高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 動(dòng)量守恒定律及原子結(jié)構(gòu)綜合檢測(cè)卷1
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動(dòng)量守恒定律及原子結(jié)構(gòu)綜合檢測(cè)卷 一、選擇題(每小題4分,共40分) 1.在以下幾種運(yùn)動(dòng)中,相等的時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化相等的是( ) A.勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.自由落體運(yùn)動(dòng) C.平拋運(yùn)動(dòng) D.單擺的擺球沿圓弧擺動(dòng) 解析 BC 由Δp=Ft可知,時(shí)間t相等,若想動(dòng)量變化相等,則在時(shí)間t內(nèi)物體所受力F需大小相等,方向不變,由此可知,只有選項(xiàng)B、C符合題意. 2.如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng),則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是( ) A.A開始運(yùn)動(dòng)時(shí) B.A的速度等于v時(shí) C.B的速度等于零時(shí) D.A和B的速度相等時(shí) 解析 D 物體A與物體B發(fā)生彈性碰撞,當(dāng)彈簧壓縮最短時(shí),彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能最大,此時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能損失最大,但系統(tǒng)整體的機(jī)械能保持不變(動(dòng)能+彈性勢(shì)能).彈簧最短時(shí),兩者速度相同. 3.在下列四個(gè)方程中,X1、X2、X3和X4各代表某種粒子: ①U+n→Sr+Xe+3X1; ②H+X2→He+n; ③U→Th+X3; ④Mg+He→Al+X4. 以下判斷中正確的是( ) A.X1是中子 B.X2是質(zhì)子 C.X3是α粒子 D.X4是氘核 解析 AC 由核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得:X1為n,X2為H,X3為He,X4為H,故A、C正確. 4.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核,下列說法中正確的是( ) A.利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑 B.利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑 C.原子的核式結(jié)構(gòu)模型很好地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn) D.處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后,核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大 解析 AD 因?yàn)棣亮W由⑸鋵?shí)驗(yàn)中只有少數(shù)碰到原子核的α粒子軌跡發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),所以利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑但不能估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)說明氫原子發(fā)出的光子的波長(zhǎng)是不連續(xù)的,原子的核式結(jié)構(gòu)模型無法解釋原子光譜的分立特征,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后,核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大,選項(xiàng)D正確. 5.如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=3∶2,原來靜止在平板小車C上,A、B間有一根被壓縮了的彈簧,A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,平板車與地面間的摩擦不計(jì),當(dāng)突然釋放彈簧后,則( ) A.A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B.A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C.小車將向左運(yùn)動(dòng) D.小車將向右運(yùn)動(dòng) 解析 BC A、B兩物體的質(zhì)量不一樣,因此它們受的摩擦力不相等,所以A、B兩物體受的合力向右,兩者動(dòng)量不守恒;A、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒. 6.聯(lián)合國(guó)環(huán)境公署對(duì)科索沃地區(qū)的調(diào)查表明,北約對(duì)南聯(lián)盟進(jìn)行的轟炸中,大量使用了貧鈾炸彈.貧鈾是從金屬中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品,其主要成分為鈾238,貧鈾炸彈的貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍,殺傷力極大,而且殘留物可長(zhǎng)期危害環(huán)境.下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由正確的是( ) ①由于爆炸后的彈片存在放射性,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害 ②爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害 ③鈾238的衰變速率很快 ④鈾238的半衰期很長(zhǎng) A.①② B.③ C.①④ D.②④ 解析 C 貧鈾彈主要成分為鈾238,是放射性元素,且半衰期長(zhǎng),①④對(duì),故選C. 7.下列說法正確的是( ) A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng) B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu) C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因?yàn)樵撌獠ㄩL(zhǎng)太短 D.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,原子總能量增大 解析 D 綜合考查原子物理和光學(xué)知識(shí).太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)(聚變反應(yīng)),不是核裂變反應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò);湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明電子是原子的組成部分,不能表明原子具有核式結(jié)構(gòu),選項(xiàng)B錯(cuò);一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,是因?yàn)樵撌獾念l率太低(低于極限頻率),選項(xiàng)C錯(cuò);根據(jù)玻爾理論,選項(xiàng)D正確. 8.一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同.則碰撞前后小球動(dòng)量變化量的大小Δp和碰撞過程中墻對(duì)小球做功的大小W為( ) A.Δp=0 B.Δp=3.6 kgm/s C.W=0 D.W=10.8 J 解析 BC Δp=0.3[6-(-6)] kgm/s=3.6 kgm/s.由于前后速度大小不變,則W=0,故B、C正確. 9.如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng).兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動(dòng)量均為6 kgm/s,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動(dòng)量增量為-4 kgm/s,則( ) A.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 B.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 C.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 D.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 解析 A 由兩球的動(dòng)量都是6 kgm/s可知,運(yùn)動(dòng)方向都向右,且能夠相碰,說明左方是質(zhì)量小速度大的小球,故左方是A球.碰后A球的動(dòng)量減少了4 kgm/s,即A球的動(dòng)量為2 kgm/s,由動(dòng)量守恒定律得B球的動(dòng)量為10 kgm/s,故可得其速度比為2∶5,故選項(xiàng)A是正確的. 10.已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E,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)電離的光子的最大波長(zhǎng)為( ) A.- B.- C.- D.- 解析 C 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. 二、非選擇題(共60分) 11.(8分)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,當(dāng)用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時(shí),毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí),毫安表的讀數(shù)恰好減小到零,此時(shí)電壓表讀數(shù)為U.若此時(shí)增加黃光照射的強(qiáng)度,則毫安表________(選填“有”或“無”)示數(shù).若改用藍(lán)光照射光電管中的金屬涂層,則毫安表________(選填“有”或“無”)示數(shù). 解析 光電效應(yīng)的原理是當(dāng)有頻率足夠大的光照射到金屬表面時(shí),將會(huì)使金屬中的電子獲得足夠能量而從表面逸出,逸出的電子向另一極板定向移動(dòng)而形成電流. 【答案】 無 有 12.(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn):在小車A的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng),然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng).他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖(a)所示,在小車A后連著紙帶,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz,長(zhǎng)木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力. (1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖(b)所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上),A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),則應(yīng)選________段來計(jì)算A碰前速度,應(yīng)選________段來計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”). (2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.40 kg,小車B的質(zhì)量m2=0.20 kg,由以上測(cè)量結(jié)果可得:碰前mAv0=________kgm/s;碰后(mA+mB)v共=________kgm/s. 解析 (1)選擇的時(shí)間段內(nèi)應(yīng)是小車勻速運(yùn)動(dòng)過程,點(diǎn)間距離應(yīng)均勻,且碰前速度要大,距離也應(yīng)大,碰后速度應(yīng)小,距離也應(yīng)小些,故答案為BC、DE. (2)v0==1.050 m/s,v共==0.695 m/s 故mAv0=0.420 kgm/s,(mA+mB)v共=0.417 kgm/s. 【答案】 (1)BC DE (2)0.420 0.417 13.(10分)一靜止的質(zhì)量為m1的原子核發(fā)生一次α衰變.已知衰變后的α粒子的質(zhì)量為m2、電荷量為q、速度為v,并假設(shè)衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能.求衰變后新核反沖的速度大小;衰變過程中的質(zhì)量虧損(注:涉及動(dòng)量問題時(shí),虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì)). 解析 設(shè)新核反沖的速度大小為v′,由動(dòng)量守恒定律有 m2v=(m1-m2)v′. 解得v′=v. 釋放的核能為ΔE=m2v2+(m1-m2)v′2, 又ΔE=Δmc2, 解得Δm=. 【答案】 v 14.(10分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)電子軌道半徑為r0=0.52810-10 m,量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的能量En= eV.求: (1)電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能; (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫一能級(jí)圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子所能發(fā)出光的光譜線有哪幾條? (3)計(jì)算這幾條光譜線中波長(zhǎng)最短的一條光譜線的波長(zhǎng).(k=9.0109 Nm2/C2,e=1.6010-19 C,h=6.6310-34 Js) 解析 (1)庫侖力提供向心力,則有=m,則mv2=,代入數(shù)據(jù)得電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為13.6 eV. (2)能級(jí)圖如圖所示,可得三條光譜線. (3)波長(zhǎng)最短的光頻率最高、能量最大,對(duì)應(yīng)處于n=3的激發(fā)態(tài)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷所發(fā)出光的光譜線.將能量單位“eV”換算成國(guó)際單位“J”后得: λ==1.0310-7 m. 【答案】 (1)13.6 eV (2)如圖所示 (3)1.0310-7 m 15.(12分)科學(xué)家估算四川汶川特大地震釋放的能量相當(dāng)于200萬個(gè)在廣島投擲的原子彈的能量,根據(jù)下列數(shù)據(jù)估算這次地震釋放的能量: (1)廣島原子彈釋放的核能可用下面的典型裂變反應(yīng)方程式表示; U + n → Xe?。r + 3n 235.043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4 31.008 7 反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(以原子量u為單位).已知1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為930 MeV,此裂變反應(yīng)釋放出的能量是多少? (2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg,該原子彈爆炸釋放的能量為多少?由此估算汶川地震釋放能量約是多少? 解析 (1)此裂變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損 Δm=(235.043 9+1.008 7) u-(138.917 8+93.915 4+31.008 7) u=0.193 3 u, 釋放出的能量是 E1=0.193 3930 MeV=179.8 MeV. (2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg,含有U原子核的個(gè)數(shù)N=NA=2.561024. 1個(gè)廣島原子彈爆炸釋放的能量 E2=2.561024179.8 MeV=4.601026 MeV. 汶川地震釋放能量約 E=200104E2=1.471020 J. 【答案】 (1)179.8 MeV (2)4.601026 MeV 1.471020 J 16.(12分)如圖所示,光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M=1 kg的小車,小車的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m=0.9 kg的滑塊,在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接,滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,整個(gè)系統(tǒng)一起以v1=10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng).現(xiàn)用一質(zhì)量為m0=0.1 kg 的子彈,以v0=50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出,所用時(shí)間極短,當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧被鎖定,測(cè)得此時(shí)彈簧的壓縮量為d=0.50 m,取g=10 m/s2.求: (1)子彈射入滑塊后的瞬間,子彈與滑塊共同速度的大小和方向. (2)彈簧壓縮到最短時(shí),小車的速度和彈簧的彈性勢(shì)能的大?。? 解析 (1)設(shè)子彈射入滑塊后的共同速度大小為v2,向右為正方向,對(duì)子彈與滑塊組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得mv1-m0v0=(m+m0)v2, v2=4 m/s,方向水平向右. (2)設(shè)子彈、滑塊與小車三者的共同速度為v3,當(dāng)三者達(dá)到共同速度時(shí)彈簧壓縮量最大,彈性勢(shì)能最大.由動(dòng)量守恒定律得Mv1+(m+m0)v2=(M+m+m0)v3. 得v3=7 m/s,方向水平向右. 設(shè)最大彈性勢(shì)能為Epmax,對(duì)三個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律得 Mv+(m+m0)v=Epmax+(M+m+m0)v+μ(m+m0)gd. 得Epmax=8 J. 【答案】 (1)4 m/s 方向水平向右 (2)7 m/s,方向水平向右 8 J - 6 -- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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