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1、计算题 抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时突然炸成两块,其中质量为300g的大块弹片仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块弹片质量为200g,求
小题1:小块弹片的速度大小和方向。
小题2:爆炸过程中增加的机械能。
参考答案:
小题1:50m/s,方向与手雷原飞行方向相反
小题2:500J
本题解析:(1)设手雷原飞行方向为正方向,则整体初速度v0=10m/s;m1=0.3kg的大块速度为
m/s,m2=0.2kg的小块速度为
。
由动量守恒定律得
解得
m/s
负号表示质量为200克的部分速度方向与手雷原飞行方向相反。
(2)爆炸
过程中增加的机械能
代入数据解得?
J
本题难度:简单
2、选择题 一艘小船的质量为M,船上站着一个质量为m的人,人和小船原处于静止状态,水对船的阻力忽略不计。当人从船尾向船头方向走过距离d(相对于船),小船后退的距离
A.
B.
C.
D.
参考答案:D
本题解析:设船对地的位移为s,则船相对地的位移为d-s,设人的位移为正值,则船的位移为负值,由平均动量守恒
,s=
本题难度:简单
3、简答题 (选修模块3-5)
(1)下列说法中正确的是______
A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
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.天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关
(2)
TH是不稳定的,能自发的发生衰变.
①完成TH衰变反应方程TH→Pa+______.
②TH衰变为Rn,经过______次α衰变,______次β衰变.
(3)1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.
①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
②求此过程中释放的核能.
参考答案:(1)A、康普顿效应进一步证实了光的粒子特性.故A错误.
B、为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化.故B正确.
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.故C正确.
D、天然放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定,与环境的温度无关.故D错误.
故选BC?
(2)由质量数和电荷数守恒知X为0-1e
设经过X次α衰变、Y次β衰变,则由234-222=4X,90-2X+Y=86,解得X=3,Y=2
(3):①设复核速度为v,由动量守恒得
m1v0=(m1+m2)v
解得v=m1m1+m2v0
②整个过程中质量亏损△m=m1+m2-m0-m3
由爱因斯坦质能方程△E=△mc2得
△E=(m1+m2-m0-m3)c2.
故答案为:(1)BC (2)0-1e,3,2
(3)①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为m1m1+m2v0
②此过程中释放的核能是(m1+m2-m0-m3)c2.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 (1)冰车原先在光滑的水平冰面上匀速滑行,若一人在冰车上先后向前和向后各抛出一个沙包,两沙包的质量和对地速度大小都相同,沙包都抛出去之后,冰车的速率与原来相比 (?)
A.增大了;? B.减少了? C.不变;? D.可能增大也可能减少.
(2)三个原子核X.Y.Z,X核放出一个正电子后变为Y核,Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(
),则下面说法正确的是?(?)
A.X核比Z核多一个质子? B.X核比Z核少一个中子
C.X核的质量数比Z核质量
参考答案:(1)A? (2)D
本题解析:(1)设沙包抛出的速度为
,根据动量守恒,
,可知抛出后冰车的速率
与原来的速率v相比,增大了
故选A
(2)设
,X核放出一个正电子后变为
,Y核与质子发生核反应后生成Z核,有
,可知X核比Z核多2个质子,故A错误
因为
,可知X核比Z核多一个中子,故B错误
X核的质量数比Z核质量数多3,故C错误
本题难度:一般
5、简答题 在光滑的水平面上沿直线按不同的间距依次排列着质量均为m的滑块,1、2、3、…(n-1)、n,滑块P的质量也为m.P从静止开始在大小为F的水平恒力作用下向右运动,经时间T与滑块1碰撞,碰撞后滑块便粘连在一起.以后每经过时间T就与下一滑块碰撞一次,每次碰撞后均粘连在一起,每次碰撞时间极短,每个物块都可简化为质点.求:
?
(1)第一次碰撞后瞬间的速度及第一次碰撞过程中产生的内能;
(2)发生第n次碰撞后瞬间的速度vn为多大;
(3)第n-1个滑块与第n个滑块间的距离sn-1.
参考答案:(1)
;(2)
;(3)
本题解析:(1)设第一次碰撞前瞬间P的速度为u1,根据动量定理,有
FT=mu1?①
则撞前瞬间的速度u1=
? ②
因碰撞时间极短,第一次碰撞后瞬间的速度为v1,根据动量定理,有
FT=2mv1? ③
则碰后瞬间速度v1=
? ④
第一次碰撞过程中产生的内能△E=
=
? ⑤
(2)因每次碰撞时间极短,对从开始到发生第n次碰撞后瞬间应用动量定理,有
FnT=(n+1)mvn? ⑥
解得vn=
? ⑦
(3)同理可以求出第(n-1)次碰后的速度vn-1=
? ⑧
对第n次碰撞前全过程应用动量定理
FnT=nmun? ⑨
解得un=
? ⑩(与n无关)
对n-1到n之间应用动能定理,有
Fsn-1=
解得sn-1=
本题难度:一般