河南省高考物理 考前预测 动量守恒 原子物理

河南2013年高考考前预测动量守恒原子物理1．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性[答案] D[解析] α射线是原子核衰变中放出的由氦核组成的粒子流，选项A错误；β射线是原子核衰变中核内放出的高速电子流，它是由核内一个中子转化成一个质子时放出的，选项B 错误；γ射线是原子核衰变过程中，产生的新核具有过多的能量，这些能量以γ光子的形式释放出来，选项C错误；化学反应只是原子间核外电子的转移，不改变原子核的结构，所以不能改变物质的放射性，选项D正确．2．表示放射性元素碘131( 53131I)β衰变的方程是( )A. 53131I→ 51127Sb＋24HeB. 53131I→ 54131Xe＋－1 0eC. 53131I→ 53130I＋01nD. 53131I→ 52130Te＋11H[答案] B[解析] 原子核发生β衰变时，从原子核内部释放出一个电子，同时生成一个新核，选项B正确．3．如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法中正确的是( )A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车和与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同[答案] C[解析] 如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变．选项A中，男孩和木箱组成的系统受到小车对系统的摩擦力的作用；选项B中，小车与木箱组成的系统受到人对系统的摩擦力的作用；动量、动量的改变量均为矢量，选项D 中，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同、方向相反，故本题正确选项为C.4．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1/n 2，其中n ＝2,3….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1[答案] C[解析] 根据激发态能量公式E n ＝E 1n 2可知氢原子第一激发态的能量为E 14，设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm )的光子能量为ΔE ，则有E 14＋ΔE ＝0，且ΔE ＝hcλm，联立解得λm ＝－4hcE 1，所以本题正确选项只有C.5．如图所示，一小物块从粗糙斜面上的O 点由静止开始下滑，在小物块经过的路径上有A 、B 两点，且A 、B 间的距离恒定不变．当O 、A 两点间距离增大时，对小物块从A 点运动到B 点的过程中，下列说法正确的是( )A ．摩擦力对小物块的冲量变大B ．摩擦力对小物块的冲量变小C ．小物块动能的改变量增大D ．小物块动能的改变量减小 [答案] B[解析] 依题意，OA 距离越大即小物块初始释放位置越高，则经过AB 段的时间变短，故摩擦力对小物块的冲量变小，选项A 错，B 对；在AB 段小物块受到的合外力不因OA 距离变化而变化，AB 段的位移恒定，故合外力对小物块做功不变，即小物块动能的改变量不变，选项C 、D 均错．6．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： 53131I→________(衰变后的元素用X 表示)． ②经过________天有75%的碘131核发生了衰变． [答案] ①54131X ＋－1 0e ②16[解析] ①衰变过程遵循核电荷数和质量数守恒，有 53131I→ 54131X ＋－1 0e②根据半衰期的定义可知，经2个半衰期的时间即16天，共有12＋12×12＝34的碘发生了衰变．7．利用氦－3(23He)和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦－3，每个航天大国都将获得氦－3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦－3的分布和储量．已知两个氘核(12H)聚变生成一个氦－3，则该核反应方程为____________________；已知12H 的质量为m 1,23He 的质量为m 2，反应中新产生的粒子的质量为m 3，则上述核反应中释放的核能为ΔE ＝________.[答案]12H ＋ 12H→23He ＋01n (2m 1－m 2－m 3)c 2[解析] 由核反应过程中的质量数守恒和核电荷数守恒可知，反应过程中要产生中子．核反应方程为12H ＋12H→23He ＋01n ，释放的核能为(2m 1－m 2－m 3)c 2.8．有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X ＋714N→817O ＋11H 中，核反应吸收的能量Q ＝[(m O ＋m H )－(m X ＋m N )]c 2.在该核反应方程中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E k 轰击静止的714N 核，若E K ＝Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由． [答案]24He 不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．[解析] 由质量数及电荷数守恒知，X 应为24He.9．如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为m ＝1kg 的相同小球A 、B 、C .现让A 球以v 0＝2m/s 的速度向B 球运动，A 、B 两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟C 球碰撞，碰后A 、B 未分开，C 球的速度v C ＝1m/s.求：(1)A 、B 两球碰撞后的共同速度； (2)两次碰撞过程中损失的总动能． [答案] (1)1m/s (2)1.25J[解析] (1)A 、B 相碰满足动量守恒mv 0＝2mv 1 得两球跟C 球相碰前的速度v 1＝1m/s(2)两球与C 球相碰同样满足动量守恒2mv 1＝mv C ＋2mv 2 得两球碰后的速度v 2＝0.5m/s两次碰撞损失的总动能ΔE k 损＝12mv 02－12×2mv 22－12mv C 2＝1.25J.10．一端固定于竖直墙壁上的轻质弹簧，另一端连接一质量为m 的滑块A ，弹簧处于原长位置，另一个完全相同的滑块B 与A 相距为d ，两滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ，现使B 获得一水平向左的速度v 0，后与A 碰撞并粘连，最后A 、B 静止时弹簧刚好处于原长．两滑块可视为质点，求A 、B 相撞后滑行的总路程．[答案]v 028μg －d4[解析] 设滑块B 与A 碰撞前的速度为v 1，由动能定理得： －μmgd ＝12mv 12－12mv 02得：v 1＝v 02－2μgdB 与A 相撞粘连后的速度为v 2，由动量守恒定律得： mv 1＝2mv 2得v 2＝12v 02－2μgd设A 、B 相撞后滑行的总路程为x 由动能定理得： －2μmgx ＝0－12(2m )v 22解得x ＝v 02－2μgd 8μg ＝v 028μg －d4.11．用速度大小为v 的中子轰击静止的锂核(36Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7 ∶8.中子的质量为m ，质子的质量可近似看做m ，光速为c .(1)写出核反应方程；(2)求氚核和α粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损． [答案] (1)01n ＋36Li→13H ＋24He (2)7v 11 8v 11 (3)141mv2121c2[解析] (1)01n ＋36Li→13H ＋24He.① (2)由动量守恒定律得m n v ＝－m H v 1＋m He v 2② 由题意得v 1 ∶v 2＝7 ∶8 解得v 1＝711v ，v 2＝811v ③(3)氚核和α粒子的动能之和为E k ＝12×3mv 12＋12×4mv 22＝403242mv 2④释放的核能为ΔE ＝E k －E k n ＝403242mv 2－12mv 2＝141121mv 2⑤ 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm ＝ΔE c 2＝141mv2121c2.⑥12．如图所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m ，人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L 时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L 时与第三车相碰，三车以共同速度又运动了距离L 时停止．车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍，重力加速度为g ，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功； (2)人给第一辆车水平冲量的大小； (3)第一次与第二次碰撞系统动能损失之比． [答案] (1)－6kmgL (2)2m 7kgL (3)13/3[解析] (1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W ，则W ＝－kmgL －2kmgL －3kmgL ＝－6kmgL(2)设第一车初速度为u 0，第一次碰前速度为v 1，碰后共同速度为u 1；第二次碰前速度为v 2，碰后共同速度为u 2；人给第一车的水平冲量大小为I .由：－kmgL ＝12mv 12－12mu 02－k (2m )gL ＝12(2m )v 22－12(2m )u 12－k (3m )gL ＝0－12(3m )u 22mv 1＝2mu 12mv 2＝3mu 2得： I ＝mu 0－0＝2m 7kgL(3)设两次碰撞中系统动能损失分别为ΔE k1和ΔE k2 由：ΔE k1＝132kmgLΔE k2＝32kmgL得：ΔE k1/ΔE k2＝13/3.。