河北省2013年高考物理二轮复习 高效专题冲刺训练四

1 河北河北 20132013 年高考二轮复习高效专题冲刺训练四年高考二轮复习高效专题冲刺训练四 碰撞与动量守恒碰撞与动量守恒 原子结构 原子核原子结构 原子核 1 U 238 92 衰变成Th 234 90 之后Th 234 90 衰变成Pa 234 91 Pa处于高能级 它向低能级跃迁时辐射一个粒 子 在这个过程中 前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是 A 粒子 粒子 光子 B 粒子 光子 粒子 C 粒子 光子 中子 D 光子 电子 粒子 2 朝核危机 引起全球瞩目 其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆 重水堆核电 站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚 239 Pu 239 94 这种钚 239 可由铀 239 U 239 92 经过n次 衰变而产生 则n为 A 2 B 239 C 145 D 92 3 如图所示 物块A B静止在光滑水平面上 且BA mm 现用大小相等的两个力F和 F 分别作用在A和B上 使A B沿一条直线相向运动 然后又先后撤去这两个力 使这 两个力对物体做的功相同 接着两物体碰撞并合为一体后 它们 A 可能停止运动 B 一定向右运动 C 可能向左运动 D 仍运动 但运动方向不能确定 4 当两个中子和两个质子结合成一个 粒子时 放出 28 30MeV的能量 当三个 粒子结合 成一个碳核时 放出 7 26MeV的能量 则当 6 个中子和 6 个质子结合成一个碳核时 释放的能量为 A 21 04MeV B 35 56MeV C 92 16MeV D 77 64MeV 5 一只小球沿光滑水平面运动 垂直撞到竖直墙上 小球撞墙前后的动量变化量为 p 动 能变化量为E 关于 p 和E 有下列说法 若 p 最大 则E 也最大 若 p 最大 则E 一定最小 若 p 最小 则E 也最小 若 p 最小 则E 一 定最大 以上说法中正确的是 A B C D 6 月球上特有的能源材料He 3 2 总共大约有 100 万吨 这是由于太阳风里带有大量中子打入 月球表面的X粒子中 形成He 3 2 月球表面稀薄气体里 每立方厘米中有数个He 3 2 分子 收集这些He 3 2 可以在月球上建立He 3 2 发电站 其中X粒子应该为 A He 5 2 B He 4 2 4 C He 3 2 3 D H 1 1 2 2 7 关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有 A 放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电 因此达到了消除有害静电的目的 B 利用 射线的贯穿性可以为金属探伤 也能进行人体的透视 C 用放射线照射作物种子能使其 DNA 发生变异 其结果一定是成为更优秀的品种 D 用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量 以免对人体正常组织造成太大的伤害 8 红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体 利用其中的铬离子产生 激光 铬离子的能级图如图所示 E1是基态 E2是亚稳态 E3是激发态 若以脉冲氙灯 发出的波长为 1的绿光照射晶体 处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3 然后自发 地跃迁到E2 释放波长为 2的光子 处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就 是激光 这种激光的波长为 A 12 21 B 21 21 C 21 21 D 21 12 9 如图所示 光滑水平面上有两个大小相同的钢球A B A球的质量大于B球的质量 开 始时A球以一定的速度向右运动 B球处于静止状态 两球碰撞后均向右运动 设碰前 A球的德布罗意波长为 碰后A B两球的德布罗意波长分别为 2和 3 则下列关 系正确的是 A 1 2 3 B 1 2 3 C 32 32 1 D 32 32 1 10 如图所示 光滑的平台上有一质量为 20kg 长度为 10m 的长板 其中 7m 伸出平台 外 为了使木板不翻倒 让一个质量为 25kg 的小孩站在长木板的右端B点 以下关于 木板平衡的结论 正确的是 A 如果小孩从木板的右端B向左端A走动 欲使木板不翻倒 小孩在木板上走动的距离不能超过 1 4m B 如果小孩从木板的右端B向左端A走动 欲使木板不翻倒 小 孩在木板上走动的距离不能超过 3m C 小孩可以从木板的右端B向左端A随意走动 但小孩决不能从左端A离开长木板 否则木板就会翻倒 D 小孩不但可以从木板的右端B向左端A随意走动 还可以从左端A离开木板 整个 过程中 木板都不会翻倒 11 正电子 PET 发射计算机断层显像 它的基本原理是 将放射性同位素 15O注入人体 参与人体的代谢过程 15O在人体内衰变放出正电子 与人体内负电子相遇而湮灭转化为 一对光子 被探测器探测到 经计算机处理后产生清晰的图象 根据PET原理 回答下 3 列问题 1 写出 15O的衰变和正负电子湮灭的方程式 2 将放射性同位素 15O注入人体 15O的主要用途 A 利用它的射线 B 作为示踪原子 C 参与人体的代谢过程 D 有氧呼吸 3 设电子质量为m 电量为q 光速为c 普朗克常数为h 则探测到的正负电子湮灭 后生成的光子的波长 4 PET中所选的放射性同位素的半衰期应 填 长 或 短 或 长短 均可 12 某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验 气垫导轨装置如图 a 所示 所用的气垫导轨装置 由导轨 滑块 弹射架等组成 在 空腔导轨的两个工作面上均匀分布 着一定数量的小孔 向导轨空腔内 不断通入压缩空气会从小孔中喷出 使滑块稳定地漂浮在导轨上 如图 b 所示 这样就大大减小了因滑 块和导轨之间的摩擦而引起的误 差 1 下面是实验的主要步骤 安装好气垫导轨 调节气垫导轨的调节旋钮 使导轨水平 向气垫导轨通入压缩空气 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧 将纸带穿过打点计时器这弹射 架并固定在滑块 1 的左端 调节打点计时器的高度 直至滑块拖着纸带移动时 纸带 始终在水平方向 使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳 把滑块 2 放在气垫导轨的中间 先 然后 让滑块带动纸带一起运动 取下纸带 重复步骤 选出理想的纸带如图 b 所示 测得滑块 1 包括撞针 的质量 310g 滑块 2 包括橡皮泥 的质量为 205g 试完善 实验步骤 的内容 2 已知打点计时器每隔 0 02s 打一个点 计算可知两滑块相互作用以前系统的总动 量为 kg m s 两滑块相互作用以后系统的总动量为 kg m s 保留三位有效数字 3 试说明 2 中两结果不完全相等的主要原因是 13 人们常说 水滴石穿 请你根据下面提供的信息 估算出水对石头的冲击力的大 小 一瀑布落差为h 20m 水流量为Q 0 10m3 s 水的密度 3 100 1 kg m3 水在 最高点和落至石头上后的速度都认为是零 落在石头上的水立即流走 在讨论石头对 水的作用时可以不考虑水的重力 g 取 10m s2 4 14 如图所示 在边长为a的等边三角形bcd所围区域内有磁感应强度为B 方向垂直纸面 向里的匀强磁场 某一时刻静止于b点处的原子核X发生 衰变 粒子沿 bc 方向射 入磁场 经磁场偏转后恰好由d射出且与cd边相切 已知 粒子质量为m 电荷量为 2e 剩余核的质量为M 衰变过程中释放的核能全部转化为动能 求原子核X的质量 15 一群氢原子处于量子数n 4 能级状态 氢原子的能级图如图所示 则 1 氢原子可能发射几种频率的光子 2 氢原子由量子数n 4 的能级跃迁到n 2 的能级时辐射 光子的能量是多少电子伏 16 如图所示 在倾角为 37 的足够长的固定斜面上 物体 A 和小车 B 正沿着斜面上滑 A 的质量为mA 0 50kg B 的质量为mB 0 25kg A 始终受到沿斜面向上的恒力F的作 用 当 A 追上 B 时 A 的速度为vA 1 8m s 方向沿斜面向上 B 的速度恰好为零 A B 相碰 相互作用时间极短 相互作用力很大 碰撞后的瞬间 A 的速度变为 v1 0 6m s 方向沿斜面向上 再经T 0 6s A 的速度大小变为v2 1 8m s 在这一段 时间内 A B 没有再次相碰 已知 A 与斜面间的动摩擦因数 0 15 B 与斜面间的摩 擦力不计 已知 sin37 0 6 重力加速度 g 10m s2 求 1 A B 第一次碰撞后 B 的速度 2 恒力F的大小 5 17 2005 年 7 月 4 日 13 时 52 分 美国宇航局 深度撞击 号探测器释放的撞击器 击中 目标 坦普尔 号彗星 这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现每秒 0 0001mm 的改变 探测器上所携带的总质量达 370kg 的彗星 撞击器 将以每小时 38000km 的速 度径直撞向彗星的彗核部分 撞击彗星后 撞击器 融化消失 问 根据以上数据 估算一下彗星的质量是多少 结果保留一位有效数字 18 如图所示 质量为M的平板车P高h 质量为m的小物块Q的大小不计 位于平板车的左端 系统原来静止在光滑水平面地面上 一不可伸长的轻质细绳长为R 一端悬于Q正上方高 为R处 另一端系一质量也为m的小球 大小不计 今将小球拉至悬线与竖直位置成 60 角 由静止释放 小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短 且无能量损失 已知Q离 开平板车时速度大小是平板车速度的两倍 Q与P之间的动摩擦因数为 M m 4 1 重 力加速度为g 求 1 小物块Q离开平板车时速度为多大 2 平板车P的长度为多少 3 小物块 Q 落地时距小球的水平距离为多少 参考答案 1 答案 A 根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可得 2 答案 A 由 衰变规律 质量数不变 质子数增加 1 Pu 239 94 比U 239 92 质子增加 2 所以发生 2 次 衰变 3 答案 B 由动能定理知功相同 结合前动能相同 k mEP2 因此BA PP 碰 撞过程动量守恒 vmmPP BABA 故碰后速度v一定与PA相同 向右 4 答案 C 根据爱因斯坦的质能方程知 2 6 cmmmE Cnp 2 1 2 cmmmE np 2 2 3 cmmE C 26 7 30 2833 21 EEE 92 16MeV 6 5 答案 B 小球与墙壁碰撞后 如果无能量损失 则小球应以相同的速率返回 这种情况动 量变化量 p 最大等于 2mv 动能变化量E 最小为零 所以 正确 如果小球与墙壁 碰后粘在墙上 动量变化量 p 最小等于 mv 动能变化量E 最大等于 2 2 1 mv 所以 正 确 6 答案 D 由HenX 3 2 1 0 可知 X 粒子为H 1 1 2 7 答案 D 利用放射线消除有害静电是利用 射线的电离性 使空气分子电离成倒替 将静 电泄出 射线对人体细胞伤害太大 因此不能用来人体透视 在用于治疗肿瘤时要严 格控制剂量 DNA 变异并不一定都是有益的 也有时发生变害的一面 8 答案 A 113 hcEE 223 hcEE 12 hcEE 根据 122313 EEEEEE 可得 21 hchchc 则 12 21 9 答案 D 由动量守恒定律pA pA pB 再由德布罗意波长公式 h p 得到 h 1 h 2 h 3 10 答案 D 平台光滑 说明小孩和木板组成的系统动量守恒 小孩从木板右端B向左端 A走动时 木板将沿平台向右移动 二者相对于平台的动量的大小相等 即 木木人人 vmvm 设经过时间t小孩走到A端 则tvmtvm 木 木 人 人 即 木木人人 smsm 又10 木人 ssm 联立二式解得 9 50 木 sm 此时 木板的重 心已向右移到了平台上 即使小孩从左端A离开木板 木板也不会翻倒 故 D 正确 11 答案 1 根据题意得 15 8O 15 7N 0 1e 0 1e 0 1 e 2 2 分 2 B 正确 2 分 3 根据E h mc2和c 可得 h mc 2 分 4 根据同位素的用途 半衰期应极短 2 分 12 答案 1 接通打点计时器的电源 2 分 放开滑块 1 2 分 2 0 620 2 分 0 618 2 分 3 纸带与打点计时器限位孔有摩擦 4 分 解析 作用前系统的总动量为滑块 1 的动量p0 m1v0 v0 0 2 0 1 2m s p0 0 31 2 0 620kg m s 作用后系统的总动量为滑块 1 和滑 块 2 的动量和 且此时两滑块具有相同的速度v v 0 168 0 14 1 2m s p m1 m2 v 0 310 0 205 1 2 0 618 kg m s 13 解析 水从h高处落下可认为是自由落体运动 速度为v 则 ghv2 2 2 分 202 ghv m s 2 分 设在很短时间t内有质量为m的水落到石头上 以它为研究对象 设石头对水的平均作 用力为F 取竖直向下为正方向 由动量定理得 mvFt 0 而 Qtm 5 分 7 由 式代入数据解得 3 100 2 F N 2 分 根据牛顿第三定律可知 水对石头的反作用力 F 3 100 2 F N 2 分 14 解析 设 X 衰变时放出的 粒子的速度为 v 在磁场中做匀速圆周运动的半径为r 则 由上图可知 aar 3 3 30tan 1 分 又 eBv2 r v m 2 1 分 所以 m eBa m eBr v 3 322 2 分 因衰变过程中动量守恒 故有 Mvmv 0 2 分 M eBa v M m v 3 32 2 分 衰变过程中释放的能量为 mM MmaBe MvmvE 3 2 2 1 2 1 222 22 2 分 由爱因斯坦质能方程 得 2 c E m mM Mm c aBe 2 222 3 2 2 分 故原子核 X 的质量为 Mmc aBe MmmMmmX 2 222 2 2 1 2 分 15 解析 1 可发射 6 种频率的光子 7 分 2 由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为24 EEE 代入数据得E 2 55eV 6 分 16 解析 1 A B 碰撞过程中满足动量守恒 mAvA mAv1 mBvB 2 分 得vB 2 4m s 2 分 方向沿斜面向上 1 分 2 设经过时间T 0 60s A 的速度方向向上 此时 A 的位移72 0 2 12 T vv sAm 1 分 B 的加速度aB gsin 6m s2 1 分 B 的位移36 0 2 1 2 TaTvs BBB m 1 分 可见 A B 将再次相碰 违反了题意 因此碰撞后 A 先做匀减速运动 速度减为零后 再做匀加速运动 1 分 对 A 列出牛顿第二定律 mAgsin mgcos F mAa1 2 分 mAgsin mgcos F mAa2 2 分 8 v1 a1t1 v2 a2 T t1 2 分 解得F 0 6N 1 分 17 解析 解 以彗星和撞击器组成的系统为研究对象 设