高考物理三輪沖刺易錯(cuò)題專題12 選修3-5（解析版）

考前再回首易錯(cuò)題之選修3-5易錯(cuò)題清單易錯(cuò)點(diǎn)1：在解決動(dòng)量問題時(shí)只注意力或動(dòng)量的數(shù)值大小，而忽視力和動(dòng)量的方向性，造成應(yīng)用動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律時(shí)一列方程就出錯(cuò).【典例1】在光滑水平地面上一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的小球以6m/s的水平速度撞擊豎直墻，再以4m/s的水平速度反向彈回，若小球與豎直墻的作用時(shí)間為0.2s，則小球受到豎直墻的平均作用力大小為()A．6NB．8NC．10ND．12N[答案]C[解析]規(guī)定末速度的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理知，F(xiàn)t＝mv2－mv1，解得：F＝eq\f(0.2×4＋0.2×6,0.2)N＝10N.易錯(cuò)點(diǎn)2：對(duì)動(dòng)量守恒定律中各速度均為相對(duì)于地面的速度認(rèn)識(shí)不清.對(duì)題目中所給出的速度值不加分析，盲目套入公式【典例2】裝甲車和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊．通過對(duì)以下簡化模型的計(jì)算可以粗略說明其原因．質(zhì)量為2m、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑的桌面上．質(zhì)量為m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿．現(xiàn)把鋼板分成厚度均為d、質(zhì)量為m的相同的兩塊，間隔一段距離平行放置，如圖所示．若子彈以相同的速度垂直射向第一塊鋼板，穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板的深度．(設(shè)子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會(huì)發(fā)生碰撞．不計(jì)重力影響)[解析]設(shè)子彈初速度為v0，射入厚度為2d的鋼板后，最終鋼板和子彈的共同速度為V，由動(dòng)量守恒得(2m＋m)V＝mv0①解得V＝eq\f(1,3)v0此過程中動(dòng)能損失為ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×3mV2②解得ΔE＝eq\f(1,3)mveq\o\al(2,0)分成兩塊鋼板后，設(shè)子彈穿過第一塊鋼板時(shí)子彈和鋼塊的速度分別為v1和V1，由動(dòng)量守恒得mv1＋mV1＝mv0③因?yàn)樽訌椩阡摪逯惺艿降淖枇楹懔?，射穿第一塊鋼板的動(dòng)能損失為eq\f(ΔE,2)，由能量守恒得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mVeq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(ΔE,2)④聯(lián)立①②③④式，且考慮到v1必須大于V1，得v1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)＋\f(\r(3),6)))v0⑤設(shè)子彈射入第二塊鋼板并留在其中后兩者的共同速度為V2，由動(dòng)量守恒得：2mV2＝mv1⑥損失的動(dòng)能為：ΔE′＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)×2mVeq\o\al(2,2)⑦聯(lián)立①②⑤⑥⑦式得ΔE′＝eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(\r(3),2)))×eq\f(ΔE,2)⑧因?yàn)樽訌椩阡摪逯惺艿降淖枇楹懔Γ散嗍娇傻?，射入第二塊鋼板的深度x為x＝eq\f(2＋\r(3),4)d⑨易錯(cuò)點(diǎn)3：不理解玻爾理論的能級(jí)、半衰期、質(zhì)能關(guān)系等.【典例3】圖示為氫原子能級(jí)圖以及從n=3、4、5、6能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線。已知從n=3躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射光的波長為656nm，下列敘述正確的有（ ）A.四條譜線中頻率最大的是HδB.用633日m的光照射能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級(jí)C.一群處于n=3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生3種譜線D.如果Hδ可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，只要照射時(shí)間足夠長，光的強(qiáng)度足夠大，Hδ也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)舉一反三，糾錯(cuò)訓(xùn)練1.從同樣高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是：[]A．掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量大，而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量小B．掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變大，掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小C．掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變快，掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變慢D．掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時(shí)，相互作用時(shí)間短，而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時(shí)間長?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解：選B。認(rèn)為水泥地較草地堅(jiān)硬，所以給杯子的作用力大，由動(dòng)量定理I=△P，即F·t=△P，認(rèn)為F大即△P，大，所以水泥地對(duì)杯子的作用力大，因此掉在水泥地上的動(dòng)量改變量大，所以，容易破碎?！菊_解答】設(shè)玻璃杯下落高度為h。它們從h高度落地瞬間的

量變化快，所以掉在水泥地上杯子受到的合力大，沖力也大，所以杯子所以掉在水泥地受到的合力大，地面給予杯子的沖擊力也大，所以杯子易碎。正確答案應(yīng)選C，D?！久麕燑c(diǎn)撥】判斷這一類問題，應(yīng)從作用力大小判斷入手，再由動(dòng)量大，而不能一開始就認(rèn)定水泥地作用力大，正是這一點(diǎn)需要自己去分析、判斷。2.在距地面高為h，同時(shí)以相等初速V0分別平拋，豎直上拋，豎直下拋一質(zhì)量相等的物體m，當(dāng)它們從拋出到落地時(shí)，比較它們的動(dòng)量的增量△P，有[]A．平拋過程較大B．豎直上拋過程較大C．豎直下拋過程較大D．三者一樣大【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解一：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，拋出時(shí)初速度大小相等，落地時(shí)末速度大小也相等，它們的初態(tài)動(dòng)量P1=mv0。是相等的，它們的末態(tài)動(dòng)量P2=mv也是相等的，所以△P=P2－P1則一定相等。選D。錯(cuò)解二：從同一高度以相等的初速度拋出后落地，不論是平拋、豎直上拋或豎直下拋，因?yàn)閯?dòng)量增量相等所用時(shí)間也相同，所以沖量也相同，所以動(dòng)量的改變量也相同，所以選D。錯(cuò)解一主要是因?yàn)闆]有真正理解動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的增量△P=P2=P1也是矢量的差值，矢量的加減法運(yùn)算遵從矢量的平行四邊形法則，而不能用求代數(shù)差代替。平拋運(yùn)動(dòng)的初動(dòng)量沿水平方向，末動(dòng)量沿斜向下方；豎直上拋的初動(dòng)量為豎直向上，末動(dòng)量為豎直向下，而豎直下拋的初末動(dòng)量均為豎直向下。這樣分析，動(dòng)量的增量△P就不一樣了。

方向，而動(dòng)量是矢量，有方向。從運(yùn)動(dòng)合成的角度可知，平拋運(yùn)動(dòng)可由一個(gè)水平勻速運(yùn)動(dòng)和一個(gè)豎直自由落體運(yùn)動(dòng)合成得來。它下落的時(shí)間由

為初速不為零，加速度為g的勻加速度直線運(yùn)動(dòng)。豎直下拋落地時(shí)間t3＜t1，所以第二種解法是錯(cuò)誤的?！菊_解答】1．由動(dòng)量變化圖5－2中可知，△P2最大，即豎直上拋過程動(dòng)量增量最大，所以應(yīng)選B?！久麕燑c(diǎn)撥】對(duì)于動(dòng)量變化問題，一般要注意兩點(diǎn)：(1)動(dòng)量是矢量，用初、末狀態(tài)的動(dòng)量之差求動(dòng)量變化，一定要注意用矢量的運(yùn)算法則，即平行四邊形法則。(2)由于矢量的減法較為復(fù)雜，如本題解答中的第一種解法，因此對(duì)于初、末狀態(tài)動(dòng)量不在一條直線上的情況，通常采用動(dòng)量定理，利用合外力的沖量計(jì)算動(dòng)量變化。如本題解答中的第二種解法，但要注意，利用動(dòng)量定理求動(dòng)量變化時(shí)，要求合外力一定為恒力。3.向空中發(fā)射一物體．不計(jì)空氣阻力，當(dāng)物體的速度恰好沿水平方向時(shí)，物體炸裂為a,b兩塊．若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來的方向則[]A．b的速度方向一定與原速度方向相反B．從炸裂到落地這段時(shí)間里，a飛行的水平距離一定比b的大C．a(chǎn)，b一定同時(shí)到達(dá)地面D．炸裂的過程中，a、b中受到的爆炸力的沖量大小一定相等【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解一：因?yàn)樵谡阎蟹殖蓛蓧K的物體一個(gè)向前，另一個(gè)必向后，所以選A。錯(cuò)解二：因?yàn)椴恢繿與b的速度誰大，所以不能確定是否同時(shí)到達(dá)地面，也不能確定水平距離誰的大，所以不選B，C。錯(cuò)解三：在炸裂過程中，因?yàn)閍的質(zhì)量較大，所以a受的沖量較大，所以D不對(duì)。錯(cuò)解一中的認(rèn)識(shí)是一種憑感覺判斷，而不是建立在全面分析的基礎(chǔ)上。事實(shí)是由于沒有講明a的速度大小。所以，若要滿足動(dòng)量守恒，(mA+mB)v=mAvA＋mBvB，vB的方向也可能與vA同向。錯(cuò)解二是因?yàn)闆]有掌握力的獨(dú)立原理和運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理。把水平方向運(yùn)動(dòng)的快慢與豎直方向的運(yùn)動(dòng)混為一談。錯(cuò)解三的主要錯(cuò)誤在于對(duì)于沖量的概念沒有很好理解?！菊_解答】物體炸裂過程發(fā)生在物體沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于物體沿水平方向不受外力，所以沿水平方向動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：(mA+mB)v=mAvA＋mBvB當(dāng)vA與原來速度v同向時(shí),vB可能與vA反向，也可能與vA同向,第二種情況是由于vA的大小沒有確定，題目只講的質(zhì)量較大，但若vA很小，則mAvA還可能小于原動(dòng)量(mA+mB)v。這時(shí),vB的方向會(huì)與vA方向一致，即與原來方向相同所以A不對(duì)。a，b兩塊在水平飛行的同時(shí)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)即做平拋運(yùn)選項(xiàng)C是正確的由于水平飛行距離x=v·t，a、b兩塊炸裂后的速度vA、vB不一定相等，而落地時(shí)間t又相等，所以水平飛行距離無法比較大小，所以B不對(duì)。根據(jù)牛頓第三定律，a，b所受爆炸力FA=－FB，力的作用時(shí)間相等，所以沖量I=F·t的大小一定相等。所以D是正確的。此題的正確答案是：C，D?！久麕燑c(diǎn)撥】對(duì)于物理問題的解答，首先要搞清問題的物理情景，抓住過程的特點(diǎn)(物體沿水平方向飛行時(shí)炸成兩塊，且a仍沿原來方向運(yùn)動(dòng))，進(jìn)而結(jié)合過程特點(diǎn)(沿水平方向物體不受外力)，運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的物理規(guī)律(沿水平方向動(dòng)量守恒)進(jìn)行分析、判斷。解答物理問題應(yīng)該有根有據(jù)，切忌“想當(dāng)然”地作出判斷。4.如圖5－7所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上，槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊。今讓一小球自左側(cè)槽口A的正上方從靜止開始落下，與圓弧槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是：[]A．小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，只有重力對(duì)它做功B．小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒C．小球自半圓槽的最低點(diǎn)B向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒D．小球離開C點(diǎn)以后，將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解一：半圓槽光滑，小球在半圓槽內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的全過程中，只受重力和彈力作用，而彈力方向始終與速度方向垂直，所以彈力不做功，則只有重力做功，所以選A。錯(cuò)解二：由于光滑的半圓槽置于光滑的水平面，所以小球在半圓槽運(yùn)動(dòng)的全過程中，小球與半圓槽水平方向不受外力作用，因而系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，故選B。錯(cuò)解三：半圓槽槽口的切線方向?yàn)樨Q直方向，因而小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度方向豎直向上，所以小球離開C點(diǎn)以后得做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故選D?！菊_解答】本題的受力分析應(yīng)與左側(cè)沒有物塊擋住以及半圓槽固定在水平面上的情況區(qū)分開來。（圖5-8）從A→B的過程中，半圓槽對(duì)球的支持力N沿半徑方向指向圓心，而小球?qū)Π雸A槽的壓力N′方向相反指向左下方，因?yàn)橛形飰K擋住，所以半圓槽不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，情形將與半圓槽固定時(shí)相同。但從B→C的過程中，小球?qū)Π雸A槽的壓力N′方向向右下方，所以半圓槽要向右運(yùn)動(dòng)，因而小球參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：一個(gè)是沿半圓槽的圓運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)與半圓槽一起向右運(yùn)動(dòng)，小球所受支持力N與速度方向并不垂直，所以支持力會(huì)做功。所以A不對(duì)。又因?yàn)橛形飰K擋住，在小球運(yùn)動(dòng)的全過程，水平方向動(dòng)量也不守恒，即B也不對(duì)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，它的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度方向如圖5－9，并不是豎直向上，所以此后小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，即D也不對(duì)。正確答案是：小球在半圓槽內(nèi)自B→C運(yùn)動(dòng)過程中，雖然開始時(shí)半圓槽與其左側(cè)物塊接觸，但已不擠壓，同時(shí)水平而光滑，因而系統(tǒng)在水平方向不受任何外力作用，故在此過程中，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，所以正確答案應(yīng)選C?！久麕燑c(diǎn)撥】在本題中由于半圓槽左側(cè)有物塊將槽擋住，導(dǎo)致了小球從A→B和從B→C兩段過程特點(diǎn)的不同，因此在這兩個(gè)過程中小球所受彈力的方向與其運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，及球和槽組成的系統(tǒng)所受合外力情況都發(fā)生了變化。而這一變化導(dǎo)致了兩個(gè)過程所遵從的物理規(guī)律不同，所以具體的解決方法也就不一樣了。通過本題的分析解答，可以使我們看到，對(duì)不同的物理過程要做認(rèn)真細(xì)致的具體分析，切忌不認(rèn)真分析過程，用頭腦中已有的模型代替新問題，而亂套公式。5.在質(zhì)量為M的小車中掛著一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車(和單擺)以恒定的速度u沿光滑的水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此碰撞過程中，下列哪些說法是可能發(fā)生的？[]A．小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関1、v2、v3，滿足：（M+m0）u=Mv1+mv2+mov3B．?dāng)[球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関1和v2，滿足：Mu=Mv1+mv2C．?dāng)[球的速度不變，小車和木塊的速度都變?yōu)関，滿足：Mu=（M+m）vD．小車和擺球的速度都變?yōu)関1，木塊的速度為v2，滿足：（M+m0）u=（M+m0）v1+mv2【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：選A，D。選擇A，D的一個(gè)共同原因，是認(rèn)為在碰撞的過程中，單擺也參加了碰撞，選A是認(rèn)為三者發(fā)生碰撞，因而各自有一個(gè)速度；而選D的同學(xué)認(rèn)為，單擺與小車連在一起，所以兩者的速度始終相同，所以，碰前和碰后的關(guān)系應(yīng)滿足（M+m0）v=（M+m0）v1+mv2另外還有一種選擇，即B，C中只選一種，原因我們放在后面再分析?！菊_解答】由于碰撞時(shí)間極短，所以單擺相對(duì)小車沒有發(fā)生擺動(dòng)，即擺線對(duì)球的作用力原來是豎直向上的，現(xiàn)在還是豎直向上的，沒有水平方向的分力，未改變小球的動(dòng)量，實(shí)際上單擺沒有參與這個(gè)碰撞過程，所以單擺的速度不發(fā)生變化，因此，選項(xiàng)中應(yīng)排除A，D。因?yàn)閱螖[的速度不變，所以，研究對(duì)象也選取小車和木塊，水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律Mu=Mv1+mv2即為B選項(xiàng)。由于題目中并沒有提供在碰撞過程中能量變化關(guān)系，所以也有可能小車和木塊合二而一。因此，C選項(xiàng)也是可能的。正確答案：選B，C?！久麕燑c(diǎn)撥】在解決如本題這種多個(gè)物體參與相互作用過程的題目時(shí)，要認(rèn)真分析物體的受力情況，把沒有參與作用的物體從多個(gè)對(duì)象中摘出去（如本題的單擺），這樣可以避免選錯(cuò)研究對(duì)象。6.如圖5－10所示，傾角θ=30°，高為h的三角形木塊B，靜止放在一水平面上，另一滑塊A，以初速度v0從B的底端開始沿斜面上滑，若B的質(zhì)量為A的質(zhì)量的2倍，當(dāng)忽略一切摩擦的影響時(shí)，要使A能夠滑過木塊B的頂端，求V0應(yīng)為多大？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：設(shè)滑塊A能滑到h高的最小初速度為v，滑塊A到達(dá)斜面最高點(diǎn)時(shí)具有水平分速度為V′，由于水平方向不受外力，所以水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律：mv0cosθ=mv′＋Mv′①在B的上端點(diǎn)m的合速度為：由動(dòng)能定理有：

主要是對(duì)滑塊A滑過最高點(diǎn)的臨界狀態(tài)分析不清楚。實(shí)際上，當(dāng)滑塊能夠到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，即其豎直向上的分速度為零，也就是說，在最高點(diǎn)，滑塊A只具有水平速度，而不具有豎直速度。所以，式①是正確的，式②中關(guān)于滑塊A的動(dòng)能，直接代入水平速度即可?！菊_解答】根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒有：mv0cosθ=(m+M)v′①

【名師點(diǎn)撥】分析此題時(shí)，可以先定性分析，從題目可以知道，V0越大，上升的距離越高；v0較小，則可能上不到頂端。那么，剛好上升到v0＞v時(shí)，才能夠滑過。對(duì)于題目中的關(guān)鍵字眼，“滑過”、“至少”等要深入挖掘。7.質(zhì)量為M的小車，如圖5－11所示，上面站著一個(gè)質(zhì)量為m的人，以v0的速度在光滑的水平面上前進(jìn)?，F(xiàn)在人用相對(duì)于小車為u的速度水平向后跳出后，車速增加了多少？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解一：把人和車作為一個(gè)系統(tǒng)，水平方向不受外力，所以水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)人跳出后，車速增加為△v，以V0方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律：(M＋m)v0=M(v0+△v)－mu錯(cuò)解二：以人和車作為一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)樗椒较虿皇芡饬Α⑺运椒较騽?dòng)量守恒。設(shè)人跳出后，車速增加為△v，以v0方向?yàn)檎较?。人相?duì)于地的速度為(u-v0),由動(dòng)量守恒定律：(M＋m)v0=M(v0+△v)-m(u-v0)錯(cuò)解一的主要問題在于沒有把所有的速度都換算成同一慣性參考系中的速度。因?yàn)轭}目中給出的v0是初狀態(tài)車對(duì)地的速度，而人跳車時(shí)的速度u指的是對(duì)車的速度，在列動(dòng)量守恒方程時(shí)，應(yīng)把人跳車的速度變換成人對(duì)地的速度才可以運(yùn)算。錯(cuò)解二的主要問題是雖然變換了參考系，但忽略了相對(duì)速度的同一時(shí)刻性，即人跳車時(shí)，車的速度已經(jīng)由v0變換成(v0+△v)了。所以，人相對(duì)于地的速度，不是(v－v0)而應(yīng)為[u－(v0+△v)]?！菊_解答】以人和車作為一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)樗椒较虿皇芡饬Γ运椒较騽?dòng)量守恒。設(shè)人跳出后，車對(duì)地的速度增加了△v，以v0方向?yàn)檎较?，以地為參考系。由?dòng)量守恒定律：(M＋m)v0=M(v0+△v)－m[u－(v0＋△v)]【名師點(diǎn)撥】(1)在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，除注意判斷系統(tǒng)受力情況是否滿足守恒條件外，還要注意到相對(duì)速度問題，即所有速度都要是對(duì)同一參考系而言。一般在高中階段都選地面為參考系。同時(shí)還應(yīng)注意到相對(duì)速度的同時(shí)性。(2)選取不同的參考系，解題方法有繁有簡，以此題為例，若選取車作為參考系．則人與車組成的系統(tǒng)初態(tài)動(dòng)量為零，末態(tài)動(dòng)量為：M△v－m(u－△v)，由動(dòng)量守恒定律：0=