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高中物理选修3-5课后习题答案及解释


冲量与动量 1.答案:0 详解:4*20 - 5*16,减号是因为两个冲量反向。 2.答案:A 详解: 因为二者动量都是正, 于是速度方向相同, 要保证二者相碰, 左边那个要去追右边的, 于是左球速度大,因为 B 质量大,于是 B 速度小,于是右球是 B. 碰后 A 动量是 2 kg?m/s 据动量守恒,B 动量是 10 kg?m/s.动量除以质量得到速度比。 3.答案:B 详解

:因为 A 在 B 后方嘛,碰后 A 会减速,B 会加速,于是 A 动量必然减小,根据动量守 恒,C 不可能,B 才对。 4.答案:BD 详解:冲量大小肯定是一样的。因为这就是作用力和反作用力的冲量。然而人质量小,于是 速度改变量大,于是人走得快。 D 说得很明确了,就是因为动量守恒,船必停。 5.答案:3588N 详解:先算落地速度,从 1.28 米高度落地,根据自由落体公式,速度是 5.0m/s (g 取 9.8) 然后落地速度减为 0,根据 Ft = m△v,F = 3000N。然后加上重力 588N 即可 6.答案:D 详解:冲量表征的是动量变化量。D 就是按定义判断的。 A 错,冲量和速度没什么关系。B 错,力作用时间未知。C 错,力作用时间和物体质量都未 知。 7.答案:D 详解:重物动量改变量不少,但是动量改变的时间大大延长了。不拉皮筋,动量瞬间变为 0, 有了皮筋,动量要过一会儿才减为 0.动量改变量不少,也就是受到的冲量不变。这么看,只 有 D 对。 8.答案:BD 详解:二者位移一样,然而上升过程阻力和重力都同向,下降过程阻力和重力反向,于是上 升过程加速度大,时间短,重力冲量小。比较速度改变量,因为回到抛出点速度必然小于初 速度,于是上升过程改变量大,上升过程合外力冲量大。C 项,重力方向不变,重力冲量方 向也不变,都是竖直向下。D 项空气阻力反向,于是冲量方向也是反向。 动量守恒定律及其应用 1. 答案:2.9m/s 详解,由系统动量守恒得:MV0 - m v′ = mv 于是 V0 可以算出是 2.9m/s

2.答案:D 详解:机械能必然不守恒,因为子弹和木块之间的作用摩擦生热。动量也不守恒,因为水平 方向系统是受到墙壁的作用力的。 3. 答案:ABD 详解:AB 严格符合动量守恒的条件。C 不行,因为系统水平方向受到墙的作用力。D 可以, 爆炸瞬间作用力极大,这一瞬间可以忽略其他比较小的力(比如重力) ,动量爆炸瞬间动量 守恒。 4.答案:CD 详解:t1 时刻弹簧压缩,这点很明显,t3 时刻之前,B 速度大于 A 速度,因此这段时间 B 和 A 之间的距离越拉越大,t3 时刻弹簧是拉伸的。AB 不对。 至于质量比,因为 t1 时刻二者速度都是 1m/s。于是可以根据动量守恒和初始条件,轻松求 得 C 对。 质量比由 C 项求出,t2 时刻速度比由图得出,于是动能比好算了,D 正确。 5.答案:BC 详解:a 未离开墙壁时,系统受到墙壁的水平力作用,动量不守恒。 A 离开墙后,系统水平方向不受外力,动量守恒很显然。 6. 答案:B 详解:列车原来做匀速直线运动,牵引力 F 等于摩擦力 f,f=k(m+M)g(k 为比例系数),因 此,整个列车所受的合外力等于零.尾部车厢脱钩后,每一部分所受摩擦力仍正比于它们的 重力.因此,如果把整个列车作为研究对象,脱钩前后所受合外力始终为零,在尾部车厢停 止前的任何一个瞬间,整个列车(前部+尾部)的动量应该守恒.考虑刚脱钩和尾部车厢刚停 止这两个瞬间,由(m+M)v0=0+Mv 得此时前部列车的速度为 7.答案:B 详解:全部的车和人,以及那个球,是一个系统,动量守恒。 现在系统分成了两部分, A 车和人, B 车和人和球。 现在两部分速度方向相反, 在相互远离。 明显前者质量小,于是根据动量守恒,前者速率大。 相互作用过程中的能量转化 1.答案:BC 详解:B 明显对,速度变化量就是 6 -(-6) = 12m/s。小球动能不变,因此 W 是 0. 2. 答案: 详解:(1)设 C 球与 B 球碰撞结成 D 时,D 的速度为 v1,由动量守恒定律有 mv0=2mv1 当弹簧压至最低时,D 与 A 有共同速度,设此速度为 v2,由动量守恒定律有 2mv1=3mv2 两式联立求得 A 的速度 v2= v0 (2)设弹簧长度被锁定后,储存在弹簧中的弹性势能为 Ep,由能量守恒有

Ep= ?2mv12- ?3mv22 撞击 P 后,A、D 均静止.解除锁定后,当弹簧刚恢复到原长时,弹性势能全部转为 D 球的动 能,设此时 D 的速度为 v3,由能量守恒有 2mv32=Ep 以后弹簧伸长,A 球离开挡板 P,当 A、D 速度相等时,弹簧伸长到最长,设此时 A、D 速 度为 v4,由动量守恒定律有 2mv3=3mv4 当弹簧最长时,弹性势能最大,设其为 Ep′,由能量守恒有? Ep′= ?2mv32- ?3mv42 联立以上各式,可得 Ep′= mv02 3. 答案:① 详解:炮艇(包括那个发出去的炮弹)作为一个系统动量守恒,在地面参考系中看,动量守 恒方程就是① 4.答案: (1)0.67m/s,向后(2)40N 详解: (1)用动量守恒:因为是在水面上,可以看成是在在水平方向上动量守恒. 0=(M-m)V-mv 将 M=120Kg,m=0.01Kg,v=800m/s 代入,求得 V≈0.67m/s. (2)由冲量的表达式:F*t=Δ P=MV-0. 将 M=120Kg,V=0.67m/s,t=2s 代入,求得 F=40N (因为子弹的质量相对 120kg 太小了,打掉子弹后质量的那一点儿损耗忽略不计) 5. 答案:D 详解:自由下落,那么二者相对静止。于是整个系统状态不变。 6. 答案:碰后球 1、球 2 的速度为零,球 3 速度为 v0. 详解:根据动量守恒中"速度交换"的结论,也就是当完全弹性碰撞的两个物体质量相同时, 一个物体碰后速度等于碰前另一个物体的速度,这就是速度交换。然后容易得出,第一次碰 撞,1 静止,2 速度是 v0,然后 2 立马和 3 碰撞,2 停下,3 速度是 v0 7.答案:BC 详解:根据动量守恒,可见最终子弹和木块速度都是 v/2。 子弹克服阻力会做功,它等于子弹动能的减少,这是根据动能定理。容易算,这个数是 系统机械能损失量,也就是系统内能增量,容易得出,是 木块动能增量,也就是冲击力对木块的功,是 于是 BC 正确 光的波粒二象性 1.答案:C 详解:光电子的最大初动能等于入射光的能量减去逸出功,是一种线性关系,但不是正比关 系,AB错;C正确;D绿光频率虽然比黄光高,但不能说明,黄光不能发生光电效应;

2.答案:C 详解:对比光的双缝干涉可以得出结论,微观粒子具有波动性; 3.答案:AD 详解:紫光频率比蓝光高,红光频率比蓝光低,A正确,B错误;锌版发生光电效应后,有 光电子飞出, 锌版缺少电子, 从而带上正电荷, 锌版又与验电器相连使验电器也带上正电荷, C错误,D正确; 4.答:0.99×10-19J 详解:逸出功 ,光电子的最大初动能 5. 答案:2×10-4 s 5×1015 个

6.答案:C 详解:增加绿光的照射强度,光电子的逸出效率提高,但是光电子的最大初动能取决于光子 能量和逸出功的差,还是绿光,这个能量不会发生变化,如果换成是紫光则,最大初动能增 大,但是光电子数目是否增加取决于照射强度; 7.答案:C 详解:激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽 化、 烧蚀或达到燃点, 同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质, 从而实现将工件割开。 8.答案:C 详解:光的波动性主要表现在干涉衍射上,波长越长,现象越明显;而光的波动性主要由光 电效应体现,波长越短,频率越高,粒子性越显著; 原子结构 1.答案:ACD 详解:卢瑟福的原子结构是核式结构。在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的 全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里, 带负电的电子在核外空间里绕着核旋转, 因 为α 粒子散射实验发现绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进, 少数α 粒子发生较 大偏转,极少数α 粒子偏转角超过了 90 度,有的甚至被弹回。所以卢瑟福才提出原子核式 结构模型 2.答案:AB 详解:理论的三条基本假设是: ①定态假设: 原子只能处于一系列不连续的能量的状态中, 在这些状态中原子是稳定的, 这些状态叫定态。 原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应, 原子的定 态是不连续的, 因此电子的可能轨道的分布也是不连续的, 电子在这些可能的轨道上的运动 是一种驻波形式的振动。 ②跃迁假设: 原子系统从一个定态过渡到另一个定态, 伴随着光辐射量子的发射和吸收。 辐射或吸收的光子的能量由这两种定态的能量差来决定,即 hν =|E 初-E 末|

③轨道量子化:电子绕核运动,其轨道半径不是任意的,只有电子在轨道上的角动量满 足下列条件的轨道才是可能的:mvr=nh/(2π ) (n=1,2,3...) 式中的 n 是正整数,称 为量子数。 3. 答案:10.2、-1.51

4 答案:ABE 详解:根据光谱产生的机制可分为发射光谱(原子从高能级向低能级跃迁时,向外辐射的光 波)和吸收光谱(原子从低能级向高能级跃迁时, 吸收某种频率的光波); 由光谱的外观特点又 可分为连续光谱和线状光谱。 其中线状光谱反映了物质对应的化学成分, 因此可用于光谱分 析.炽热的固体、液体或高压气体产生的发射光谱是连续光谱,而稀薄气体发光产生的发射 光谱是不连续的明线状光谱,可用于进行光谱分析 AB 正确;吸收光谱是连续光谱中某些波 长的光被吸收后产生的暗线状光谱,也属于线状光谱,可用于光谱分析;煤气灯火焰中燃烧 的钠蒸汽产生的光谱为明线状的发射光谱。吸收光谱中的谱线(暗线) ,也是原子的特征谱 线,只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少.C 错; 5. 答案:A 详解:碰撞后,汞的核外电子可能跃迁到高能级,根据能量守恒,跃迁到第二能级时吸收 4.9eV 的能量剩余 4.1eV;依次类推可知,跃迁到第三能级,剩余 1.3eV,跃迁到第四能级, 剩余 0.2eV,选 A

6.答案:C 7.答案:C 详解:根据波尔理论,量子数 n 越大,所处的能级越高,挣脱原子核束缚的能力也越强,能 量也越大。 8. 答案:6,12.75 详解:4 到 3,4 到 2,4 到 1,3 到 2,3 到 1,2 到 1,一共六种,能量最高的光子是有 4 到 1 产生的,


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