卷子答案网-一个不只有答案的网站浙江省湖州中学2019-2020学年高一下学期物理第一次阶段性测试（创新A班)试卷
一、选择题
1．（2020高一下·湖州月考）核反应方程 ，X所代表的粒子是（ ）
A． B． C． D．
2．（2020高一下·湖州月考）爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于（ ）
A．科学假说 B．控制变量 C．等效替代 D．数学归纳
3．（2019高二下·辽宁期中）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
4．（2020高一下·湖州月考）如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中错误的是（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线
C．图中原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
D．图中原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
5．下面列出的是一些核反应方程： → ＋X， ＋ → ＋Y， ＋ → ＋Z，其中( )
A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子
C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子
6．（2020高一下·湖州月考）如图，当电键 K 断开时，用光子能量为 2.5eV 的一束光照射阴极 P，发现电流表读数不为零。合上电键， 调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于 0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60V 时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（ ）
A．1.9eV B．0.6eV C．2.5eV D．3.1eV
7．（2020高一下·湖州月考）下列不属于卢瑟福原子核式结构理论的是（ ）
A．原子的中心有个核，叫做原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
8．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．图甲是氡衰变图，由图可知：氡的半衰期为 3. 8 天.若取 8 个氡原子核，经 7. 6 天 后就一定剩下 2 个原子核了
B．图乙是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用α 射线，探测器探测到的射线越强说明厚度越薄
C．图丙是电子朿穿过铝箔后的衍射图样，有力说明了德布罗意波的存在，证明了实物粒子也具有波动性
D．图丁是康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率v'比原来光子的频率v大
9．（2020高一下·湖州月考）如图甲是研究光电效应的电路图，将三束不同的可见光 a、b、c 分别从窗口射向阴极K，得到对应三条光电流与电压的关系图线 a、b、c，如图乙所示。下列结论正确的是（ ）
A．三束光分别照射 K 极时，射出光电子的最大初动能分別为 Eka、Ekb、Ekc； 其中 Eka最大，Ekc最小
B．分别利用这三束光做双缝干涉实验时（其他条件相同）， b 光产生的条纹间距最大
C．分别让这三朿光射入同一透明的玻璃介质，b 光在该介质中传播速度最大
D．将分别发出 a、b 这两种光的灯泡以同样方式分别安装在范围足够大的水池底部同一位置，在水面上有被照亮的圆面， b 光所对应的圆比a 光所对应的圆小
10．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律
B．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
C．天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的
D．镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变
11．（2020高一下·湖州月考）如图所示，质量均为 M 的 A、B 两木块从同一高度自由下落、当A 木块落至某一位置时被以速率为 v0 水平飞来的子弹击中（设子弹未穿出），子弹的质量为 m、则 A、B 两木块在空中运动的时间 tA、tB 的关系是（ ）
A．tA＝tB B．tA>tB C．tA
A．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据
B．考古专家测出某具骸骨lg碳样品中 的含量为活着的生物体lg碳样品中 含量的 ，已知 的半衰期为5730年，则该生物死亡时距今约11460年
C．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 → +x可以判断x为β射线
D．核反应堆利用石墨吸收中子控制核反应速度
13．（2020高一下·湖州月考）下列说法中正确的是（ ）
A．人类对原子核具有复杂的认识是从发现天然放射现象开始的
B．在热中子反应堆中，镉棒的作用是控制反应速度的
C．玻尔的原子理论能成功解释氢原子光谱的实验规律，也能很好地解释氦原子的光谱现象
D．在核反应 中， 与 的结合能之和比 结合能大
14．（2020高一下·湖州月考）在光滑的水平面上有质量相等的A、B两球，其动量分别为10kg· m/s与2kg· m/s，方向均向东，且定为正方向，A球在B球后，当A球追上B球时发生正碰，则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为（ ）
A．6kg· m/s，6kg· m/s B．－4kg· m/s，16kg· m/s
C．6kg· m/s，12kg· m/s D．3kg· m/s，9kg· m/s
15．（2020高一下·湖州月考）如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 和 的两物块 、 相连接，并静止在光滑的水平面上. 现使 瞬时获得水平向右的速度 ，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得（ ）
A．在 、 时刻两物块达到共同速度 ，且弹簧都是处于压缩状态
B．从 到 时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C．两物体的质量之比为
D．在 时刻 与 的动能之比为
16．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B． 衰变为 经过4次 衰，2次β衰变
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大
D．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大
17．（2020高一下·湖州月考）静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y．已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R．则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核Y的结合能为（mx-my-mα）c2
C．核Y在磁场中运动的半径为
D．核Y的动能为
二、非选择题
18．（2020高一下·湖州月考）
（1）质量为M 的火箭原来以速率为 v0飞行在太空中，现在突然喷出一份质量为Dm 的气体，喷出的气体相对于火箭的速率是 v，则喷气后火箭的速率为 ；
（2）如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两辆完全相同的小车，质量都为M=1.0kg，乙车内用轻绳吊一质量为m=0.5kg 的小球。当乙车静止时，甲车以速度 v 与乙车相碰，若碰撞时间极短，且碰后两车连为一体，则碰后瞬间两车的共同速度为 。当小球摆到最高点时，车的速度为 ；
（3）如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了θ角，它的动量变化的大小为 ；
（4）用如图装置做探究碰撞中的不变量实验，下列说法正确的是（______）
A．在实验前，必须把长木板的一端垫高，使 A 能拖着纸带匀速下行
B．A、B 两辆小车的质量必须相等
C．A、B 碰撞后必须保证
A．B 以共同速度一起运动 D．小车 A 必须从紧靠打点计时器的位置无初速度释放
19．（2020高一下·湖州月考）如图甲所示，静止在匀强磁场中的 核俘获一个速度为 v0＝7.7×104m/s 的中子而发生核反应，即 ，若已知 的速度大小v2＝2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：
（1） 的速度大小和方向；
（2）在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；
（3）当 旋转三周时，粒子 旋转几周？
20．（2020高一下·湖州月考）五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为0.5m，质量为 0.6 kg。在第一块长木板的最左端放置一质量为 0.98 kg 的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为 0.2，长木板与地面间的动摩擦因数为 0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为 0.02 kg 的子弹以的 150 m/s水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g 取
10 m/s2。
（1）分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动；
（2）求长木板开始在地面上滑动后达到的最大速度；
（3）求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离。
21．（2020高一下·湖州月考）如图所示是研究光电效应的实验电路示意图，M、N 为两正对的半径为 R 的金属圆形板，板间距为 d。当一细束频率为v的光照 N 极板圆心时，产生沿不同方向运动的光电子。调节滑片P 改变两板间电压，发现当电压表示数为Uc 时，检流计示数恰好为零。假设光电子只从极板圆心处发出，忽略场的边界效应（已知普朗克常量为 h，电子电量为 e，电子质量为m，）
（1）求金属板的逸出功；
（2）若交换电源正负极，调节滑片P逐渐增大两板间电压，求电流达到饱和时的最小电压；
（3）断开开关，在两板间半径为 R 的柱形区域内加上方向垂直纸面的匀强磁场。若板间距离d 可以在 R 到 3R之间变化，求电流为零时B的最小值与d 的关系式。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】根据质量数守恒：4+14-17=1，知X的质量数为1，
由核电荷数守恒得：2+7-8=1，知X的核电荷数为1，
分析知：X为 。
故答案为：C
【分析】核反应均遵守质量数和核电荷数守恒，由此即可解出答案。
2．【答案】A
【知识点】控制变量法；假设法；等效法
【解析】【解答】爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说，BCD不符合题意，A符合题意．
故答案为：A．
【分析】物理学中用到的试验方法有很多，质点和点电荷是同一种思想方法，加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量，重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想，结合选项分析即可。
3．【答案】A,B
【知识点】光的波粒二象性
【解析】【解答】A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A不符合题意；
B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B符合题意；
C．黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C不符合题意；
D．根据 可知质子和电子的质量不同，所以动量不相等，根据德布罗意波长公式 ，则质子和电子的德布罗意波不相等，D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】黑体辐射可以利用能量子假说解释；动能定理的质子和电子动量不相等所以波长不相等。
4．【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】（1） 粒子散射实验否定了汤姆逊提出的“枣糕”原子模型，逐步意识到原子是空心的结构．在卢瑟福 粒子散射实验中，绝大多数 粒子的运动方向几乎不变，只有极少数 粒子发生了大角度散射，因此卢瑟福提出了原子的核式结构模型，极好的解释了这个现象，A选项正确；（2）天然放射性元素的衰变过程中电荷数守恒，质量数守恒，放出射线有 ， ， 三种．其中只有 射线不带电，则它在磁场中运动一定不发生偏转，B项正确；（3）核聚变必须借助超高温高压才能发生，但在核聚变的过程中，有质量亏损，会放出核能，因此C项错误；（4）核裂变过程也会放出核能，D符合题意；
故答案为：C．
【分析】物体发生核裂变或核聚变，前后发生质量亏损，亏损的质量转变成了能量释放出来，利用E=mc2求解即可。
5．【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确．
【分析】核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒可得。
6．【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ekm
由光电效应方程：Ekm=hν-W0
由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV
所以材料的逸出功为1.9eV。
故答案为：A。
【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。
7．【答案】B
【知识点】原子的核式结构
【解析】【解答】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，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子在核外绕原子核旋转。
故答案为：B。
【分析】任何原子的结构都差不多，都是由很小的原子核和核外电子组成，原子核对α粒子的散射程度很大，电子部分对粒子几乎没有影响。
8．【答案】C
【知识点】光的波粒二象性
【解析】【解答】A． 半衰期的对大量原子核的衰变的统计规律，对于少量是不成立的，A不符合题意；
B． 根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用β射线；B不符合题意；
C． 根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，有力说明了德布罗意波的存在，证明了实物粒子也具有波动性。C符合题意；
D． 康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率ν′比原来光子的频率ν小，说明了光子具有粒子性。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】一切物体都具有波粒二象性，只不过对于宏观物体，物体的粒子性很强，波动性很弱；对于微观粒子正好相反。
9．【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A． 当光电流为零时，光电管两端的电压为遏止电压，对应光的频率为截止频率，由
入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，a光、c光的遏止电压相等，A光、c光的频率相等，它们的最大初动能也相等，而b光的频率最大，产生的光电子的最大初动能最大，A不符合题意；
B． b光的频率最大，由波长与频率关系 可知，b光的波长最短。根据双缝干涉条纹的公式： ，b光的条纹间距最小。B不符合题意；
C． b光的频率最大，则对同一透明的玻璃介质的折射率最大，由： 可知，b光在该介质中传播速度最小，C不符合题意；
D． b对同一透明的玻璃介质的折射率最大，由： 可知，b对水的临界角最小，所以若将分别发出a、b这两种光的灯泡以同样方式分别安装在范围足够大的水池底部同一位置，在水面上有被照亮的圆面，b光所对应的圆比a光所对应的圆小，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】对于一种材料的光电特性，结合图像以及图像对应的函数Ekm=hν﹣W，结合选项分析求解即可。
10．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，A符合题意；
B． 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，B不符合题意；
C． β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，C不符合题意；
D． 半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
11．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】当A木块落至某一位置时被水平飞来的子弹很快地击中，水平方向动量守恒，即A会获得水平方向的分速度；而子弹此时竖直方向速度为零，要从零加速到与A具有相同的速度，需受到A向下的作用力，根据牛顿第三定律A会受到子弹给的向上的作用力，则向下的加速度会减小，小于B的加速度，A下落时间较长一些；
故答案为：B。
【分析】物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据水平方向的位移求解初速度。
12．【答案】B,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A． 原子的特征谱线说明原子只能处于不连续的、分立的能级上，是原子具有分立能级的有力证据。A不符合题意；
B． 考古专家测出某具骸骨lg碳样品中 的含量为活着的生物体lg碳样品中 含量的 ，经过2个半衰期，故该生物死亡时距今约11460年，B符合题意；
C． 根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为-1，质量数为0，可知x为电子。C符合题意；
D． 镉具有很大的中子吸收界面，所以用来吸收裂变产生的中子。D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
13．【答案】A,C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变与核聚变
【解析】【解答】A． 人们认识到原子核有复杂的结构是从天然放射现象开始。A符合题意；
B． 在核电站中利用镉棒吸收中子，控制链式反应的速度，但目前的核电站都是利用裂变反应，不是热中子反应堆中。B不符合题意；
C． 玻尔的原子理论能成功解释氢原子光谱的实验规律，也能很好地解释氦原子的光谱现象。C符合题意；
D． 在核反应 中释放能量，所以， 与 的结合能之和比 结合能大，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】当电子由低能级跃迁到高能级时，电子需要吸收能量，当电子由高能级跃迁到低能级时，电子需要释放能量，结合公式求解产生或吸收光子的频率。
14．【答案】A,D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】由题意A、B两球动量分别为10kg m/s与2kg m/s，且A球能追上B球并发生碰撞可知，A球的初速度大于B球，碰撞前的总动量为P=12kg m/s．设两个小球的质量均为m，则碰撞前总动能为： .
A、总动量满足守恒．碰撞后总动能为 ,可见碰撞过程总动能减小，是可能的，A符合题意；
B、碰撞后的总动量为-4kg m/s+16kgm/s=12kg m/s，符合动量守恒．碰撞后总动能为 ，碰撞过程动能出现增大，不符合能量守恒定律，B不符合题意；
C、碰撞后的总动量为6kg m/s+12kg m/s=18kg m/s，不满足动量守恒定律．C不符合题意；
D、碰撞后的总动量为3kgm/s+9kgm/s=12kg m/s，满足动量守恒定律．碰撞后总动能为 ，总动能不增加，是可能的，D符合题意．
故答案为：AD．
【分析】两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可。
15．【答案】C,D
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【解答】由图可知t1到t3时间内两物块之间的距离逐渐增大，t3时刻达到共同速度，此时弹性势能最大，弹簧处于伸长状态，A不符合题意；结合图象弄清两物块的运动过程，开始时m1逐渐减速，m2逐渐加速，弹簧被压缩，t1时刻二者速度相等，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最厉害，然后弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当t3时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长，B不符合题意；系统动量守恒，选择开始到t1时刻列方程可知：m1v1=（m1+m2）v2，将v1=3m/s，v2=1m/s代入得：m1：m2=1：2，C符合题意；在t2时刻A的速度为：vA=1m/s，B的速度为：vB=2m/s，根据m1：m2=1：2，求出Ek1：Ek2=1：8，D符合题意．
故答案为：CD．
【分析】对于这类弹簧问题注意用动态思想认真分析物体的运动过程，注意过程中的功能转化关系；解答时注意动量守恒和机械能守恒列式分析，同时根据图象，分析清楚物体的运动情况．
16．【答案】B,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与核子多少无关，A不符合题意；
B、 衰变为 经过，质量数减少16，质子数减少6，而一次α衰变，质子数减2，质量数减4，一次β衰变，质子数增加1，质量数不变，所以是4次α衰变，2次β衰变，B符合题意；
C、当线圈两端电势差也最大时，电流变化率最大，电流为0，C不符合题意；
D、狭缝变窄，使得 变小，根据不确定关系，则 变大，D符合题意；
故答案为：BD．
【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
17．【答案】A,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程可表示为 ，A符合题意；
B．此反应中放出的总能量为： E=（mx-my-mα）c2，可知核Y的结合能不等于（mx-my-mα）c2，B不符合题意；
C．根据半径公式 ，又mv=P（动量），则得 ，在衰变过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律得：0=PY-Pα，则PY=Pα， 得半径之比为 ，则核Y在磁场中运动的半径为 ，C符合题意；
D．两核的动能之比： ，因 ，解得 ，D不符合题意．
故答案为：AC
【分析】物体发生核裂变或核聚变，前后发生质量亏损，亏损的质量转变成了能量释放出来，利用E=mc2求解即可。
18．【答案】（1）
（2）；
（3）
（4）A
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)以火箭和喷出的气体为研究对象，以火箭飞行的方向为正方向，由动量守恒定律得：
解得： (2)甲车与乙车相碰是在极短时间内发生的过程，两者（不包括乙车中的小球）动量守恒Mv=2Mv1
解得：
此时乙车中悬挂的小球速度为零．然后在绳的拉力作用下，小球和甲、乙车的速度发生变化，三者组成的系统在水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒．又根据运动情景分析可知，当小球运动到最高点的瞬间，车和球相对静止，设速度为v2，那么
解得： (3)如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了θ角，根据矢量合成可知，两动量合成等腰三角形，根据几何关系可知，动量变化量大小为 。(4)A．根据动量守恒的条件可知，本实验需要平衡摩擦力，故在实验前，必须把长木板的一端垫高，使A能拖着纸带匀速下行，A符合题意；
B． 本实验中对A、B两辆小车的质量无特殊要求，B不符合题意；
C． 为了得出动量守恒的表达式，A、B碰撞后必须保证A、B以共同速度一起运动，C符合题意；
D． 碰撞前小车A应有速度，故小车A在手推动下开始运动，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】（1）（2）两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
（3）结合物体速度的变化量，利用动量公式P=mv 求解动量即可；
（4）释放小车时，小车应该靠近打点计时器释放。
19．【答案】（1）解： 核俘获中子的过程，系统动量守恒，设中子质量为mn， 的质量为mH，α粒子的质量为mα．则mnv0=mHv1+mαv2
即：
负号表示跟v0的方向相反
（2）解：两个粒子都做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由 得：
在磁场中半径之比为
（3）解：运动周期为：
则 ，
设α粒子转3周的时间内，反冲核旋转n周，则有n TH=3Ta
代入数据得：
n=2周
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）两个粒子组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
（2）带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，结合两个粒子质量和电量的关系，利用向心力公式比较半径、速度、运动时间和洛伦兹力的大小关系；
（3）结合向心力公式求解粒子的周期即可。
20．【答案】（1）解：由题意子弹、小物块、长木板的质量分别为m0、m、M，子弹的初速度为v0，子弹击中小物块后二者的共同速度为v1，由动量守恒定律得：
子弹击中小物块后物块的质量为M′，且M′=m+m0
设当物块滑至第n块木板时，木板才开始运动，则满足：μ1M′g＞μ2[M′+（6-n）M]g
其中μ1、μ2分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数。解得n＞4.3
即物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动。
（2）解：设物块刚滑上第五块木板时的速度为v2，每块木板的长度为L，由动能定理
解得v2=1m/s
物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，设经历时间t，物块与木板能获得相同的速度v3，由动量定理
解得最大速度为v3=0.25m/s
（3）解：在物块滑上第五块板到共速过程中，物块发生的位移为s1，由动能定理
解得
即物块与木板获得0.25m/s的共同速度，之后整体向前匀减速运动s2后静止，由动能定理
解得
所以物块总共发生的位移
【知识点】动能定理的综合应用；动量守恒定律
【解析】【分析】（1）物体和木板组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
（2）同理，两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可。
（3）对物体进行受力分析，结合动能定理求解物体的移动距离即可。
21．【答案】（1）解：当电压为Uc，电流为零时有：
解得逸出功：
（2）解：电子做类平抛运动R=vt，
由牛顿第二定律，则有
解得：
（3）解：由题意知根据洛伦兹力提供向心力：
解得： ，d=2r
解得：
【知识点】光电效应
【解析】【分析】（1）同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大，有无电子溢出，只与光的频率有关，与光强无关，有电子溢出时，光强越大，溢出的电子就越多；
（2）对粒子进行受力分析，利用牛顿第二定律求解电压即可；
（3）带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，根据磁场方向、电性和运动方向确定粒子的运动轨迹，结合向心力公式求解磁感应强度。
浙江省湖州中学2019-2020学年高一下学期物理第一次阶段性测试（创新A班)试卷
一、选择题
1．（2020高一下·湖州月考）核反应方程 ，X所代表的粒子是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】根据质量数守恒：4+14-17=1，知X的质量数为1，
由核电荷数守恒得：2+7-8=1，知X的核电荷数为1，
分析知：X为 。
故答案为：C
【分析】核反应均遵守质量数和核电荷数守恒，由此即可解出答案。
2．（2020高一下·湖州月考）爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于（ ）
A．科学假说 B．控制变量 C．等效替代 D．数学归纳
【答案】A
【知识点】控制变量法；假设法；等效法
【解析】【解答】爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说，BCD不符合题意，A符合题意．
故答案为：A．
【分析】物理学中用到的试验方法有很多，质点和点电荷是同一种思想方法，加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量，重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想，结合选项分析即可。
3．（2019高二下·辽宁期中）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
【答案】A,B
【知识点】光的波粒二象性
【解析】【解答】A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A不符合题意；
B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B符合题意；
C．黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C不符合题意；
D．根据 可知质子和电子的质量不同，所以动量不相等，根据德布罗意波长公式 ，则质子和电子的德布罗意波不相等，D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】黑体辐射可以利用能量子假说解释；动能定理的质子和电子动量不相等所以波长不相等。
4．（2020高一下·湖州月考）如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中错误的是（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线
C．图中原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
D．图中原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】（1） 粒子散射实验否定了汤姆逊提出的“枣糕”原子模型，逐步意识到原子是空心的结构．在卢瑟福 粒子散射实验中，绝大多数 粒子的运动方向几乎不变，只有极少数 粒子发生了大角度散射，因此卢瑟福提出了原子的核式结构模型，极好的解释了这个现象，A选项正确；（2）天然放射性元素的衰变过程中电荷数守恒，质量数守恒，放出射线有 ， ， 三种．其中只有 射线不带电，则它在磁场中运动一定不发生偏转，B项正确；（3）核聚变必须借助超高温高压才能发生，但在核聚变的过程中，有质量亏损，会放出核能，因此C项错误；（4）核裂变过程也会放出核能，D符合题意；
故答案为：C．
【分析】物体发生核裂变或核聚变，前后发生质量亏损，亏损的质量转变成了能量释放出来，利用E=mc2求解即可。
5．下面列出的是一些核反应方程： → ＋X， ＋ → ＋Y， ＋ → ＋Z，其中( )
A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子
C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确．
【分析】核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒可得。
6．（2020高一下·湖州月考）如图，当电键 K 断开时，用光子能量为 2.5eV 的一束光照射阴极 P，发现电流表读数不为零。合上电键， 调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于 0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60V 时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（ ）
A．1.9eV B．0.6eV C．2.5eV D．3.1eV
【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ekm
由光电效应方程：Ekm=hν-W0
由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV
所以材料的逸出功为1.9eV。
故答案为：A。
【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。
7．（2020高一下·湖州月考）下列不属于卢瑟福原子核式结构理论的是（ ）
A．原子的中心有个核，叫做原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
【答案】B
【知识点】原子的核式结构
【解析】【解答】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，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子在核外绕原子核旋转。
故答案为：B。
【分析】任何原子的结构都差不多，都是由很小的原子核和核外电子组成，原子核对α粒子的散射程度很大，电子部分对粒子几乎没有影响。
8．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．图甲是氡衰变图，由图可知：氡的半衰期为 3. 8 天.若取 8 个氡原子核，经 7. 6 天 后就一定剩下 2 个原子核了
B．图乙是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用α 射线，探测器探测到的射线越强说明厚度越薄
C．图丙是电子朿穿过铝箔后的衍射图样，有力说明了德布罗意波的存在，证明了实物粒子也具有波动性
D．图丁是康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率v'比原来光子的频率v大
【答案】C
【知识点】光的波粒二象性
【解析】【解答】A． 半衰期的对大量原子核的衰变的统计规律，对于少量是不成立的，A不符合题意；
B． 根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用β射线；B不符合题意；
C． 根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，有力说明了德布罗意波的存在，证明了实物粒子也具有波动性。C符合题意；
D． 康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率ν′比原来光子的频率ν小，说明了光子具有粒子性。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】一切物体都具有波粒二象性，只不过对于宏观物体，物体的粒子性很强，波动性很弱；对于微观粒子正好相反。
9．（2020高一下·湖州月考）如图甲是研究光电效应的电路图，将三束不同的可见光 a、b、c 分别从窗口射向阴极K，得到对应三条光电流与电压的关系图线 a、b、c，如图乙所示。下列结论正确的是（ ）
A．三束光分别照射 K 极时，射出光电子的最大初动能分別为 Eka、Ekb、Ekc； 其中 Eka最大，Ekc最小
B．分别利用这三束光做双缝干涉实验时（其他条件相同）， b 光产生的条纹间距最大
C．分别让这三朿光射入同一透明的玻璃介质，b 光在该介质中传播速度最大
D．将分别发出 a、b 这两种光的灯泡以同样方式分别安装在范围足够大的水池底部同一位置，在水面上有被照亮的圆面， b 光所对应的圆比a 光所对应的圆小
【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A． 当光电流为零时，光电管两端的电压为遏止电压，对应光的频率为截止频率，由
入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，a光、c光的遏止电压相等，A光、c光的频率相等，它们的最大初动能也相等，而b光的频率最大，产生的光电子的最大初动能最大，A不符合题意；
B． b光的频率最大，由波长与频率关系 可知，b光的波长最短。根据双缝干涉条纹的公式： ，b光的条纹间距最小。B不符合题意；
C． b光的频率最大，则对同一透明的玻璃介质的折射率最大，由： 可知，b光在该介质中传播速度最小，C不符合题意；
D． b对同一透明的玻璃介质的折射率最大，由： 可知，b对水的临界角最小，所以若将分别发出a、b这两种光的灯泡以同样方式分别安装在范围足够大的水池底部同一位置，在水面上有被照亮的圆面，b光所对应的圆比a光所对应的圆小，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】对于一种材料的光电特性，结合图像以及图像对应的函数Ekm=hν﹣W，结合选项分析求解即可。
10．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律
B．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
C．天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的
D．镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，A符合题意；
B． 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，B不符合题意；
C． β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，C不符合题意；
D． 半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
11．（2020高一下·湖州月考）如图所示，质量均为 M 的 A、B 两木块从同一高度自由下落、当A 木块落至某一位置时被以速率为 v0 水平飞来的子弹击中（设子弹未穿出），子弹的质量为 m、则 A、B 两木块在空中运动的时间 tA、tB 的关系是（ ）
A．tA＝tB B．tA>tB C．tA
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】当A木块落至某一位置时被水平飞来的子弹很快地击中，水平方向动量守恒，即A会获得水平方向的分速度；而子弹此时竖直方向速度为零，要从零加速到与A具有相同的速度，需受到A向下的作用力，根据牛顿第三定律A会受到子弹给的向上的作用力，则向下的加速度会减小，小于B的加速度，A下落时间较长一些；
故答案为：B。
【分析】物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据水平方向的位移求解初速度。
12．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据
B．考古专家测出某具骸骨lg碳样品中 的含量为活着的生物体lg碳样品中 含量的 ，已知 的半衰期为5730年，则该生物死亡时距今约11460年
C．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 → +x可以判断x为β射线
D．核反应堆利用石墨吸收中子控制核反应速度
【答案】B,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A． 原子的特征谱线说明原子只能处于不连续的、分立的能级上，是原子具有分立能级的有力证据。A不符合题意；
B． 考古专家测出某具骸骨lg碳样品中 的含量为活着的生物体lg碳样品中 含量的 ，经过2个半衰期，故该生物死亡时距今约11460年，B符合题意；
C． 根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为-1，质量数为0，可知x为电子。C符合题意；
D． 镉具有很大的中子吸收界面，所以用来吸收裂变产生的中子。D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
13．（2020高一下·湖州月考）下列说法中正确的是（ ）
A．人类对原子核具有复杂的认识是从发现天然放射现象开始的
B．在热中子反应堆中，镉棒的作用是控制反应速度的
C．玻尔的原子理论能成功解释氢原子光谱的实验规律，也能很好地解释氦原子的光谱现象
D．在核反应 中， 与 的结合能之和比 结合能大
【答案】A,C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变与核聚变
【解析】【解答】A． 人们认识到原子核有复杂的结构是从天然放射现象开始。A符合题意；
B． 在核电站中利用镉棒吸收中子，控制链式反应的速度，但目前的核电站都是利用裂变反应，不是热中子反应堆中。B不符合题意；
C． 玻尔的原子理论能成功解释氢原子光谱的实验规律，也能很好地解释氦原子的光谱现象。C符合题意；
D． 在核反应 中释放能量，所以， 与 的结合能之和比 结合能大，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】当电子由低能级跃迁到高能级时，电子需要吸收能量，当电子由高能级跃迁到低能级时，电子需要释放能量，结合公式求解产生或吸收光子的频率。
14．（2020高一下·湖州月考）在光滑的水平面上有质量相等的A、B两球，其动量分别为10kg· m/s与2kg· m/s，方向均向东，且定为正方向，A球在B球后，当A球追上B球时发生正碰，则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为（ ）
A．6kg· m/s，6kg· m/s B．－4kg· m/s，16kg· m/s
C．6kg· m/s，12kg· m/s D．3kg· m/s，9kg· m/s
【答案】A,D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】由题意A、B两球动量分别为10kg m/s与2kg m/s，且A球能追上B球并发生碰撞可知，A球的初速度大于B球，碰撞前的总动量为P=12kg m/s．设两个小球的质量均为m，则碰撞前总动能为： .
A、总动量满足守恒．碰撞后总动能为 ,可见碰撞过程总动能减小，是可能的，A符合题意；
B、碰撞后的总动量为-4kg m/s+16kgm/s=12kg m/s，符合动量守恒．碰撞后总动能为 ，碰撞过程动能出现增大，不符合能量守恒定律，B不符合题意；
C、碰撞后的总动量为6kg m/s+12kg m/s=18kg m/s，不满足动量守恒定律．C不符合题意；
D、碰撞后的总动量为3kgm/s+9kgm/s=12kg m/s，满足动量守恒定律．碰撞后总动能为 ，总动能不增加，是可能的，D符合题意．
故答案为：AD．
【分析】两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可。
15．（2020高一下·湖州月考）如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 和 的两物块 、 相连接，并静止在光滑的水平面上. 现使 瞬时获得水平向右的速度 ，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得（ ）
A．在 、 时刻两物块达到共同速度 ，且弹簧都是处于压缩状态
B．从 到 时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C．两物体的质量之比为
D．在 时刻 与 的动能之比为
【答案】C,D
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【解答】由图可知t1到t3时间内两物块之间的距离逐渐增大，t3时刻达到共同速度，此时弹性势能最大，弹簧处于伸长状态，A不符合题意；结合图象弄清两物块的运动过程，开始时m1逐渐减速，m2逐渐加速，弹簧被压缩，t1时刻二者速度相等，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最厉害，然后弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当t3时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长，B不符合题意；系统动量守恒，选择开始到t1时刻列方程可知：m1v1=（m1+m2）v2，将v1=3m/s，v2=1m/s代入得：m1：m2=1：2，C符合题意；在t2时刻A的速度为：vA=1m/s，B的速度为：vB=2m/s，根据m1：m2=1：2，求出Ek1：Ek2=1：8，D符合题意．
故答案为：CD．
【分析】对于这类弹簧问题注意用动态思想认真分析物体的运动过程，注意过程中的功能转化关系；解答时注意动量守恒和机械能守恒列式分析，同时根据图象，分析清楚物体的运动情况．
16．（2020高一下·湖州月考）下列说法正确的是（ ）
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B． 衰变为 经过4次 衰，2次β衰变
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大
D．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大
【答案】B,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与核子多少无关，A不符合题意；
B、 衰变为 经过，质量数减少16，质子数减少6，而一次α衰变，质子数减2，质量数减4，一次β衰变，质子数增加1，质量数不变，所以是4次α衰变，2次β衰变，B符合题意；
C、当线圈两端电势差也最大时，电流变化率最大，电流为0，C不符合题意；
D、狭缝变窄，使得 变小，根据不确定关系，则 变大，D符合题意；
故答案为：BD．
【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
17．（2020高一下·湖州月考）静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y．已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R．则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核Y的结合能为（mx-my-mα）c2
C．核Y在磁场中运动的半径为
D．核Y的动能为
【答案】A,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程可表示为 ，A符合题意；
B．此反应中放出的总能量为： E=（mx-my-mα）c2，可知核Y的结合能不等于（mx-my-mα）c2，B不符合题意；
C．根据半径公式 ，又mv=P（动量），则得 ，在衰变过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律得：0=PY-Pα，则PY=Pα， 得半径之比为 ，则核Y在磁场中运动的半径为 ，C符合题意；
D．两核的动能之比： ，因 ，解得 ，D不符合题意．
故答案为：AC
【分析】物体发生核裂变或核聚变，前后发生质量亏损，亏损的质量转变成了能量释放出来，利用E=mc2求解即可。
二、非选择题
18．（2020高一下·湖州月考）
（1）质量为M 的火箭原来以速率为 v0飞行在太空中，现在突然喷出一份质量为Dm 的气体，喷出的气体相对于火箭的速率是 v，则喷气后火箭的速率为 ；
（2）如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两辆完全相同的小车，质量都为M=1.0kg，乙车内用轻绳吊一质量为m=0.5kg 的小球。当乙车静止时，甲车以速度 v 与乙车相碰，若碰撞时间极短，且碰后两车连为一体，则碰后瞬间两车的共同速度为 。当小球摆到最高点时，车的速度为 ；
（3）如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了θ角，它的动量变化的大小为 ；
（4）用如图装置做探究碰撞中的不变量实验，下列说法正确的是（______）
A．在实验前，必须把长木板的一端垫高，使 A 能拖着纸带匀速下行
B．A、B 两辆小车的质量必须相等
C．A、B 碰撞后必须保证
A．B 以共同速度一起运动 D．小车 A 必须从紧靠打点计时器的位置无初速度释放
【答案】（1）
（2）；
（3）
（4）A
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)以火箭和喷出的气体为研究对象，以火箭飞行的方向为正方向，由动量守恒定律得：
解得： (2)甲车与乙车相碰是在极短时间内发生的过程，两者（不包括乙车中的小球）动量守恒Mv=2Mv1
解得：
此时乙车中悬挂的小球速度为零．然后在绳的拉力作用下，小球和甲、乙车的速度发生变化，三者组成的系统在水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒．又根据运动情景分析可知，当小球运动到最高点的瞬间，车和球相对静止，设速度为v2，那么
解得： (3)如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了θ角，根据矢量合成可知，两动量合成等腰三角形，根据几何关系可知，动量变化量大小为 。(4)A．根据动量守恒的条件可知，本实验需要平衡摩擦力，故在实验前，必须把长木板的一端垫高，使A能拖着纸带匀速下行，A符合题意；
B． 本实验中对A、B两辆小车的质量无特殊要求，B不符合题意；
C． 为了得出动量守恒的表达式，A、B碰撞后必须保证A、B以共同速度一起运动，C符合题意；
D． 碰撞前小车A应有速度，故小车A在手推动下开始运动，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】（1）（2）两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
（3）结合物体速度的变化量，利用动量公式P=mv 求解动量即可；
（4）释放小车时，小车应该靠近打点计时器释放。
19．（2020高一下·湖州月考）如图甲所示，静止在匀强磁场中的 核俘获一个速度为 v0＝7.7×104m/s 的中子而发生核反应，即 ，若已知 的速度大小v2＝2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：
（1） 的速度大小和方向；
（2）在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；
（3）当 旋转三周时，粒子 旋转几周？
【答案】（1）解： 核俘获中子的过程，系统动量守恒，设中子质量为mn， 的质量为mH，α粒子的质量为mα．则mnv0=mHv1+mαv2
即：
负号表示跟v0的方向相反
（2）解：两个粒子都做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由 得：
在磁场中半径之比为
（3）解：运动周期为：
则 ，
设α粒子转3周的时间内，反冲核旋转n周，则有n TH=3Ta
代入数据得：
n=2周
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）两个粒子组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
（2）带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，结合两个粒子质量和电量的关系，利用向心力公式比较半径、速度、运动时间和洛伦兹力的大小关系；
（3）结合向心力公式求解粒子的周期即可。
20．（2020高一下·湖州月考）五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为0.5m，质量为 0.6 kg。在第一块长木板的最左端放置一质量为 0.98 kg 的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为 0.2，长木板与地面间的动摩擦因数为 0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为 0.02 kg 的子弹以的 150 m/s水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g 取
10 m/s2。
（1）分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动；
（2）求长木板开始在地面上滑动后达到的最大速度；
（3）求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离。
【答案】（1）解：由题意子弹、小物块、长木板的质量分别为m0、m、M，子弹的初速度为v0，子弹击中小物块后二者的共同速度为v1，由动量守恒定律得：
子弹击中小物块后物块的质量为M′，且M′=m+m0
设当物块滑至第n块木板时，木板才开始运动，则满足：μ1M′g＞μ2[M′+（6-n）M]g
其中μ1、μ2分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数。解得n＞4.3
即物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动。
（2）解：设物块刚滑上第五块木板时的速度为v2，每块木板的长度为L，由动能定理
解得v2=1m/s
物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，设经历时间t，物块与木板能获得相同的速度v3，由动量定理
解得最大速度为v3=0.25m/s
（3）解：在物块滑上第五块板到共速过程中，物块发生的位移为s1，由动能定理
解得
即物块与木板获得0.25m/s的共同速度，之后整体向前匀减速运动s2后静止，由动能定理
解得
所以物块总共发生的位移
【知识点】动能定理的综合应用；动量守恒定律
【解析】【分析】（1）物体和木板组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
（2）同理，两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可。
（3）对物体进行受力分析，结合动能定理求解物体的移动距离即可。
21．（2020高一下·湖州月考）如图所示是研究光电效应的实验电路示意图，M、N 为两正对的半径为 R 的金属圆形板，板间距为 d。当一细束频率为v的光照 N 极板圆心时，产生沿不同方向运动的光电子。调节滑片P 改变两板间电压，发现当电压表示数为Uc 时，检流计示数恰好为零。假设光电子只从极板圆心处发出，忽略场的边界效应（已知普朗克常量为 h，电子电量为 e，电子质量为m，）
（1）求金属板的逸出功；
（2）若交换电源正负极，调节滑片P逐渐增大两板间电压，求电流达到饱和时的最小电压；
（3）断开开关，在两板间半径为 R 的柱形区域内加上方向垂直纸面的匀强磁场。若板间距离d 可以在 R 到 3R之间变化，求电流为零时B的最小值与d 的关系式。
【答案】（1）解：当电压为Uc，电流为零时有：
解得逸出功：
（2）解：电子做类平抛运动R=vt，
由牛顿第二定律，则有
解得：
（3）解：由题意知根据洛伦兹力提供向心力：
解得： ，d=2r
解得：
【知识点】光电效应
【解析】【分析】（1）同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大，有无电子溢出，只与光的频率有关，与光强无关，有电子溢出时，光强越大，溢出的电子就越多；
（2）对粒子进行受力分析，利用牛顿第二定律求解电压即可；
（3）带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，根据磁场方向、电性和运动方向确定粒子的运动轨迹，结合向心力公式求解磁感应强度。
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