(完整word)高中物理选修3-5课后习题答案及解释 下载本文

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=ΔP=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