2016届高三物理二轮复习第四篇考前基础回扣练碰撞与动量守恒近代物理初步

十五碰撞与动量守恒近代物理初步
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1.(多选)古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。

若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为,则被撞死的免子的奔跑的速度可能是( )
A.1m/s
B.1.5m/s
C.2m/s
D.2.5m/s
【解析】选C、D。

根据题意建立模型,设兔子与树桩的撞击力为F,兔子撞击后速度为零,根据动量定理有-Ft=0-mv,所以v===gt=10×0.2m/s=2m/s,选项C、D正确。

2.核电站泄漏的污染物中含有人工核素碘131等。

碘131(即131
53I)核不稳定,会发生β衰变,其半衰期为8
天,则下列说法中正确的是( )
A.碘131的半衰期随气温升高而逐渐减小
B.核电站中的核反应堆所发生的是轻核聚变反应
C.经过8天后,30个放射性碘131衰变的个数一定是15个
D.碘131核的衰变方程为131
53
131
54
IX e(X表示衰变后的元素)
【解析】选D。

半衰期由原子核自身因素决定,与温度无关,选项A错;核电站发生的是重核裂变反应,选项B错;原子核发生衰变是统计规律,30个原子核经过一个半衰期衰变个数不一定是15个,选项C错;据电荷数和质量数守恒可知选项D正确。

3.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,选项A正确。

4.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-W0,光电子的最大初动能与入射光的频率有关。

综上选项A不正确。

5.频率为ν的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为E km。

改为频率为2ν的光照射同一金属,所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )
ν+hν+2hν
【解析】选C。

根据爱因斯坦光电效应方程得：E km=hν-W0,若入射光频率变为
2ν,则E′km=h·2ν-W0=2hν-(hν-E km)=hν+E km,选项C正确。

6.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为1500kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg 向北行驶的卡车,碰撞后两辆车接在一起,并向南滑行了一小段距离后停下,根据测速仪的测定,长途客车碰前以20m/s的速率行驶,由此可判断卡车碰撞前的行驶速率( )
A.小于10m/s
B.大于20m/s,小于30m/s
C.大于10m/s,小于20m/s
D.大于30m/s,小于40m/s
【解析】选A。

两车碰撞过程中系统动量守恒,两车相撞后向南滑行,则系统动量方向向南,即p客>p卡,1500kg ×20m/s>3000kg×v,解得v<10m/s,故A正确。

7.(多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。

下列释放核能的反应方程,表述正确的有( )
3
1是核聚变反应
B H H He n是β衰变
C U n Ba Kr+n是核裂变反应
D 235
92U n Xe Sr+n是α衰变
【解析】选A、C。

因A项为两个轻核结合成质量较大的核,所以反应为核聚变,选项A正确,选项B错误;在C项中铀核在被中子轰击后分裂成两个较轻原子核,所以反应为核裂变,选项C正确;α衰变本质为核内2个质子和2个中子结合成He,所以选项D错误。

8.(多选)地震和海啸引发核电站放射性物质泄漏,其中放射性物质碘131的衰变方程为131
53I
131
54
Xe+Y。

根据有关放射性知识,下列说法正确的是( )
131
53的质量与131
54Xe和Y粒子的质量之和不相等
B.若131
53I的半衰期大约是8天,若取4个碘原子核,经16天就只剩下1个碘原子核了
C.生成的131
54Xe处于激发态,放射γ射线,γ射线的穿透能力最强,电离能力也最强
D. 131
53I中有53个质子,共有131个核子
【解析】选A、D。

根据质量亏损及质能方程,即可知131
53I的质量与
131
54Xe和Y粒子的质量之和不相等,故
A正确。

半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核才适用,对少数原子核是不适用的。

所以,若取4个碘原
子核,经16天剩下几个碘原子核无法预测,故B错误;生成的131
54Xe处于激发态,还会放射γ射线,γ射线的
穿透能力最强,γ射线是高能光子,即高能电磁波,它是不带电的,所以γ射线的电离作用很弱,故C错误；131
53I中有53个质子,131表示质量数,即核子数为131,故D正确。

9.(多选)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,因此达到消除有害静电的目的
B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤
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γ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危害
E.γ射线对人体细胞伤害太大,不能用来直接进行人体透视
【解析】选B、D、E。

利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性,使空气分子电离成导体,将静电放出,故A错误;利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤,故B正确;DNA变异并不一定都是有益的,也有有害的变异,故C错误;γ射线对人体细胞伤害太大,在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量,故D正确;γ射线对人体细胞伤害太大,不能直接用来进行人体透视,故E正确。