【创新设计】（山东专用）高考物理二轮专题复习 专讲训练 第15讲 动量守恒定律　原子结构和原子核（含解析）.doc

第15讲动量守恒定律原子结构和原子核1(1)下列说法正确的是_(双选，填正确答案标号)a每种元素都有自己的特征谱线，利用特征谱线可以鉴别物质或确定物质的组成成分b天然放射现象放出的粒子是质子向中子转变时产生的c卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构d对放射性物质施加压力，其半衰期不会改变(2)如图61514所示，质量分别为m10.5 kg、m20.49 kg的两个小滑块固定在轻质弹簧的两端，静止于光滑的水平面上，m1靠在光滑的竖直墙上现有一质量m0.01 kg的子弹，以v0600 m/s的水平初速度射入m2中，最后m1、m2都将向右运动求在此过程中竖直墙对m1的冲量i.图61514解析(2)设子弹m和滑块m2碰后的共同速度的大小为v，对由滑块m2和子弹m组成的系统，由动量守恒定律可得：mv0(mm2)v在m2和m以共同速度v(方向向左)压缩弹簧而后又回到碰撞的初位置时，由机械能守恒可知，m2和m的共同速度大小仍为v(方向向右)，此时弹簧、竖直墙对m1的作用力都为零取m1、弹簧以及m2和m这一系统为研究对象，从m2开始向左运动到又回到初位置的整个过程，设墙对m1的冲量大小为i，对系统由动量定理可得：i(mm2)v(m2m)v由上式可得：i2mv0代入数据有：i12 ns答案(1)ad(2)12 ns2(1)下列说法中正确的是_(双选，填正确答案标号)a衰变现象说明电子是原子核的组成部分b目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变c一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子d卢瑟福依据极少数粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型(2)如图61515所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块a、b、c.b的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设a以速度v0朝b运动，压缩弹簧；当a、 b速度相等时，b与c恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设b和c碰撞过程时间极短求从a开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，图61515整个系统损失的机械能；弹簧被压缩到最短时的弹性势能解析(1)衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，a选项错误；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故b选项正确；一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射c3种不同频率的光子，而一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故c选项错误；卢瑟福依据极少数粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，d选项正确(2)从a压缩弹簧到a与b具有相同速度v1时，对a、b与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv02mv1此时b与c发生完全非弹性碰撞，设碰撞后它们的瞬时速度为v2，损失的机械能为e，对b、c组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv12mv2mve(2m)v联立式得emv由式可知v2v1，a将继续压缩弹簧，直至a、b、c三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为ep，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv03mv3mve(3m)vep联立式得epmv.答案(1)bd(2)mvmv3.(1)如图61516所示为氢原子能级示意图的一部分，则下列说法正确的是_(双选，填正确答案标号)图61516a从高能级向低能级跃迁时，氢原子要向外放出能量，电势能减少b大量处于n4能级的氢原子跃迁时最多能辐射3种频率的光c用11.2 ev的光子照射，氢原子能从n1能级跃迁到n2能级d从n4能级跃迁到n2能级比从n3能级跃迁到n1能级辐射出电磁波的波长长(2)光滑水平面上有三个物块a、b和c位于同一直线上，如图61517所示，b的质量为m，a、c的质量都为3m，开始时三个物块都静止让b获得向右的初速度v0，先与c发生弹性碰撞，然后b又与a发生碰撞并粘在一起，求b在前、后两次碰撞中受到的冲量大小之比图61517解析(2)取向右为正方向，设b、c发生弹性碰撞后的速度分别为v1、v2mv0mv13mv2mvmv3mv可解得：v1v0，v2v0b受到的冲量i1mv1mv0mv0设b与a碰撞后的共同速度为v3mv1(m3m)v3v3v0b受到的冲量i2mv3mv1mv0所以b两次受到的冲量大小之比|i1|i2|4答案(1)ad(2)44(1)下列说法正确的是_(双选，填正确答案标号)a.nhche是衰变方程b.hhhe是核聚变反应方程c.uthhe是核裂变反应方程d.healpn是原子核的人工转变方程图61518(2)如图61518所示，在光滑水平面上放置有质量均为m2 kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过两车连接处时，感应开关使两车自动分离，分离时对两车及滑块的瞬时速度没有影响)，甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块p之间的动摩擦因数0.5.一根轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m1 kg的滑块p(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，用一根细线拴在甲车左端和滑块p之间使弹簧处于压缩状态，此时弹簧的弹性势能e010 j，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态现剪断细线，滑块p滑上乙车后最终未滑离乙车，g取10 m/s2.求：滑块p滑上乙车前的瞬时速度的大小；滑块p滑上乙车后相对乙车滑行的距离解析(1)核反应类型分四种，方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现或粒子聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等原子核人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核，由此可知b、d两选项正确(2)设滑块p滑上乙车前的瞬时速度为v，甲、乙的速度为v共，对整体应用动量守恒和能量守恒有：mv2mv共0e0mv22mv解之得v4 m/s，v共1 m/s所以滑块p滑上乙车前的瞬时速度大小为4 m/s设滑块p和乙车达到的共同速度为v，相对滑行距离为l，对滑块p和乙车有：mvmv共(mm)vmglmv2mv(mm)v2代入数据解得：l m答案(1)bd(2)4 m/s m5(2014山东名校联考信息卷)(1)若两个氘核发生聚变，生成一个he和未知粒子x，已知中子的质量为m1，质子的质量为m2，氘核的质量为m3，he的质量为m4，则未知粒子x是_，该核聚变所释放的核能为_(2)有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如图61519实验：在一光滑水平面上，紧挨着放置两个可视为质点的物体a、b，它们的质量分别为m1、m2，并在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板，右方接一光滑的1/4竖直圆轨道刚开始a、b两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体a向左运动与挡板碰后原速率返回，在水平面上追上物体b并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧轨道的最高点，已知圆弧的半径为r.求炸药爆炸时对a、b两物体所做的功图61519解析(2)炸药爆炸后，设物体a的速度大小为v1，物体b的速度大小为v2，由动量守恒定律可得m1v1m2v20物体a与挡板碰后追上物体b，碰后两物体共同的速度设为v，碰撞前后动量守恒，m1v1m2v2(m1m2)v两物体上升到圆弧轨道的最高点时速度减为0，两物体的动能转化为势能，(m1m2)v2(m1m2)gr炸药爆炸时对a、b所做的功wm1vm2v解得w答案(1)中子(或n)(2m3m1m4)c2(2)w6(2014山东命题原创卷)(1)某原子核x发生衰变生成新核y，其衰变方程为_；若核x半衰期为半年，则经过_有的核x发生了衰变图61520(2)如图61520所示，质量为m10 kg的小车静止在光滑的水平地面上，其ab部分为半径r0.5 m的光滑圆弧，bc部分水平粗糙，bc长为l2 m一可看作质点的小物块从a点由静止释放，滑到c点刚好停止已知小物块的质量m6 kg，g取10 m/s2.求：小物块与小车bc部分间的动摩擦因数；小车的最大速度解析(2)根据题述，小物块滑至c点时，小物块和小车均静止，根据功