高考物理考前30天冲刺押题系列 5.14 动量守恒定律 原子物理 13页

【备战 2013】高考物理 考前 30 天冲刺押题系列 5.14 动量守恒定律 原子物理 1．质量分别为 2m 和 m 的 A、B 两个质点，初速度相同，均为 v1.若他们分别受到相同的冲量 I 作用后，A 的速度变化为 v2，B 的动量变化为 p.已知 A、B 都做直线运动，则动量 p 可以表示为 ( ) A．m(v2－v1) B．2m(2v2－v1) C．4m(v2－v1) D．m(2v2－v1) 2．如图所示，质量为 m 的物块，在与水平 方向成θ角的恒力 F 作用下，沿光滑水平面运动，物块 通过 A 点和 B 点的速度分别是 vA 和 vB，物块由 A 运动到 B 的过程中，力 F 对物块做的功 W 和力 F 对 物块的冲量 I 分别是 ( ) A．W＝1 2 mv2 B－1 2 mv2 A B．W>1 2 mv2 B－1 2 mv2 A C．I＝mvB －mvA D．I>mvB－mvA 3．物体只在力 F 作用下运动，力 F 随时间变化的图象如图所示，在t＝1s 时刻，物体的速度为零．则 下列论述正确的是 ( ) A．0～3s 内，力 F 所做的功等于零，冲量也等于零 B．0～4s 内，力 F 所做的功等于零，冲量也等于零 C．第 1s 内和第 2s 内的速度方向相同，加速度方向相反 D．第 3s 内和第 4s 内的速度方向相反，加速度方向相同 4．一质量为 m 的物体放在光滑水平面上．今以恒力 F 沿水平方向推该物体，在相同的时间间隔内， 下列说法正确的是 ( ) A．物体的位移相等 B．物体动能的变化量相等 C．F 对物体做的功相等 D．物体动量的变化量相等 【解析】 物块 m 在恒力 F 作用下做匀加速直线运动，在相同时间间隔 t 内由动量定理 Ft＝mΔv ＝Δp，故 D 项正确．物体的速度—时间图象如右图所示，由图可知相同时间间隔内物体的位移不 相等．故 A 项错．由动能定理 Fs＝ΔEk，由于 s 不同故ΔEk 不同，B、C 均错． 【答案】 D 5．质量为 1.0kg 的小球从离地面 5.0m 高度处自由落下，与地面碰撞后，反弹的最大高度为 3.2m， 设小球与地面碰撞时间为 0.1s，不计空气阻力，则小球受到地面的平均冲力为(g 取 10m/s2) ( ) A．190.0N B．180.0N C．200.0N D．60.0N 6．(2012·唐山质检)在课外活动中，甲、乙两同学站在旱冰场的水平面上，开始时都是静止的．两 人互推后，甲、乙反向做直线运动，甲的速率为 0.1m/s，乙的速率为 0.2m/s.已知甲的质量为 60kg， 乙的质量为 30kg，假设互推的时间为 0.01s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列说法中正确的是 ( ) A．甲、乙所受的平均推力均为 600N，方向相反 B．甲、乙所受的平均推力均为 500N，方向相反 C．甲受的平均推力为 600N，乙受的平均推力为 500N，方向相反 D．甲受的平均推力为 500N，乙受的平均推力为 600N，方向相反 【解析】 以甲为研究对象，根据动量定理 Ft＝m 甲 v 甲－0，可得甲受到的平均推力为 F＝600N， 据牛顿第三定律可得乙受到的平均推力也为 600N，方向相反，A 正确． 【答案】 A 7．(2012·西安八校联考)在光滑的水平面上有 A、B 两个小球沿同一直线向右运动，取向右为 正方向，两球的动量分别为 pA＝5kg·m/s，pB＝7kg·m/s，如图所示．若两球发生正碰，则碰后两 球动量的增量ΔpA、ΔpB 可能是 ( ) A．ΔpA＝3kg·m/s，ΔpB＝3kg·m/s B．ΔpA＝－3kg·m/s，ΔpB＝3kg·m/s C．ΔpA＝3kg·m/s，Δp B＝－3kg·m/s D．ΔpA＝－10kg·m/s，ΔpB＝10kg·m/s 8．(2012·北京东城区质检)水平推力 F1 和 F2 分别作用于水平面上原来静止的等质量的 a、b 两物体 上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间停下，两物体的 v—t 图线如图 所示，已 知图中的线段 AB∥CD，则 ( ) A．F1 的冲量大于 F2 的冲量 B．F1 的冲量等于 F2 的冲量 C．F1 的冲量小于 F2 的冲量 D．两物体受到的摩擦力大小不等 9．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( ) A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的 D．实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 解析：选 D.实物粒子与光子都具有波粒二象性，A、B、C 正确． 10．(2012 年绵阳一中模拟)用波长为 2.0×10－7 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子 中最大的动能是 4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s，光 速 c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)( ) A．5.5×1034 Hz B．7.9×1014 Hz C．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz 解析：选 B.该题考查光电效应方程，由 1 2 mv2＝h c λ －W0 和 W0＝hν0 可得ν0＝7.9×1014 Hz，B 选 项正确． 11．(2012 年南京调研)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三 条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( ) A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 12．(2012 年赤峰一中模拟)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328 μm，λ2＝3.39 μm.已知波长为λ1 的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96 eV 的两个能级之间跃 迁产生的．用ΔE2 表示产生波长为λ2 的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2 的近似值为( ) A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.36 eV 解析：选 D.由跃迁公式得ΔE1＝hc λ1 ，ΔE2＝hc λ2 ，联立可得ΔE2＝λ1 λ2 ·Δ E1＝0.36 eV，选项 D 对． 13．(2012 年天津一中模拟)氢原子部分能级的示意图如图所示．不同色光的光子能量如下表所 示. 色光 红 橙 黄 绿 蓝 - 靛 紫 光 子 能 量 范围(eV) 1.61 ～ 2.00 2.00～ 2.07 2.07 ～ 2.14 2.14～ 2.53 2.53 ～2.76 2.7 6～3.10 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为( ) A．红、蓝-靛 B．黄、绿 C．红、紫 D．蓝-靛、紫 14．原子核 A ZX 与氘核 2 1H 反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( ) A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2 C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2 解析：选 D.该核反应的方程式为：A ZX＋2 1H→4 2He＋1 1H，由质量数和电荷数守恒得：A＝4＋1－2＝3， Z＝2＋1－1＝2，故正确答案为 D. 15．(2012 年南开附中模拟)下列说法正确的是( ) A.15 7N＋1 1H→12 6C＋4 2He 是α衰变方程 B.1 1H＋2 1H→3 2He＋γ是核聚变反应方程 C.238 92U→234 90Th＋4 2He 是核裂变反应方程 D.4 2He＋27 13Al→ 30 15P＋1 0n 是原子核的人工转变方程 16．下 列说法正确的是 ( )． A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 17．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有 ( )． A.23892U―→23490Th＋4 2He 是α衰变 B.147N＋4 2He―→178O＋1 1H 是β衰变 C.2 1H＋3 1H―→4 2He＋1 0n 是轻核聚变 D.82 34Se―→82 36Kr＋2 0 －1e 是重核裂变 E.23592U＋1 0n―→14054Xe＋94 38Sr＋21 0n 是裂变 解析 由四种核反应类型的特点分析可得答案． 答案 ACE 18．在做验证动量守恒定律的实验时应注意的事项： (1)入射球的质量必须__________被碰球的质量，两球的半径应__________________． (2)安装仪器时，应使斜槽末端的切线保持__________________．并使两球的球心__________， 且发生__________． (3)入射球每次从__________________滚下． 【答案】 (1)大于 相等 (2)水平 等高 正碰 (3)同一位置 19．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律．实验时 先使 A 球从斜槽上某一固定位置 C 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重 复上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹；再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位 置 C 由静止开始滚下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作 10 次，得到如图乙所示的三个落地处．O 点(图乙中未画出)是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点， 米尺的零点与 O 点对齐． (1)观察图乙读出 OP＝__________. (2)已知 mA mB＝2.5 1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出 Q 是_____ _____ 球的落地 处，P 是__________球的落地处． (3)用题中的字母写出动量守恒定律的表达式_______ ______________________． 【答案】 (1)20.00cm (2)不发生碰撞时 A 碰撞后 A (3)mA·OQ＝mA·OP＋mB ·OR 20．如图所示，在光滑水平面上放着 A、B、C 三个物块，A、B、C的质量依次是 m、2m、3m.现 让 A 物块以初速度 v0 向 B 运动，A、B 相碰后不再分开，共同向 C 运动；它们和C 相碰后也不再分开， ABC 共同向右运动．求： (1)ABC 共同向右运动的速度 v 的大小． (2)A、B 碰撞过程中的动能损失ΔEk. (3)AB 与 C 碰撞过程 B 物块对 C 物块的冲量大小 I. 21．普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s，铝的逸出功 W0＝6.72×10－19 J，现用波长λ＝200 nm 的光 照射铝的表面(结果保留三位有效数字)． (1)求光电子的最大初动能； (2)若射出的一个具有最大初动能的光电 子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中 两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)． 22．如图所示，氢原子从 n＞2 的某一能级跃迁到 n＝2 的能级，辐射出能量为 2.55 eV 的光子，问： (1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？ (2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图． (2) 23．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是 4 个 氢核结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过 程中释放的能量(取 1 u＝1 6 ×10－26 kg)． 粒子名称 质子 p α粒子 电子 e 中子 n 质量/u 1.0073 4.0015 0.00055 1.0087 24．用中子轰击锂核(6 3Li)发生核反应，生成氚核和α粒子，并放出 4.8 MeV 的能量． (1)写出核反应方程； (2)求出质量亏损； (3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则α粒子和氚核的动能之比是多少？ (4)α粒子的动能有多大？ 解析 (1)核反应方程为 6 3Li＋1 0n―→3 1H＋4 2He＋4.8 MeV (2)根据质能方程ΔE＝Δm×931.5 MeV 有：Δm＝ 4.8 931.5 u≈0.0052 u (3)当中子与锂核以等值反向的动量相碰时，由动量守恒定律得：mαvα＋mHvH＝0，则 25．高速电子流撞击任何固体时，都会产生 X 射线． (1)当动能 Ek＝6.63×104 eV 的电子撞击固体时，求所产生 X 射线可能的最大频率νmax(已知普 朗克常量 h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C)． (2)研究表明，高速电子撞击钼原子时，其内层的 n＝1 层(K 层)电子被击出，留下一个空位， 此时如果 n＝2 层(L 层)的电子跃迁填充到 n＝1 层时，就辐射波长λα＝0.7×10－10m 的光子；如果 n ＝3 层(M 层)的电子跃迁填充到 n＝1 层时，则辐射波长λβ＝0.43×10－10m 的光子．若一个电子从 n ＝3 层跃迁到 n＝2 层，求辐射光子的波长λ.