2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理初步提能專訓(xùn).doc

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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 碰撞與動(dòng)量守恒、近代物理初步提能專訓(xùn)一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分多選全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1(xx福建理綜)如圖，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線答案：C解析：射線為電磁波，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中均不偏轉(zhuǎn)，故和表示射線，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)；射線中的粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，故表示射線，由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中射線向左偏轉(zhuǎn)，故表示射線，C項(xiàng)對(duì)2下表給出了一些金屬材料的逸出功.材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3108 m/s)()A2種 B3種 C4種 D5種答案：A解析：要發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的能量大于金屬的逸出功，由題可算出波長(zhǎng)為400 nm的光的能量為Eh0h6.631034 J4.971019 J，大于銫和鈣的逸出功，所以A選項(xiàng)正確3(xx山東濰坊一模)(多選)下列關(guān)于近代物理知識(shí)的說(shuō)法正確的是()A發(fā)生衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2個(gè)B射線是原子核外的電子電離形成的電子流，它具有較強(qiáng)的穿透能力C含有10個(gè)原子核的放射性元素，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，一定有5個(gè)原子核發(fā)生衰變D氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢(shì)能減少，電子的動(dòng)能增加答案：AD解析：發(fā)生衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2個(gè)，A正確；射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時(shí)釋放一個(gè)電子，B錯(cuò)誤；半衰期是對(duì)大量粒子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用，C錯(cuò)誤；氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢(shì)能減少，電子的動(dòng)能增加，D正確4.(xx廣東肇慶一模)如圖所示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉下列說(shuō)法正確的是()A這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B這群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加C能發(fā)生光電效應(yīng)的光有三種D金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能是9.60 eV答案：D解析：根據(jù)C3知，這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，從n3向n2躍遷的光子頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，A錯(cuò)誤氫原子輻射光子的過(guò)程中，能量減少，軌道半徑減小，根據(jù)km知，電子動(dòng)能增加，則電勢(shì)能減少，B錯(cuò)誤只有從n3躍遷到n1，以及從n2躍遷到n1輻射的光子能量大于逸出功，所以能發(fā)生光電效應(yīng)的光有兩種，C錯(cuò)誤從n3躍遷到n1輻射的光子能量最大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能最大，光子能量最大值為13.6 eV1.51 eV12.09 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，EkmhW012.09 eV2.49 eV9.60 eV，D正確5(xx廣東深圳市二模)(多選)U的衰變方程為UThHe，其衰變曲線如圖，T為半衰期，則()A.U發(fā)生的是衰變 B.U發(fā)生的是衰變Ck3 Dk4答案：AC解析：由衰變方程可知U發(fā)生的是衰變，A對(duì)，B錯(cuò)；mkm0，當(dāng)k3時(shí)，mm0，故k3，C對(duì)，D錯(cuò)6(xx江蘇南京一模)(多選)钚的一種同位素Pu衰變時(shí)釋放巨大能量，如圖所示，其衰變方程為PuUHe，則()A核燃料總是利用比結(jié)合能小的核B核反應(yīng)中的能量就是Pu的結(jié)合能C.U核比Pu核更穩(wěn)定，說(shuō)明U的結(jié)合能大D由于衰變時(shí)釋放巨大能量，所以Pu比U的比結(jié)合能小答案：AD解析：在核反應(yīng)中，比結(jié)合能越大的核越恒定，所以核燃料總是利用比結(jié)合能較小的核，A正確；衰變后，鈾核比钚核更加穩(wěn)定，所以鈾核的比結(jié)合能大，D正確7(多選)用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時(shí)驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時(shí)指針未偏轉(zhuǎn)，以下說(shuō)法正確的是()A增大a光的強(qiáng)度，驗(yàn)電器的指針偏角一定減小Ba光照射金屬板時(shí)驗(yàn)電器的金屬小球帶負(fù)電Ca光在真空中的波長(zhǎng)小于b光在真空中的波長(zhǎng)D若a光是氫原子從n4的能級(jí)向n1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n5的能級(jí)向n2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的答案：CD解析：根據(jù)題意，a光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而b光不能，a光的頻率必定大于b光的頻率，a光在真空中的波長(zhǎng)一定小于b光在真空中的波長(zhǎng)，選項(xiàng)C正確；a光照射金屬板時(shí)，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即放出電子，金屬板會(huì)因放出電子而帶正電荷，當(dāng)增大a光的強(qiáng)度時(shí)，金屬板逸出的電子增多，金屬板的帶電荷量增多，驗(yàn)電器指針偏角一定增大，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a光照射金屬板時(shí)，金屬板帶正電，與其連接的驗(yàn)電器的金屬小球也帶正電，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子從n4的能級(jí)向n1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量大于氫原子從n5的能級(jí)向n2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量，又a光的頻率較大，光子能量也較大，所以若a光是氫原子從n4的能級(jí)向n1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n5的能級(jí)向n2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)D正確8(xx天津六校聯(lián)考)A、B為原來(lái)都靜止在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩個(gè)放射性元素原子核的變化示意圖，其中一個(gè)放出一粒子，另一個(gè)放出一粒子，運(yùn)動(dòng)方向都與磁場(chǎng)方向垂直如圖中a、b與c、d分別表示各粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說(shuō)法中不正確的是()A磁場(chǎng)方向一定為垂直紙面向里B尚缺乏判斷磁場(chǎng)方向的條件CA放出的是粒子，B放出的是粒子Db為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，c為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡答案：A解析：粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向不同，粒子旋轉(zhuǎn)的方向相反，由于粒子和粒子的速度方向未知，不能判斷磁場(chǎng)的方向，故A錯(cuò)誤，B正確；放射性元素放出粒子時(shí)，粒子與反沖核的速度相反，而電性相同，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相反，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為外切圓，而放射性元素放出粒子時(shí)，粒子與反沖核的速度相反，且電性相反，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為內(nèi)切圓，故B放出的是粒子，A放出的是粒子，故C正確；放射性元素放出粒子時(shí)，兩帶電粒子的動(dòng)量守恒，由半徑公式可得軌跡半徑與動(dòng)量成正比，與電量成反比，而粒子和粒子的電量比反沖核的電量小，則粒子和粒子的半徑比反沖核的半徑都大，故b為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，c為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故D正確二、填空題(本題包括2小題，共12分請(qǐng)將正確的答案填寫(xiě)在橫線上)9(6分)(1)現(xiàn)有三個(gè)核反應(yīng)方程：NaMge；UnBaKr3n；HHHen.下列說(shuō)法正確的是_A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是衰變，是聚變，是裂變(2)現(xiàn)有四個(gè)核反應(yīng)：A.HHHenB.UnXKr3nC.NaMgeD.HeBeCn_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)分別為_(kāi)、_.答案：(1)C(2)DBA14488解析：(1)NaMge中Na核釋放出粒子，為衰變；UnBaKr3n為鈾核在被中子轟擊后，分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核，為裂變；而HHHen為聚變，故C正確(2)人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)方程的特點(diǎn)：箭頭的左邊是氦核與常見(jiàn)元素的原子核，箭頭的右邊也是常見(jiàn)元素的原子核，故D是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程；B是裂變反應(yīng)，是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程；A是聚變反應(yīng)，是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定，X的質(zhì)量數(shù)為144，電荷數(shù)為56，所以中子數(shù)為1445688.10(xx山東泰安質(zhì)檢)(6分)氘核H與氚核H結(jié)合成氦核He的核反應(yīng)方程如下：HHHen17.6 MeV(1)這個(gè)核反應(yīng)稱為_(kāi)(2)要發(fā)生這樣的核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬(wàn)開(kāi)爾文式中17.6 MeV是核反應(yīng)中_(填“放出”或“吸收”)的能量，核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量_(填“增加”或“減少”)了_kg.答案：(1)聚變(2)放出減少3.11029解析：HHHen17.6 MeV為輕核聚變反應(yīng)，17.6 MeV是反應(yīng)中放出的能量，再由Emc2可知，質(zhì)量減少m3.11029 kg.三、計(jì)算題(本題包括5小題，共56分解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分)11(xx湖北八校二聯(lián))(10分)如圖，在水平地面上有兩物塊甲和乙，它們的質(zhì)量分別為2m、m，甲與地面間無(wú)摩擦，乙與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)讓甲物塊以速度v0向著靜止的乙運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，試求：(1)甲與乙第一次碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的最小動(dòng)能；(2)若甲在乙剛停下來(lái)時(shí)恰好與乙發(fā)生第二次碰撞，則在第一次碰撞中系統(tǒng)損失了多少機(jī)械能？答案：(1)mv(2)mv解析：(1)碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能最小時(shí)，為兩物體速度相等時(shí)，設(shè)此時(shí)兩物體速度為v由系統(tǒng)動(dòng)量守恒有2mv03mv得vv0此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能Ek3mv2mv(2)設(shè)第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)甲、乙的速度分別為v1、v2，之后甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙以初速度v2做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在乙剛停下時(shí)甲追上乙并發(fā)生碰撞，因此兩物體在這段時(shí)間內(nèi)平均速度相等，有v1而第一次碰撞中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有2mv02mv1mv2由以上兩式可得v1v2v0所以第一次碰撞中的機(jī)械能損失量為E2mv2mvmvmv12(xx寧夏銀川一中一模)(10分)如圖所示，在光滑水平面上有一塊長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板B，其上表面粗糙，在其左端有一個(gè)光滑的圓弧槽C與長(zhǎng)木板接觸但不連接，圓弧槽的下端與木板的上表面相平，B、C靜止在水平面上現(xiàn)有很小的滑塊A以初速度v0從右端滑上B并以的速度滑離B，恰好能到達(dá)C的最高點(diǎn)A、B、C的質(zhì)量均為m，試求：(1)木板B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)圓弧槽C的半徑R.答案：(1)(2)解析：(1)由于水平面光滑，A與B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有：mv0m2mv1又mgLmvm22mv解得：(2)當(dāng)A滑上C，B與C分離，A、C間發(fā)生相互作用A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)兩者的速度相等，A、C組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，有：mmv1(mm)v2又m2mv(2m)vmgR解得：R13(12分)(1)下列說(shuō)法中正確的是_A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性B原子核發(fā)生一次衰變，該原子核外就失去一個(gè)電子C原子核放出粒子后，轉(zhuǎn)變成的新核所對(duì)應(yīng)的元素是原來(lái)的同位素D玻爾在研究原子結(jié)構(gòu)中引進(jìn)了量子化的觀念E氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)要吸收能量(2)如圖所示，兩質(zhì)量分別為M1M21.0 kg的木板和足夠高的光滑凹槽靜止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接觸但不粘連，凹槽左端與木板等高現(xiàn)有一質(zhì)量m2.0 kg的物塊以初速度v05.0 m/s從木板左端滑上，物塊離開(kāi)木板時(shí)木板的速度大小為1.0 m/s，物塊以某一速度滑上凹槽，已知物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，重力加速度g取10 m/s2.求：木板的長(zhǎng)度；物塊滑上凹槽的最大高度答案：(1) ADE(2)0.8 m0.15 m解析：(2)物塊在木板上滑行的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)由動(dòng)量守恒和能量守恒可得：mv0mv1(M1M2)v2mvmv(M1M2)vmgL聯(lián)立求解可得：v24 m/s，L0.8 m物體在凹槽上滑行的過(guò)程中，同理可得：mv1M2v2(mM2)vmvM2v(mM2)v2mgh解得：h0.15 m.14(xx河北省唐山市高三二模)(12分)(1)最近在河南安陽(yáng)發(fā)現(xiàn)了曹操墓地放射性同位素14C在考古中有重要應(yīng)用，只要測(cè)得該化石中14C殘存量，就可推算出化石的年代為研究14C的衰變規(guī)律，將一個(gè)原來(lái)靜止的14C原子核放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，觀察到它所放射的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)相內(nèi)切的圓，圓的半徑之比Rr71，那么14C的衰變方程式應(yīng)是()A14 6C10 4BeHe B14 6C14 5BeC14 6C14 7Ne D14 6C13 5BH(2)如圖所示，三個(gè)大小相同的小球A、B、C置于光滑水平面上，三球的質(zhì)量分別為mA2 kg、mB4 kg、mC2 kg，取水平向右方向?yàn)閯?dòng)量的正方向，某時(shí)刻A球的動(dòng)量pA20 kgm/s，B球此刻的動(dòng)量大小和方向未知，C球的動(dòng)量為零A球與B球先碰，隨后B球與C球碰，碰撞均在同一直線上，且A球與B球以及B球與C球之間分別只相互碰撞一次，最終所有小球都以各自碰后的速度一直勻速運(yùn)動(dòng)所有的相互作用結(jié)束后，pC10 kgm/s、pB4 kgm/s，最終B球以5 m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)求：A球?qū)球的沖量大小與C球?qū)球的沖量大小之比；整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)由于碰撞產(chǎn)生多少熱量？答案：(1)C(2)7548 J解析：(1)由動(dòng)量守恒定律可知，放射的粒子與反沖核動(dòng)量大小相等、方向相反又因徑跡是兩個(gè)內(nèi)切圓，即衰變時(shí)粒子與反沖核受力方向相同，故它們帶電性質(zhì)相反又由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中回旋半徑r之比為71，故C正確(2)由A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒pApBpC0解得：pA14 kgm/s由A、B相碰時(shí)對(duì)A用動(dòng)量定理可得：IBApA，IABIBA14 kgm/s由B、C相碰時(shí)對(duì)C用動(dòng)量定理可得：IBCpC，ICBIBC10 kgm/s則IABICB75.設(shè)A、B碰前A的動(dòng)量為pA，B的動(dòng)量為pB，C的動(dòng)量為pC，所有的作用結(jié)束后A的動(dòng)量為pA，B的動(dòng)量為pB，C的動(dòng)量為pC，由A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：pApBpCpApBpCpApApApCpCpCpBmBvB20 kgm/sQ聯(lián)立解得：Q48 J.15(12分)(1)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，鋅的逸出功是3.34 eV，那么對(duì)氫原子在能級(jí)躍遷過(guò)程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識(shí)正確的是_A用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B一群處于n3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出3種不同頻率的光C一群處于n3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75 eVD用能量為10.3 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)E用能量為14.0 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離(2)如圖所示，在光滑水平地面上，有一質(zhì)量m14.0 kg 的平板小車，小車的右端有一固定的豎直擋板，擋板上固定一輕質(zhì)細(xì)彈簧，位于小車A點(diǎn)處的質(zhì)量為m21.0 kg的木塊(視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧的左端相接觸但不連接，此時(shí)彈簧與木塊間無(wú)相互作用力木塊與A點(diǎn)左側(cè)的車面之間有摩擦，與A點(diǎn)右側(cè)的車面之間的摩擦可忽略不計(jì)現(xiàn)小車與木塊一起以v02.0 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，小車將與其右側(cè)的豎直墻壁發(fā)生碰撞，已知碰撞時(shí)間極短，碰撞后小車以v11.0 m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2.求小車與豎直墻壁發(fā)生碰撞的過(guò)程中小車動(dòng)量變化量的大??；若彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，求小車撞墻后與木塊相對(duì)靜止時(shí)的速度大小和彈簧的最大彈性勢(shì)能答案：(1)BCE(2)12 kgm/s3.6 J解析：當(dāng)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出光子的能量有可能大于3.34 eV，鋅板有可能產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由躍遷關(guān)系可知，選項(xiàng)B正確；從n3能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子最大能量為12.09 eV，由光電效應(yīng)方程可知，發(fā)出光電子的最大初動(dòng)能為8.75 eV，選項(xiàng)C正確；氫原子在吸收光子能量時(shí)需滿足兩能級(jí)間的能量差，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤；14.0 eV13.6 eV，因此可以使處于基態(tài)的氫原子電離，選項(xiàng)E正確(2)小車與豎直墻壁發(fā)生碰撞的過(guò)程中，小車動(dòng)量變化量的大小為pm1v1m1(v0)12 kgm/s小車與墻壁碰撞后向左運(yùn)動(dòng)，木塊與小車間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)將彈簧壓縮至最短時(shí)，二者速度大小相等，此后木塊和小車在彈簧彈力和摩擦力的作用下，做變速運(yùn)動(dòng)，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相對(duì)靜止整個(gè)過(guò)程中，小車和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)小車和木塊相對(duì)靜止時(shí)的速度大小為v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m1v1m2v0(m1m2)v解得v0.40 m/s當(dāng)小車與木塊首次達(dá)到共同速度v時(shí)，彈簧壓縮至最短，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)最大彈性勢(shì)能為Ep，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得Epm1vm2v(m1m2)v2Ep3.6 J