高考物理 考前教材回歸五 動量守恒 原子物理

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1、動量守恒 原子物理 1．關于天然放射現象，下列說法正確的是(　　) A．α射線是由氦原子核衰變產生 B．β射線是由原子核外電子電離產生 C．γ射線是由原子核外的內層電子躍遷產生 D．通過化學反應不能改變物質的放射性 [答案]　D [解析]　　α射線是原子核衰變中放出的由氦核組成的粒子流，選項A錯誤；β射線是原子核衰變中核內放出的高速電子流，它是由核內一個中子轉化成一個質子時放出的，選項B錯誤；γ射線是原子核衰變過程中，產生的新核具有過多的能量， 這些能量以γ光子的形式釋放出來，選項C錯誤；化學反應只是原子間核外電子的轉移，不改變原子核的結構，所以不能改變物質的放射性，選項D正

2、確． 2．表示放射性元素碘131( 53131I)β衰變的方程是(　　) A. 53131I→ 51127Sb＋24He B. 53131I→ 54131Xe＋－1 0e C. 53131I→ 53130I＋01n D. 53131I→ 52130Te＋11H [答案]　B [解析]　　原子核發(fā)生β衰變時，從原子核內部釋放出一個電子，同時生成一個新核，選項B正確． 3．如圖所示，小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上，現有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱．關于上述過程， 下列說法中正確的是(　　) A．男孩和木箱組成的系統動量守恒 B．小車與木箱組成的系統動量

3、守恒 C．男孩、小車和與木箱三者組成的系統動量守恒 D．木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同 [答案]　C [解析]　　如果一個系統不受外力或所受外力的矢量和為零，那么這個系統的總動量保持不變．選項A中，男孩和木箱組成的系統受到小車對系統的摩擦力的作用；選項B中，小車與木箱組成的系統受到人對系統的摩擦力的作用；動量、動量的改變量均為矢量，選項D中，木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量大小相同、方向相反，故本題正確選項為C. 4．已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En＝E1/n2，其中n＝2,3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最

4、大波長為(　　) A．－ B．－ C．－ D．－ [答案]　C [解析]　　根據激發(fā)態(tài)能量公式En＝可知氫原子第一激發(fā)態(tài)的能量為，設能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的最大波長(設波長為λm)的光子能量為ΔE，則有＋ΔE＝0，且ΔE＝h，聯立解得λm＝－，所以本題正確選項只有C. 5．如圖所示，一小物塊從粗糙斜面上的O點由靜止開始下滑，在小物塊經過的路徑上有A、B兩點，且A、B間的距離恒定不變．當O、A兩點間距離增大時，對小物塊從A點運動到B點的過程中，下列說法正確的是(　　) A．摩擦力對小物塊的沖量變大 B．摩擦力對小物塊的沖量變小 C．小物塊動能的改變量增大 D．小

5、物塊動能的改變量減小 [答案]　B [解析]　　依題意，OA距離越大即小物塊初始釋放位置越高，則經過AB段的時間變短，故摩擦力對小物塊的沖量變小，選項A錯，B對；在AB段小物塊受到的合外力不因OA距離變化而變化，AB段的位移恒定，故合外力對小物塊做功不變，即小物塊動能的改變量不變，選項C、D均錯． 6．碘131核不穩(wěn)定，會發(fā)生β衰變，其半衰期為8天． ①碘131核的衰變方程： 53131I→________(衰變后的元素用X表示)． ②經過________天有75%的碘131核發(fā)生了衰變． [答案]?、?4131X＋－1 0e?、?6 [解析]　?、偎プ冞^程遵循核電荷數和質量數守

6、恒，有 53131I→ 54131X＋－1 0e ②根據半衰期的定義可知，經2個半衰期的時間即16天，共有＋×＝的碘發(fā)生了衰變． 7．利用氦－3(23He)和氘進行的聚變安全無污染，容易控制．月球上有大量的氦－3，每個航天大國都將獲得氦－3作為開發(fā)月球的重要目標之一．“嫦娥一號”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項重要任務就是評估月球中氦－3的分布和儲量．已知兩個氘核(12H)聚變生成一個氦－3，則該核反應方程為____________________；已知12H的質量為m1,23He的質量為m2，反應中新產生的粒子的質量為m3，則上述核反應中釋放的核能為ΔE＝________. [答案]　12H＋ 12

7、H→23He＋01n　(2m1－m2－m3)c2 [解析]　　由核反應過程中的質量數守恒和核電荷數守恒可知，反應過程中要產生中子．核反應方程為12H＋12H→23He＋01n，釋放的核能為(2m1－m2－m3)c2. 8．有些核反應過程是吸收能量的．例如，在X＋714N→817O＋11H中，核反應吸收的能量Q＝[(mO＋mH)－(mX＋mN)]c2.在該核反應方程中，X表示什么粒子？X粒子以動能Ek轟擊靜止的 714N核，若EK＝Q，則該核反應能否發(fā)生？請簡要說明理由． [答案]　24He　不能實現，因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的要求． [解析]　　由質量數及電荷數守恒知，X應為

8、24He. 9．如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質量均為m＝1kg的相同小球A、B、C.現讓A球以v0＝2m/s的速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞，碰后A、B未分開，C球的速度vC＝1m/s.求： (1)A、B兩球碰撞后的共同速度； (2)兩次碰撞過程中損失的總動能． [答案]　(1)1m/s　(2)1.25J [解析]　　(1)A、B相碰滿足動量守恒mv0＝2mv1 得兩球跟C球相碰前的速度v1＝1m/s (2)兩球與C球相碰同樣滿足動量守恒2mv1＝mvC＋2mv2 得兩球碰后的速度v2＝0.5m/s 兩次碰撞損失的總動

9、能ΔEk損＝mv02－×2mv22－mvC2＝1.25J. 10．一端固定于豎直墻壁上的輕質彈簧，另一端連接一質量為m的滑塊A，彈簧處于原長位置，另一個完全相同的滑塊B與A相距為d，兩滑塊與水平地面間的動摩擦因數為μ，現使B獲得一水平向左的速度v0，后與A碰撞并粘連，最后A、B靜止時彈簧剛好處于原長．兩滑塊可視為質點，求A、B相撞后滑行的總路程． [答案]?。? [解析]　　設滑塊B與A碰撞前的速度為v1，由動能定理得： －μmgd＝mv12－mv02 得：v1＝ B與A相撞粘連后的速度為v2，由動量守恒定律得： mv1＝2mv2 得v2＝ 設A、B相撞后滑行的總路程為x由

10、動能定理得： －2μmgx＝0－(2m)v22 解得x＝＝－. 11．用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(36Li)，發(fā)生核反應后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反，氚核與α粒子的速度之比為7 ∶8.中子的質量為m，質子的質量可近似看做m，光速為c. (1)寫出核反應方程； (2)求氚核和α粒子的速度大?。? (3)若核反應過程中放出的核能全部轉化為α粒子和氚核的動能，求出質量虧損． [答案]　(1)01n＋36Li→13H＋24He　(2)　　(3) [解析]　　(1)01n＋36Li→13H＋24He.① (2)由動量守恒定律得mnv＝－mHv1＋m

11、Hev2② 由題意得v1 ∶v2＝7 ∶8 解得v1＝v，v2＝v③ (3)氚核和α粒子的動能之和為Ek＝×3mv12＋×4mv22＝mv2④ 釋放的核能為ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2⑤ 由愛因斯坦質能方程得，質量虧損為Δm＝＝.⑥ 12．如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車沿一直線排列，質量均為m，人在極短的時間內給第一輛車一水平沖量使其運動，當車運動了距離L時與第二輛車相碰，兩車以共同速度繼續(xù)運動了距離L時與第三車相碰，三車以共同速度又運動了距離L時停止．車運動時受到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速度為g，若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生相互作用，碰撞時間很短，

12、忽略空氣阻力，求： (1)整個過程中摩擦阻力所做的總功； (2)人給第一輛車水平沖量的大??； (3)第一次與第二次碰撞系統動能損失之比． [答案]　(1)－6kmgL　(2)2m　(3)13/3 [解析]　　(1)設運動過程中摩擦阻力做的總功為W，則 W＝－kmgL－2kmgL－3kmgL＝－6kmgL (2)設第一車初速度為u0，第一次碰前速度為v1，碰后共同速度為u1；第二次碰前速度為v2，碰后共同速度為u2；人給第一車的水平沖量大小為I. 由：－kmgL＝mv12－mu02 －k(2m)gL＝(2m)v22－(2m)u12 －k(3m)gL＝0－(3m)u22 mv1＝2mu1 2mv2＝3mu2 得： I＝mu0－0＝2m (3)設兩次碰撞中系統動能損失分別為ΔEk1和ΔEk2 由：ΔEk1＝kmgL ΔEk2＝kmgL 得：ΔEk1/ΔEk2＝13/3.