2014届高三物理二轮复习 整合测试 动量守恒 原子物理专题突破系列小题狂练大题冲关

2014届高三物理二轮复习专题突破系列：整合测试--动量守恒

原子物理

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共20分)

一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(2013·北京东城区一模)下列说法正确的是( )

A．α射线是高速运动的氦原子核

B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子

C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比

D．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，向外辐射光子

[答案]A

[解析]α射线是高速运动的氦核流，A正确；10n表示中子，B错误；当照射光的频率大于金属的极限频率，能发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k＝hν－W0，可见E k与ν不成正比，C错误；氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，D错误。

2．(2013·山东济南一模)在下列四个核反应方程中， x1、x2、x3和x4各代表某种粒子( )

①31H＋x1→42He＋10n②14 7N＋42He→17 8O＋x2

③94Be＋42He→12 6C＋x3④32He＋21H→42He＋x4

以下判断中正确的是( )

A．x1是电子B．x2是质子

C．x3是中子D．x4是中子

[答案]BC

[解析]根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，x1是氘核，x2是质子，x3是中子，x4是质子，故B、C正确。

3．(2013·福建泉州质检)“爆竹声中一岁除，春风送暖人屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露。有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度大小是( )

A．3v0－v B．2v0－3v

C．3v0－2v D．2v0＋v

[答案] C

[解析] 设向东为正方向，在最高点由水平方向动量守恒得：3mv 0＝2mv ＋mv′，则v′＝3v 0－2v ，C 正确。

4．(2013·山东滨州一模)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c 。下列说法正确的是( )

A ．核反应方程是：11H ＋10n →31H ＋γ

B ．聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3

C ．辐射出的光子的能量E ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2

D ．γ光子的波长λ＝

h

m 1＋m 2－m 3c

3

[答案] BC

[解析] 结合核反应方程满足质量数和电荷数守恒可知，A 错误；聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3，B 正确，根据爱因斯坦质能方程可知辐射出的光子的能量E ＝Δmc 2

＝(m 1＋m 2－m 3)c 2

，C 正确；根据E ＝h ν，c ＝λν，得λ＝h m 1＋m 2－m 3c

，D 错误。

5．(2013·北京四中期中)如图，在光滑水平面上放着质量分别为m 和2m 的A 、B 两个物块，现用外力缓慢向左推B 使弹簧压缩，此过程中推力做功W 。然后撤去外力，则( )

A ．从开始到A 离开墙面的过程中，墙对A 的冲量为0

B ．当A 离开墙面时，B 的动量大小为2mW

C ．A 离开墙面后，A 的最大速度为

43

W m D ．A 离开墙面后，弹簧的最大弹性势能为W 3

[答案] CD

[解析] 物块A 离开墙面前，墙对A 有弹力，这个弹力虽然不做功，但对A 有冲量，因此系统机械能守恒而动量不守恒，选项A 错误；撤去力F 后，B 向右运动，弹簧弹力逐渐减小，当弹簧恢复原长时，A 开始脱离墙面，这一过程机械能守恒，即满足：

W ＝12

(2m)v B 2① 当A 离开墙面时，B 的动量大小为2mv B ＝4mW ，选项B 错误；A 脱离墙面后速度逐渐增

加，B 速度逐渐减小，此过程中弹簧逐渐伸长，当A 、B 速度相同时，弹簧弹性势能最大，这一过程系统动量和机械能均守恒，有：

2mv B ＝(m ＋2m)v②

E pmax ＝12(2m)v B 2－12(m ＋2m)v 2

③

由①②③可解得： E pmax ＝W 3

所以D 正确；由于A 脱离墙面后系统动量和机械能均守恒，有 12(2m)v 2B ＝12mv 2A ＋12(2m)v x 2 (2m)v B ＝mv A ＋2mv x 解得v A ＝43v B

又W ＝12

(2m)v B 2

故A 离开墙面后，A 的最大速度为

4

3

W

m

，选项C 正确。 第Ⅱ卷(非选择题 共80分)

二、非选择题(共10小题，每小题8分，共80分)

6．静止的锂核6

3Li 俘获一个速度为8×106

m /s 的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦4

2He ，它的速度大小是8×106

m /s ，方向与反应前的中子速度方向相同。

(1)完成此核反应的方程式6

3Li ＋1

0n ―→4

2He ＋________。

(2)反应后产生的另一个粒子的速度大小为______________m /s ，方向________。 [答案] (1)3

1H (2)8×106 与中子运动方向相反

7．目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的。请完成下面铀核裂变可能的一个反应方程：235

92U ＋1

0n →141

56Ba ＋92

36Kr ＋________。已知235

92U 、141

56Ba 、92

36Kr 和中子的质量分别为m 1、m 2、m 3和m 4，则此反应中一个铀核裂变释放的能量为________。

[答案] 31

0n (m 1－m 2－m 3－2m 4)c 2

[解析] 根据质量数守恒和电荷数守恒可知235

92U ＋1

0n →141

56Ba ＋92

36Kr ＋31

0n ，利用爱因斯坦质能方程得ΔE ＝Δmc 2

＝(m 1－m 2－m 3－2m 4)c 2

8．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：131

53I →________(衰变后的元素用X 表示)。 (2)经过________天有75%的碘131发生了衰变。 [答案] (1)131

54X ＋ 0

－1e (2)16