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1、河南2013年高考考前預(yù)測(cè)
動(dòng)量守恒 原子物理
1.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( )
A.α射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生
B.β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生
C.γ射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生
D.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)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(xiàng)A錯(cuò)誤;β射線是原子核衰變中核內(nèi)放出的高速電子流,它是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)放出的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;γ射線是原子核衰變過(guò)程中,產(chǎn)生的新核具有過(guò)多的能量, 這些能量以γ光子的形式釋放出來(lái),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)只是原子間核外電子的轉(zhuǎn)移,不改變?cè)雍说慕Y(jié)構(gòu),所以
2、不能改變物質(zhì)的放射性,選項(xiàng)D正確.
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(shí),從原子核內(nèi)部釋放出一個(gè)電子,同時(shí)生成一個(gè)新核,選項(xiàng)B正確.
3.如圖所示,小車(chē)與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上,現(xiàn)有一男孩站在小車(chē)上用力向右迅速推出木箱.關(guān)于上述過(guò)程, 下列說(shuō)法中正確的是( )
A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
3、
B.小車(chē)與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.男孩、小車(chē)和與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
D.木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車(chē)的總動(dòng)量增量相同
[答案] C
[解析] 如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.選項(xiàng)A中,男孩和木箱組成的系統(tǒng)受到小車(chē)對(duì)系統(tǒng)的摩擦力的作用;選項(xiàng)B中,小車(chē)與木箱組成的系統(tǒng)受到人對(duì)系統(tǒng)的摩擦力的作用;動(dòng)量、動(dòng)量的改變量均為矢量,選項(xiàng)D中,木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車(chē)的總動(dòng)量增量大小相同、方向相反,故本題正確選項(xiàng)為C.
4.已知?dú)湓拥幕鶓B(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
4、原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長(zhǎng)為( )
A.- B.-
C.- D.-
[答案] C
[解析] 根據(jù)激發(fā)態(tài)能量公式En=可知?dú)湓拥谝患ぐl(fā)態(tài)的能量為,設(shè)能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的最大波長(zhǎng)(設(shè)波長(zhǎng)為λm)的光子能量為ΔE,則有+ΔE=0,且ΔE=h,聯(lián)立解得λm=-,所以本題正確選項(xiàng)只有C.
5.如圖所示,一小物塊從粗糙斜面上的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,在小物塊經(jīng)過(guò)的路徑上有A、B兩點(diǎn),且A、B間的距離恒定不變.當(dāng)O、A兩點(diǎn)間距離增大時(shí),對(duì)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.摩擦力對(duì)小物塊的沖量變大
B.摩擦力對(duì)小物塊的沖量變小
C.小
5、物塊動(dòng)能的改變量增大
D.小物塊動(dòng)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(jīng)過(guò)AB段的時(shí)間變短,故摩擦力對(duì)小物塊的沖量變小,選項(xiàng)A錯(cuò),B對(duì);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(duì)小物塊做功不變,即小物塊動(dòng)能的改變量不變,選項(xiàng)C、D均錯(cuò).
6.碘131核不穩(wěn)定,會(huì)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(jīng)過(guò)________天有75%的碘131核發(fā)生了衰變.
[答案]?、?4131X+-1 0e ②16
[解析] ?、?/p>
6、衰變過(guò)程遵循核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,有 53131I→ 54131X+-1 0e
②根據(jù)半衰期的定義可知,經(jīng)2個(gè)半衰期的時(shí)間即16天,共有+×=的碘發(fā)生了衰變.
7.利用氦-3(23He)和氘進(jìn)行的聚變安全無(wú)污染,容易控制.月球上有大量的氦-3,每個(gè)航天大國(guó)都將獲得氦-3作為開(kāi)發(fā)月球的重要目標(biāo)之一.“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項(xiàng)重要任務(wù)就是評(píng)估月球中氦-3的分布和儲(chǔ)量.已知兩個(gè)氘核(12H)聚變生成一個(gè)氦-3,則該核反應(yīng)方程為_(kāi)___________________;已知12H的質(zhì)量為m1,23He的質(zhì)量為m2,反應(yīng)中新產(chǎn)生的粒子的質(zhì)量為m3,則上述核反應(yīng)中釋放的核能為ΔE=________
7、.
[答案] 12H+ 12H→23He+01n (2m1-m2-m3)c2
[解析] 由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知,反應(yīng)過(guò)程中要產(chǎn)生中子.核反應(yīng)方程為12H+12H→23He+01n,釋放的核能為(2m1-m2-m3)c2.
8.有些核反應(yīng)過(guò)程是吸收能量的.例如,在X+714N→817O+11H中,核反應(yīng)吸收的能量Q=[(mO+mH)-(mX+mN)]c2.在該核反應(yīng)方程中,X表示什么粒子?X粒子以動(dòng)能Ek轟擊靜止的 714N核,若EK=Q,則該核反應(yīng)能否發(fā)生?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由.
[答案] 24He 不能實(shí)現(xiàn),因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)滿足能量守恒和動(dòng)量守恒的要求.
[解析]
8、由質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒知,X應(yīng)為24He.
9.如圖所示,在水平光滑直導(dǎo)軌上,靜止著三個(gè)質(zhì)量均為m=1kg的相同小球A、B、C.現(xiàn)讓A球以v0=2m/s的速度向B球運(yùn)動(dòng),A、B兩球碰撞后粘合在一起,兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)并跟C球碰撞,碰后A、B未分開(kāi),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(guò)程中損失的總動(dòng)能.
[答案] (1)1m/s (2)1.25J
[解析] (1)A、B相碰滿足動(dòng)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(dòng)量守恒2mv1=mvC+2mv2
得兩球碰后的速度v2=0.
9、5m/s
兩次碰撞損失的總動(dòng)能ΔEk損=mv02-×2mv22-mvC2=1.25J.
10.一端固定于豎直墻壁上的輕質(zhì)彈簧,另一端連接一質(zhì)量為m的滑塊A,彈簧處于原長(zhǎng)位置,另一個(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)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(shí)彈簧剛好處于原長(zhǎng).兩滑塊可視為質(zhì)點(diǎn),求A、B相撞后滑行的總路程.
[答案]?。?
[解析] 設(shè)滑塊B與A碰撞前的速度為v1,由動(dòng)能定理得:
-μmgd=mv12-mv02
得:v1=
B與A相撞粘連后的速度為v2,由動(dòng)量守恒定律得:
mv1=2mv2
得v2=
設(shè)
10、A、B相撞后滑行的總路程為x由動(dòng)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(yīng)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(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量可近似看做m,光速為c.
(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程;
(2)求氚核和α粒子的速度大??;
(3)若核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動(dòng)能,求出質(zhì)量虧損.
[答案] (1)01n+36Li→13H+24He (2) (3)
[解析] (1)01n+36Li→13H+24He.①
(2)由動(dòng)量守
11、恒定律得mnv=-mHv1+mHev2②
由題意得v1 ∶v2=7 ∶8
解得v1=v,v2=v③
(3)氚核和α粒子的動(dòng)能之和為Ek=×3mv12+×4mv22=mv2④
釋放的核能為ΔE=Ek-Ekn=mv2-mv2=mv2⑤
由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得,質(zhì)量虧損為Δm==.⑥
12.如圖所示,靜置于水平地面的三輛手推車(chē)沿一直線排列,質(zhì)量均為m,人在極短的時(shí)間內(nèi)給第一輛車(chē)一水平?jīng)_量使其運(yùn)動(dòng),當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第二輛車(chē)相碰,兩車(chē)以共同速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第三車(chē)相碰,三車(chē)以共同速度又運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)停止.車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恒為車(chē)所受重力的k倍,重力加速度為g,若車(chē)與車(chē)之間僅在碰撞
12、時(shí)發(fā)生相互作用,碰撞時(shí)間很短,忽略空氣阻力,求:
(1)整個(gè)過(guò)程中摩擦阻力所做的總功;
(2)人給第一輛車(chē)水平?jīng)_量的大?。?
(3)第一次與第二次碰撞系統(tǒng)動(dòng)能損失之比.
[答案] (1)-6kmgL (2)2m (3)13/3
[解析] (1)設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力做的總功為W,則
W=-kmgL-2kmgL-3kmgL=-6kmgL
(2)設(shè)第一車(chē)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(chē)的水平?jīng)_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(shè)兩次碰撞中系統(tǒng)動(dòng)能損失分別為ΔEk1和ΔEk2
由:ΔEk1=kmgL
ΔEk2=kmgL
得:ΔEk1/ΔEk2=13/3.