8p0平臺(tái)從傾斜轉(zhuǎn)至水平過程中，由玻意耳定律：p1V1= p2V2解得 V2=0.9V（2）降溫過程，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律：V_2/T_0 =V_3/(0.9T_0 )解得 V3=0.81V活塞下降過程，外界對氣體做 W=p2(V2-V3)已知?dú)飧變?nèi)氣體吸收的熱量 Q=-0.38p0V由熱力學(xué)第一定律得氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能變化量?U=W+Q解得?U=-0.2p0V，即氣體的內(nèi)能減小了 0.2p0V.5．【解析 】 (1)根據(jù)牛頓第二定律可得： p_1 S-p_0 S-mg=ma解得：p_1=(ma+mg+p_0 S)/S=1.2×〖10〗^5 Pa(2)當(dāng)氣缸放在地面上靜止時(shí), 根據(jù)平衡有：pS=p_0 S+mg解得：p=(p_0+mg)/S=1.1×〖10〗^5 Pa根據(jù)玻意耳定律可得：p?h/2 S=p_1?h_0 S解得：h_0=ph/(2p_1 )=22cm6．【解析 】：(1) 設(shè)氣缸橫截面積為 S，開始時(shí)活塞處在氣缸頂部，氣體體積V_1=2SL，壓強(qiáng) P_1=1.0×〖10〗^5 Pa，溫度為 T_1=300K活塞向下運(yùn)動(dòng)到離底部 L 高處時(shí)，氣體體積 V_2=SL，溫度為T_2=330K， P_2=？根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：(P_1 V_1)/T_1 =(P_2 V_2)/T_2代入數(shù)據(jù)得：P_2=2.2×〖10〗^5 Pa；(2)活塞上所放重物產(chǎn)生的壓強(qiáng) P=P_2-P_1=1.2×〖10〗^5 Pa，若活塞橫截面積 S=0.001m^2，由壓強(qiáng)公式 P=mg/s 可得活塞上所放重物的質(zhì)量 m=ps/g=(1.2×〖10〗^3×0.001)/10=12kg2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--動(dòng)量守恒定律與原子物理（含答案）對動(dòng)量守恒這一部分內(nèi)容，主要考查動(dòng)量定理，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。題型靈活性強(qiáng)，難度較大，能力要求高，物理情景多變，多次出現(xiàn)在兩個(gè)守恒定律交匯的綜合題中。在原子物理這一部分內(nèi)容中，主要考查光電效應(yīng)，原子結(jié)構(gòu)原子核與核能。雖然對光電效應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)原子核與核能的考查頻率比較高，但是在復(fù)習(xí)的過程中，原子的能級(jí)和躍遷也應(yīng)該引起高度的重視。動(dòng)量觀點(diǎn)：動(dòng)量(狀態(tài)量)：p=mv= 沖量(過程量)：I = F t動(dòng)量定理：內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化。公式： F 合 t = mv’一 mv (解題時(shí)受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)I=F 合 t=F1t1+F2t2+---= p=P 末-P 初=mv 末-mv 初動(dòng)量守恒定律：內(nèi)容、守恒條件、不同的表達(dá)式及含義： ； ；內(nèi)容：相互作用的物體系統(tǒng)，如果不受外力，或它們所受的外力之和為零，它們的總動(dòng)量保持不變。（研究對象：相互作用的兩個(gè)物體或多個(gè)物體所組成的系統(tǒng)）守恒條件：①系統(tǒng)不受外力作用。(理想化條件)②系統(tǒng)受外力作用，但合外力為零。③系統(tǒng)受外力作用，合外力也不為零，但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。④系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零，在這個(gè)方向的動(dòng)量守恒。⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零，該階段系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子、原子核整個(gè)知識(shí)體系，可歸結(jié)為：兩模型(原子的核式結(jié)構(gòu)模型、波爾原子模型)；六子(電子、質(zhì)子、中子、正電子、 粒子、 光子) ；四變(衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變)；兩方程 (核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程 )。4 條守恒定律(電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒)貫串全章。1.（湖北省鄂州市、黃岡市 2019 屆高三上學(xué)期元月調(diào)研理科綜合物理試題）如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊 A、B 靜止在光滑水平地面上，A 、B 滑塊的質(zhì)量分別為 mA=1kg，mB=3kg。在水平地面左側(cè)有傾角 θ=30°的粗糙傳送帶以v=6m/s 的速率順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)傳送帶與光滑水平面通過半徑可忽略的光滑小圓弧平滑連接 A、B 兩滑塊間夾著質(zhì)量可忽略的炸藥，現(xiàn)點(diǎn)燃炸藥爆炸瞬間，滑塊 A 以 6m/s 水平向左沖出，接著沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，已知滑塊 A 與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ=√3/3，傳送帶與水平面足夠長重力加速度 g 取 10m/s2(1)求滑塊 A 沿傳送帶上滑的最大距離；(2)若滑塊 A 滑下后與滑塊 B 相碰并粘住，求 A、 B 碰撞過程中損失的能量△E ；(3)求滑塊 A 與傳送帶接觸過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量 Q1．（新課標(biāo)Ⅱ）（1 ）（5 分）關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是( )（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對 1 個(gè)得 2 分，選對 2 個(gè)得 4 分，選對 3 個(gè)得 5 分；每選錯(cuò) 1 個(gè)扣 3 分，最低得分為 0 分）。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( )的結(jié)合能小于鉛原子核( )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(shí)，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能（2）（ 10 分）如圖，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)童均為 m 的物塊Ａ、B、C。 B 的左側(cè)固定一輕彈簧（彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)最不計(jì)).設(shè) A 以速度ｖ０朝 B 運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧；當(dāng) A、 B 速度相等時(shí)，B 與 C 恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。假設(shè) B 和 C 碰撞過程時(shí)間極短。求從Ａ開始?jí)嚎s彈簧直至與彈黃分離的過程中，（?。┱麄€(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能；（ⅱ）彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢能。一、單選題1．“世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬戶。他把 47 個(gè)自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風(fēng)箏，設(shè)想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬戶及所攜設(shè)備(火箭(含燃料)、椅子、風(fēng)箏等)總質(zhì)量為 M，點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為 m 的熾熱燃?xì)庀鄬Φ孛嬉?v0 的速度豎直向下噴出。忽略此過程中空氣阻力的影響，重力加速度為 g，下列說法中正確的是( )A．火箭的推力來源于空氣對它的反作用力B．在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度大小為(mv_0)/(M-m)C．噴出燃?xì)夂笕f戶及所攜設(shè)備能上升的最大高度為(m^2 v_0^2)/(g〖(M-m)〗^2 )D．在火箭噴氣過程中，萬戶及所攜設(shè)備機(jī)械能守恒2．如圖所示,在足夠長的斜面上有一質(zhì)量為 m 的薄木板 A,當(dāng)木板 A 獲得初速υ0 后恰好能沿斜面勻速下滑?，F(xiàn)將一質(zhì)量也為 m 的滑塊 B 無初速度輕放在木板 A 的上表面。當(dāng)滑塊 B 在木板 A 上滑動(dòng)的過程中 (B 始終未從 A 的上表面滑出,B 與 A 間的摩擦系數(shù)大于 A 與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) ),下列說法正確的是( )A．A ，B 組成的系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能都守恒B．A，B 組成的系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能都不守恒C．當(dāng) B 的速度為 1/3v0 時(shí),A 的速度為 2/3v0D．當(dāng) A 的速度為 1/3v0 時(shí),B 的速度為 2/3v0二、多選題3．如圖所示，一質(zhì)量 M=2.0kg 的長木板 B 放在光滑水平地面上，在其右端放一個(gè)質(zhì)量 m=1.0kg 的小物塊 A。給 A 和 B 以大小均為 3.0m/s、方向相反的初速度，使 A 開始向左運(yùn)動(dòng)，B 開始向右運(yùn)動(dòng)，A 始終沒有滑離 B 板。下列說法正確的是( )A．A ，B 共速時(shí)的速度大小為 1m/sB．在小物塊 A 做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，木板 B 速度大小可能是 2m/sC．從 A 開始運(yùn)動(dòng)到 A，B 共速的過程中，木板 B 對小物塊 A 的水平?jīng)_量大小為 2N?sD．從 A 開始運(yùn)動(dòng)到 A， B 共速的過程中，小物塊 A 對木板 B 的水平?jīng)_量方向向左4．如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，已知?dú)湓訌?n=2 能級(jí)躍遷到 n=1 能級(jí)時(shí)，輻射出 A 光，則以下判斷正確的是( )A．氫原子從 n=2 躍遷到 n=3 吸收光的波長小于 A 光波長B．只要用波長小于 A 光波長的光照射，都能使氫原子從 n=1 躍遷到 n=2C．氫原子從 n=3 躍遷到 n=2 輻射的光在相同介質(zhì)中的全反射臨界角比 A 光大D．氫原子從 n=3 躍遷到 n=2 輻射的光在同一種介質(zhì)中的傳播速度比 A 光大三、解答題5．如圖，三個(gè)質(zhì)量相同的滑塊 A、B、C ，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上．現(xiàn)給滑塊 A 向右的初速度 v0，一段時(shí)間后 A 與 B 發(fā)生碰撞，碰后 A、B分別以 1/8v0、3/4v0 的速度向右運(yùn)動(dòng)，B 再與 C 發(fā)生碰撞，碰后 B、C 粘在一起向右運(yùn)動(dòng)．滑塊 A、B 與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值．兩次碰撞時(shí)間均極短．求 B、C 碰后瞬間共同速度的大小。6．盧瑟福從 1909 年起做了著名的 a 粒子散射實(shí)驗(yàn)，并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，玻爾引入定態(tài)假設(shè)和量子化條件提出了氫原子的玻爾模型.根據(jù)玻爾模型，可假設(shè)靜止的基態(tài)氫原子的軌跡半徑為 r、電子的質(zhì)量為 m、電子的電荷量為靜電力常量為 k、普朗克常數(shù)為 h；根據(jù)玻爾理論可知電子繞原子核僅在庫侖力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(提示：電子和原子核均可當(dāng)做點(diǎn)電荷；以無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，電量為 Q 的正點(diǎn)電荷在距離自身 L 處的電勢為 ；氫原子的能量為電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和電勢能之和)。以下問題中氫原子均處于靜止?fàn)顟B(tài)，求：(1)在經(jīng)典理論下，基態(tài)氫原子的核外電子繞核運(yùn)動(dòng)的線速度 v(2)電子繞核運(yùn)動(dòng)形成的等效電流 l；(3)已知?dú)湓犹幱诘谝患ぐl(fā)態(tài)時(shí)，電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為 4r；求氫原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量差 AE 及氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)時(shí)釋放的光子的頻率 v參考答案1.【解析 】(1)設(shè)爆炸后 A、B 的速度分別為 v_A、 v_B，爆炸過程，對 A 和 B組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒有：m_A v_A-m_B v_B=0解得：v_B=2“m“/“s“水平地面光滑，滑塊 A 沿傳送帶向上的做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，對 A 進(jìn)行受力分析有：m_A gsinθ+μm_A gcosθ=m_A a_上解得：a_上=g(sinθ+μcosθ)=10m/s^2經(jīng) t1=0.6s 滑塊 A 速度減為 0故滑塊 A 沿傳送帶向上減速到零通過的距離為：x_A1=(v_A^2)/(2a_上 )=1.8m(2)當(dāng)滑塊 A 速度減為零后，滑塊 A 將沿傳送帶向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，對 A 進(jìn)行受力分析有：a_下=g(sinθ+μcosθ)=10m/s^2經(jīng) t2=0.6s 滑塊 A 與傳送帶共速根據(jù)對稱性可知滑塊 A 剛好回到傳送帶與水平面的的連接點(diǎn)當(dāng)滑塊 A 再次滑上水平面時(shí)，速度大小與傳送速度相等為 6m/s滑塊 A 與滑塊 B 碰撞時(shí)，粘連在一起,對 A、B 組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得：m_A v_傳+m_B v_B=(m_A+m_B)v解得：v=3“m/s“碰撞過程中損失的能量為 E=1/2 m_A 〖v_傳〗^2+1/2 m_B 〖v_B〗^2-1/2(m_A+m_B)v^2代入數(shù)據(jù)得：E=6“J“(3)經(jīng) t1=0.6s 滑塊 A 速度減為零滑塊 A 沿傳送帶向上減速到零通過的位移：x_A1=〖v_A〗^2/(2a_上 )=1.8“m“此過程中傳送帶的位移：x_傳 1=vt=3.6“m“滑塊 A 速度減為零后將沿傳送帶向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng) t2=0.6s 滑塊 A 與傳送帶共速，達(dá)到共速時(shí)傳送帶的位移：x_A2=〖v_A〗^2/(2a_ 下 )=1.8“m“傳送帶的位移 x_傳 2=vt=3.6“m“若向上運(yùn)動(dòng)和向下運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量分別為 Q1、Q2 ，則由 Q=f?x_相得：Q_1=f(x_“A1“ +x_傳 1)=27“J“Q_2=f(x_傳 2-x_“A2“ )=9“J“故因摩擦產(chǎn)生的熱量 Q=Q_1+Q_2=36“J“1．【解析 】（1 ）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核子所需要的最小能量，A 正確；重核的比結(jié)合能比中等核小，因此重核衰變時(shí)釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小球原來重核的結(jié)合能，B 項(xiàng)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( )的比結(jié)合能稍大于鉛原子核( )的比結(jié)合能，但銫原子核( )的核子數(shù)比鉛原子核( )的核子數(shù)少得多，因此其結(jié)合能小，C 項(xiàng)正確；比結(jié)合能越大，要將原子核分解成核子平均需要的能量越大，因此原子核越穩(wěn)定，D 錯(cuò)；自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能最等于該原子核的結(jié)合能，E 錯(cuò)。中等難度。（2）（ ⅰ）從 A 壓縮彈簧到 A 與 B 具有相同速度 時(shí)，對 A、B 與彈簧組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得 ①此時(shí) B 與 C 發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰撞后的瞬時(shí)速度為 ，損失的機(jī)械能為 。對 B、C 組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒和能量守恒定律得②③聯(lián)立①②③式得 ④（ⅱ）由②式可知 ，A 將繼續(xù)壓縮彈簧，直至 A、B 、C 三者速度相同，設(shè)此速度為 ，此時(shí)彈簧被壓縮至最短，其彈性勢能為 。由動(dòng)量守恒和能量守恒定律得⑤⑥聯(lián)立④⑤⑥式得 ⑦一、單選題1．【解題思路】火箭的推力來源于燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對火箭的反作用力，故 A 錯(cuò)誤；在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，視萬戶及所攜設(shè)備(火箭(含燃料)、椅子、風(fēng)箏等 )為系統(tǒng)，動(dòng)量守恒，設(shè)火箭的速度大小為 v，規(guī)定火箭運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則有(M-m)v-mv_0=0，解得火箭的速度大小為v=(mv_0)/(M-m)，故 B 正確；噴出燃?xì)夂笕f戶及所攜設(shè)備做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得上升的最大高度為 h=v^2/2g=(m^2 v_0^2)/(2〖(M-m)〗^2 g)，故 C 錯(cuò)誤；在火箭噴氣過程中，燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對萬戶及所攜設(shè)備做正功，所以萬戶及所攜設(shè)備機(jī)械能不守恒，故 D 錯(cuò)誤；故選 B?！敬鸢浮緽2．【解題思路】設(shè) A 與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ，A 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有：mgsinθ=μmgcosθ。對于 A、B 組成的系統(tǒng)，由于 2mgsinθ=μ?2mgcosθ，所以系統(tǒng)的合外力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。由于系統(tǒng)要克服摩擦做功，產(chǎn)生內(nèi)能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，故 AB 錯(cuò)誤。以 A、B 組成的系統(tǒng)為研究對象，其合外力為零，符合動(dòng)量守恒，取沿斜面向下為零，由動(dòng)量守恒定律有mv0=mvA+mvB，當(dāng) vB=1/3v0 時(shí)，vA=2/3v0。當(dāng) vA=1/3v0 時(shí)，vB=2/3v0。由于 B 與 A 間的摩擦系數(shù)大于 A 與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，因此vA＞vB，故 C 正確，D 錯(cuò)誤。故選 C。【答案】C二、多選題3．【解題思路】設(shè)水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：Mv-mv=(M+m) v_共，解得 v_共=1“m/s“ ，A 正確；設(shè)水平向右為正方向，在小物塊向左減速到速度為零時(shí)，設(shè)長木板速度大小為 v_1，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：Mv-mv=Mv_1，解得： v_1=1.5“m/s“ ，所以當(dāng)小物塊反向加速的過程中，木板繼續(xù)減速，木板的速度必然小于 1.5m/s，所以 B 錯(cuò)誤；設(shè)水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理，AB 兩物體相互作用的過程中，木板 B 對小物塊 A 的平均沖量大小為 I=mv_共 “+“ mv=4“N“?“s“ ，故 C 錯(cuò)誤；設(shè)水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理，A 對 B 的水平?jīng)_量 I^'=Mv_共-Mv=-4“N“?“s“ ，負(fù)號(hào)代表與正方向相反，即向左。故 D 正確。故本題選 AD?！敬鸢浮緼D4．【解題思路】根據(jù) Em-En=hγ，知?dú)湓訌?n=2 的能級(jí)躍遷到 n=3 的能級(jí)的能級(jí)差小于從 n=2 的能級(jí)躍遷到 n=l 的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差，再由 λ＝c/γ，則有從 n=2 躍進(jìn)到 n=3 吸收光的波長大于 A 光波長，故 A 錯(cuò)誤。要使氫原子從 n=1 躍遷到 n=2，則光子能量必須是兩能級(jí)的差值，即為△E=13.6-3.4=10.2eV．故 B 錯(cuò)誤。氫原子從 n=2 能級(jí)躍進(jìn)到 n=1 能級(jí)差大于氫原子從n=3 躍進(jìn)到 n=2 的能級(jí)差，因此從 n=3 躍進(jìn)到 n=2 輻射的光的頻率較低，折射率較小，依據(jù) sinC=1/n，那么在相同介質(zhì)中的全反射臨界角比 A 光大。故C 正確。氫原子從 n=2 能級(jí)躍進(jìn)到 n=1 能級(jí)差大于氫原子從 n=3 躍進(jìn)到 n=2的能級(jí)差，因此從 n=3 躍進(jìn)到 n=2 輻射的光的頻率較低，折射率較小，依據(jù)v=c/n，則有光在同一種介質(zhì)中的傳播速度比 A 光大。故 D 正確。故選 CD?！敬鸢浮緾D三、解答題5．【解析 】根據(jù)根據(jù)動(dòng)量守恒求出碰前 A 的速度，然后由動(dòng)能定理求出 A 與B 碰撞前摩擦力對 A 做的功；B 再與 C 發(fā)生碰撞前的位移與 A 和 B 碰撞前的位移大小相等，由于滑塊 A、B 與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值，所以地面對 B 做的功與地面對 A 做的功大小相等，由動(dòng)能定理即可求出 B 與 C 碰撞前的速度，最后根據(jù)動(dòng)量守恒求解 B、C 碰后瞬間共同速度的大小。設(shè)滑塊是質(zhì)量都是 m，A 與 B 碰撞前的速度為 vA，選擇 A 運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，碰撞的過程中滿足動(dòng)量守恒定律，得：mvA=mvA′+mvB′設(shè)碰撞前 A 克服軌道的阻力做的功為 WA，由動(dòng)能定理得：W_B=1/2 mv_0^2-1/2 mv_A^2設(shè) B 與 C 碰撞前的速度為 vB″，碰撞前 B 克服軌道的阻力做的功為 WB，W_B=1/2 m〖v^'〗_B^2-1/2 m〖v^″〗_B^2由于質(zhì)量相同的滑塊 A、B、C，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上，滑塊A、B 與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值，所以：WB=WA設(shè) B 與 C 碰撞后的共同速度為 v，由動(dòng)量守恒定律得： mvB″=2mv聯(lián)立以上各表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)解得：v=√21/16 v_0.6．【解析 】（1 ）庫倫力提供向心力：解得（2）電子繞核運(yùn)動(dòng)的周期：則（3）基態(tài)氫原子的能量對處以第一激發(fā)態(tài)的氫原子：