南京市2018届高考物理二轮复习精讲精练 课时冲关练(十七) 第17讲 碰撞与动量守恒 近代物理初步

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课时冲关练(十七)
碰撞与动量守恒近代物理初步
(45分钟,100分)
选择题(本大题共16小题,1～12每小题6分,13～16每小题7分,共100分)
1.(2014·厦门一模)古时有“守株待兔”的寓言。

假设兔子质量约为2kg,以
15 m/s的速度奔跑,撞树后反弹的速度为1m/s,则兔子受到撞击力的冲量大小为
　( ) A.28 N·s B.29 N·s
C.31 N·s
D.32 N·s
【解析】选D。

根据动量定理,设反弹速度方向为正方向,2×1kg·m/s-(-2×15)kg·m/s=I,I=32N·s,D正确。

2.(2014·漳州一模)质量为2kg的小车以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为0.5 kg的砂袋以3 m/s的水平速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是　( )
A.1.0 m/s,向右
B.1.0 m/s,向左
C.2.2 m/s,向右
D.2.2 m/s,向左
【解析】选A。

设向右方向为正方向,根据动量守恒得2×2kg·m/s-0.5×3kg·m/s=(2+0.5)kg×v,解得:v=1.0m/s。

3.(2014·宁德二模)光滑的水平面上两个同一直线上相向运动的小球,甲球的质量为2kg,乙球的质量为1 kg,碰撞前后乙球的速度随时间变化
如图所示。

两球发生正碰后,甲球静止不动,规定向左为正方向,则碰
前甲球速度的大小和方向为　( )
A.0.5 m/s,向右
B.0.5 m/s,向左
C.1.5 m/s,向左
D.1.5 m/s,向右
【解析】选D。

由题意知v′1=0,v2=2m/s,v′2=-1m/s,据动量守恒定律m1v1+m2v2=
m1v′1+m2v′2,得v1=-1.5m/s,故选D。

4.(2014·福州一模)如图所示,光滑的水平面
上,小球A以速度v0向右运动时与静止的小球
B发生对心正碰,碰后A球的速率为,B球的速
率为,A、B两球的质量之比为　( )
A.3∶8
B.3∶5
C.2∶3
D.4∶3
【解析】选A。

碰撞瞬时动量守恒方程:m
A v0=±m A+m B,解得=或=,A正确。

5.(2014·龙岩一模)如图所示,物体A静止在光
滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,物体B
以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终
沿同一直线运动,m A=2m B。

当弹簧压缩到最短时,A物体的速度为　( ) A.0 B.v C.v D.v
【解析】选B。

当弹簧压缩到最短时,分析得物体A、B具有相同的速度,根据动量守恒定律:m
B v=(m A+m B)v1,v1=,B正确。

6.(2014·泉州一模)在光滑的水平面上有a、b
两球,其质量分别是m a、m b,t1时刻两球发生正碰。

两球碰撞前后的v-t图像如图所示。

下列关系正
确是　( )
A.m a=3m b
B.3m a=m b
C.m a=2m b
D.2m a=m b
【解析】选B。

a、b两球的动量守恒方程:m a2v0=-m a v0+m b v0,解得: 3m a=m b,B正确。

7.(2014·厦门一模)下列说法中正确的是　( )
A.玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说
B.卢瑟福在“粒子散射”实验中发现了电子
C.查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子
D.玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说
【解析】选C。

卢瑟福提出了核式结构,A错误;汤姆孙发现了电子,B
错误;查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子,C正确;爱因斯坦提出了光子说,D错误。

8.(2014·龙岩一模)氢原子的能级图如图所示。

用某种单色光照射容
器中大量处于n=2能级的氢原子,氢原子吸收这种光子后,能发出波长
分别为λ1、λ2、
λ3的三种光子(λ1>λ2>λ3)。

则照射光光子的波长为　( )
A.λ1
B.λ3
C.λ1-λ2
D.λ2+λ3
【解析】选A。

能发出波长分别为λ1、λ2、λ3的三种光子,说明有大量光子在能级3上,入射光使原子由2能级跃迁到3能级,因为λ1>λ2>λ3,所以对应的能级跃迁为3→2、2→1、3→1。

照射光光子的波长为λ1,A 正确。

9.(2014·泉州一模)如图所示,氢原子从第3能级跃迁到第2能级时,
辐射的光子照射到某种金属,刚好发生光电效应。

现有大量的氢原子
处于n=4的激发态,在向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光子中,可
使这种金属产生光电效应的有　( )
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
【解析】选C。

由刚好发生光电效应得逸出功W0=ΔE=E3-
E2=1.89eV,由高能级到低能级跃迁的光子能量大于逸出功的有
4→1、4→2、3→1、3→2、2→1的五种光子,C正确。

【总结提升】判定氢原子辐射光子的可能频率的方法
(1)如果是一个氢原子,向低能级跃迁时最多能辐射(n-1)种不同频率的光子。

(2)如果是一群氢原子,向低能级跃迁时最多能辐射=种不同频率的光子。

10.(2014·武汉模拟)如图所示是研究光电效应的电路,阴极K和阳极
A是密封在真空玻璃管中的两个电极,K在受到光照时能够发射光电子。

阳极A吸收阴极K发出的光电子,在电路中形成电流。

如果用单色光
a照射阴极K,电流表的指针发生偏转;用单色光b照射光电管阴极K 时,电流表的指针不发生偏转。

下列说法不正确的是　( )
A.a光的波长一定小于b光的波长
B.只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大
C.只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大
D.用单色光a照射阴极K,当电源的正、负极对调时,电流表的读数可
能减为零
【解析】选C 。

用单色光b 照射光电管阴极K 时,电流表的指针不发生偏转,说明b 光不能使阴极K 发生光电效应,即a 光的波长一定小于b 光的波长;只增加a 光的强度可使阴极K 单位时间内逸出的光电子数量增加,故通过电流表的电流增大;只增加a 光的强度不能使逸出的电子最大初动能变大;用单色光a 照射阴极K,当电源的正、负极对调时,两极间加的是反抗电压,则可能使电子不能到达负极板,从而电流表的读数可能减为零。

选项C 不正确。

11.(2014·宁德二模P Si+X Be H →B+Y He He Li+Z 这105三个核反应方程中X 、Y 、Z 是　( )
A.X 是电子,Y 是中子,Z 是α粒子
B.X 是正电子,Y 是中子,Z 是质子
C.X 是中子,Y 是正电子,Z 是质子
D.X 是电子,Y 是质子,Z 是中子
【解析】选B 。

据电荷数与质量数守恒可知X 是正电子,Y 是中子,Z 是质子,故选B 。

12.( 2014·福州一模)关于核反应方程Se Kr+2X,下列说法正确
的是
　( )
A.X 是α粒子
B.X 没有质量
C.此反应是β衰变
D.此方程式为裂变反应式
【解析】选C 。

核反应方程要求质量数和电荷数守恒,所以此反应是β衰变。

【总结提升】正确书写核反应方程的三点注意
(1)书写核反应方程时要以事实为依据,不能无中生有;
(2)核反应通常不可逆,方程中要用“→”连接,不能用“=”连接;
(3)质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量守恒。

13.(2014·漳州一模)如图所示为查德威克利用钋衰变放出的α射线轰击铍(Be)发现中子的实验。

下列说法中正确的是　( )
A.放射性元素钋发生衰变放出粒子1是氦原子
B.该实验的核反应方程为Be He→C n
136C.图中穿透力很强的射线是中子流
D.图中射线从石蜡中打出的粒子2是中子
【解析】选C 。

钋发生α衰变放出粒子1是氦原子核,不是原子,A 错误;B 方程质量数不守恒,B 错误;金属铍的核反应
Be He →C n,C 正确;从石蜡中打出的粒子2是质子,D 错。

12
614.裂变反应是目前核能利用中常见的反应。

以原子核U 为燃料的
23592
反应堆中,当U 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式,
23592其中一种可表示为
U + n
Xe + Sr+3X 235
9213954235.043 2
1.008 7138.917 893.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位u 为单位,取1 u 的质量对应的能量为9.3×102MeV),此裂变反应中　( )
A.释放出的能量是30×102MeV,X 是中子
B.释放出的能量是30 MeV,X 是质子
C.释放出的能量是1.8×102MeV,X 是中子
D.释放出的能量是1.8×102MeV,X 是质子
【解析】选C 。

据核反应过程中质量数和电荷数守恒可判断X 是中子。

Δm=
(235.043 2+1.008 7-138.917 8-93.915 4-3×1.008 7)u=0.192 6 u,可见该反应释放能量,释放的能量ΔE=0.192
6×9.3×102MeV=1.8×102MeV 。

故C 正确。

15.(2014·大同模拟)下列关于科学家的贡献及物理现象的说法中不正确的是
　( )
A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小
B.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子
C.卢瑟福提出了原子核式结构学说
D.当某种色光照射金属表面时,能产生光电效应,则入射光的频率越高,产生的光电子的最大初动能越大
【解析】选A 。

半衰期是由核内部自身的因素决定的,与原子所处的化
学状态和外部条件没有关系;汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子核式结构模型;根据爱因斯坦光电效应方程E k =hν-W 0,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,故选A 。

16.下列说法正确的是　( )
A.具有相同的质子数而中子数不同的原子互称同位素
B.某原子核经过一次α衰变后,核内质子数减少4个
C.Pu 与U 的核内具有相同的中子数和不同的核子数
2399423992D.进行光谱分析时既可以用连续光谱,也可以用线状光谱
【解析】选A 。

同位素的质子数相同,中子数不同,A 正确;某原子核经过一次α衰变后,核内质子数减少2个,B 错误;Pu 和U 的核内具2399423992有相同的核子数和不同的中子数和质子数,C 错误;进行光谱分析时只能用线状光谱,不能用连续光谱,D 错误。

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