高考重点冲刺16天16碰撞与动量守恒近代物理初步Word文档格式.docx
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2.(2011·
江苏高考)
(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是()
(2)按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量____(选填“越大”或“越小”).已知氢原子的基态能量为E1(E1<
0),电子质量为m,基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后,电子速度大小为____(普朗克常量为h).
(3)有些核反应过程是吸收能量的.例如,在
中,核反应吸收的能量Q=[(mO+mH)-(mX+mN)]c2.在该核反应方程中,X表示什么粒子?
X粒子以动能Ek轰击静止的
核,若Ek=Q,则该核反应能否发生?
请简要说明理由.
3.(2011·
山东高考)
(1)碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰期为8天.
①碘131核的衰变方程:
→_______(衰变后的元素用X表示).
②经过____天75%的碘131核发生了衰变.
(2)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)
4.(2011·
海南高考)
(1)2011年3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中,有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程,它们分别是____________和____________(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是__________和___________.
A.
B.
C.
D.
(2)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面,长度为L;
bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求:
(i)木块在ab段受到的摩擦力f;
(ii)木块最后距a点的距离s.
5.
(1)置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ三种射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一张铝箔,铝箔后的空间有一匀强电场,射线进入电场后,变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图所示,则图中的射线a为____射线,射线b为____射线.
(2)如图所示,平放在水平面上的轻质弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m1的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量为m2的小球从槽h高处由静止开始下滑,要使小球能与弧形槽发生第二次作用,m1、m2应满足怎样的条件?
6.
(1)随着现代科学的发展,大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识,下列有关原子、原子核的叙述正确的是____.
A.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
B.天然放射现象表明原子核内部有电子
C.轻核聚变反应方程有:
D.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级,前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长
(2)在原子核物理中,研究核子与核子关系的最有效途径是“双电荷交换反应”.这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似:
两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑水平直轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示,C与B发生碰撞并立即结合成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变,然后,A球与挡板P发生碰撞,碰撞后A、D都静止不动,A与P接触而不粘连.过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).已知A、B、C三球的质量均为m.
①求弹簧长度刚被锁定后A球的速度.
②求在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能.
答案解析
1.【解析】
(1)选D.金属的逸出功与入射光无关,A错;
光电子的最大初动能与入射光强度无关,B错;
当入射光的频率小于极限频率时,不能发生光电效应现象,C错;
据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关,D对.
(2)选A.由动量守恒定律得mv=mvA+2mvB,规定A球原方向为正方向,由题意可知vA为负值,则2mvB>
mv,因此B球的速度可能为0.6v,故选A.
2.【解析】
(1)随着温度的升高,辐射强度增加,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,A对.
(2)根据玻尔理论,氢原子中电子离原子核越远,氢原子能量越大,根据能量守恒定律知道:
hν+E1=
mv2
所以电子速度为:
v=
(3)根据核反应的规律即质量数和电荷数守恒,X的电荷数是2,质量数是4,X表示
因为不能同时满足能量守恒和动量守恒,所以不能发生.
答案:
(1)A
(2)越大
(3)
不能发生,因为不能同时满足能量守恒和动量守恒.
3.【解析】
(1)①
②由放射性元素经历一个半衰期衰变总数的一半可知,共经历了两个半衰期即16天.
(2)设抛出货物的最小速度为vx,则有:
对乙船12mv0=11mv-mvx,对甲船20mv0-mvx=11mv,其中v为后来两船同向运动的速度.由以上两式可得vx=4v0.
②16
(2)4v0
4.【解析】
(1)根据衰变过程电荷数守恒、质量数守恒,可知X1是
X2是
X3是
X4是
所以能分别反映
衰变过程的分别是B、C.
原子核中的中子数是131-53=78,
原子核中的中子数是137-55=82.
(2)(i)木块向左滑到最高点时,系统有共同速度v,
由动量守恒:
mv0=(m+2m)v①
mv02-
(m+2m)v2=fL+mgh②
联立①②两式解得:
f=
③
(ii)整个过程,由功能关系得:
(m+2m)v2=fx④
木块最后距a点的距离s=2L-x⑤
联立解得:
s=2L-
(1)BC7882
(2)(i)
(ii)2L-
5.【解析】
(1)射线a沿原来方向行进,说明a射线不带电,为γ射线;
由于α射线无法穿过铝箔,射线b为β射线.
(2)设弧形槽与小球第一次分离后的速度大小分别为v1和v2,弧形槽和小球在水平方向满足动量守恒m1v1=m2v2.
小球与弹簧发生作用后以原速率返回,要使小球和弧形槽发生第二次作用,则满足v1<v2,所以弧形槽和小球的质量应满足m1>m2.
(1)γβ
(2)m1>m2
6.【解析】
(1)选C.本题考查原子的基本结构和原子核的基本组成,核反应方程式的写法以及玻尔的氢原子能级量子化理论.卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子应该具有核式结构,故A选项错误.天然放射现象放射出的β射线是高速运动的电子流,是由原子核中的中子变成质子后产生的,选项B错误.写核反应方程时应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则,选项C正确.由氢原子能级方程
hν=Em-En,而ν=
则
=Em-En,得λ=
当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时,λ1=
从n=2能级跃迁到n=1能级时,λ2=
E3-E1>
E2-E1,所以λ1<
λ2,选项D错误.
(2)①设C球与B球结合成D时,D的速度为v1,由动量守恒有:
mv0=2mv1①
当弹簧被压缩到最短时,D、A速度相等,设此时速度为v2,由动量守恒有
2mv1=3mv2②
由①②两式解得v2=
v0
②设弹簧长度被锁定之后,贮存在弹簧中的弹性势能为Ep,由能量守恒有
撞击P后,A与D的动能都变为零,解除锁定后,当弹簧刚好恢复到自然长度时,势能全部转变为D的动能,此时设D的速度为v3,则Ep=
·
2mv32
之后弹簧伸长,A球离开挡板P,并获得速度,当A、D速度相等时,弹簧伸至最长,设此时速度为v4,由动量守恒得,2mv3=3mv4
当弹簧伸至最长时,其弹性势能最大,设为E′p,由能量守恒得
2mv32=
3mv42+E′p
解以上各式得E′p=
mv02
(1)C
(2)①
v0②
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- 高考 重点 冲刺 16 碰撞 动量 守恒 近代 物理 初步