2016浙江版高考物理复习高考12题:第12题选修3-5模块预测题型2计算题练习含答案
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预测题型2计算题练习
1.(2015·武汉四月调研)用质子流轰击固态重水D2O,当质子和重水中氘核发生碰撞时,系统损失动能如果达到核反应所需要能量,将发生生成32He核核反应.
(1)写出质子流轰击固态重水D2O核反应方程;
(2)当质子具有最小动能E1=1.4 MeV时,用质子流轰击固态重水D2O(认为氘核是静止)可发生核反应;若用氘核轰击普通水固态冰(认为质子是静止)时,也能发生同样核反应,求氘核最小动能E2.已知氘核质量等于质子质量2倍.
2.如图1所示,A、B两木块靠在一起放在光滑水平面上,A、B质量分别为m A=2.0 kg、m B=1.5 kg.一个质量为m C=0.5 kg小铁块C以v0=8 m/s速度滑到木块A上,离开木块A后最终与木块B一起匀速运动.若木块A在铁块C滑离后速度为v A=0.8 m/s,铁块C与木块A、B间存在摩擦.求:
图1
(1)铁块C在滑离A时速度;
(2)摩擦力对B做功.
3.(2015·益阳四月调研)如图2所示,在足够长水平光滑直导轨上,静止放着三个质量均为m=1 kg 小球A、B、C,现让A球以v0=2 m/s速度正对着B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起,两球继续向右运动并与C球发生正碰,C球最终速度v C=1 m/s.求:
图2
(1)A、B两球与C球相碰前共同速度多大?
(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能?
4.如图3所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能),小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动小车中,小车与沙子总质量为m,速度为2v0,小车行驶路面近似看做是光滑,求:
图3
(1)碰撞后小球A和小球B速度;
(2)小球B掉入小车后速度.
答案精析
预测题型2 计算题练
1.(1)11H +21D →32He (2)2.8 MeV
解析 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒得,
11H +21D →32He.
(2)设质子、氘核质量分别为m 、M ,当质子和氘核发生完全非弹性碰撞时,系统损失动能最大. 由动量守恒:m v 0=(m +M )v
质子轰击氘核损失动能:
ΔE 1=12m v 20-12
(m +M )v 2 E 1=12
m v 02 解得:ΔE 1=M M +m E 1
同理可得,氘核轰击质子系统损失动能:
ΔE 2=m M +m E 2
由于用质子轰击氘核和用氘核轰击质子核反应相同,故发生核反应所需能量相同,
由题意:ΔE 1=ΔE 2
m M =12
联立解得:E 2=2.8 MeV
2.(1)2.4 m/s (2)0.6 J
解析 (1)对A 、B 、C ,由动量守恒定律:
m C v 0=(m A +m B )v A +m C v C ′①
代入数据,得v C ′=2.4 m/s
(2)对B 、C ,由动量守恒定律:m B v A +m C v C ′=(m B +m C )v ②
W f =12m B v 2-12
m B v 2A ③ 由②③解得,W f =0.6 J
3.(1)1 m/s (2)1.25 J
解析 (1)A 、B 相碰,满足动量守恒定律,则有
m v0=2m v1
得A、B两球与C球相碰前速度v1=1 m/s (2)两球与C碰撞同样满足动量守恒定律,有2m v1=m v C+2m v2
得两球相碰后速度v2=0.5 m/s
两次碰撞损失动能ΔE k=1
2m v
2
-
1
2·2m v
2
2
-
1
2m v
2
C
=1.25 J
4.(1)-1
5
v0,方向向左
4
5
v0,方向向右(3)
1
10
v0,方向水平向右
解析(1)设A球与B球碰撞后速度分别为v1、v2,并取方向向右为正, 由系统动量守恒,有m A v0=m A v1+m B v2①
碰撞过程中系统机械能守恒,
有1
2m A
v20=
1
2m A
v21+
1
2m B
v22②
由①②解得v1=(m A-m B)v0
m A+m B
=-
1
5
v0
v2=2m A v0
m A+m B =
4 5
v0
碰后A球速度方向向左,B球速度方向向右
(2)B球掉入沙车过程中系统水平方向动量守恒,取方向向右为正,有m B v2+m车v3=(m B+m车)v3′,且v3=-2v0
得v3′=1
10
v0,方向水平向右.。