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1、2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升:第十三章 章末小結(jié)與達標(biāo)檢驗
(時間:50分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分,每小題至少有一個選項正確,選對但不全選得3分,有選錯或不答的得0分)
1.盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗,獲得了重大發(fā)現(xiàn)。關(guān)于α粒子散射實驗的結(jié)果,下列說法正確的是( )
A.證明了質(zhì)子的存在
B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的
C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里
D.說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動
解析:α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核。數(shù)
2、年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測核內(nèi)存在中子,所以C對,A、B錯。玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化,D錯。
答案:C
2.如圖1所示,小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上,現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱。關(guān)于上述過程,下列說法中正確的是( )
A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒 圖1
B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒
D.木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同
解析:如果一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,那么這個系統(tǒng)的總動量保持不變。選項A中,男孩和木箱組成的系統(tǒng)受到小車對系統(tǒng)的摩擦力的作用;選項B中,小車
3、與木箱組成的系統(tǒng)受到人對系統(tǒng)的摩擦力的作用;動量、動量的改變量均為矢量,選項D中,木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量大小相同、方向相反,故本題正確選項為C。
答案:C
3.首次用實驗驗證“愛因斯坦質(zhì)能方程”的核反應(yīng)方程是:Li+H→kHe,已知mLi=7.016 0 u,mH=1.007 8 u,mHe=4.002 6 u,則該核反應(yīng)方程中的k值和質(zhì)量虧損分別是
( )
A.1和4.021 2 u B.1和2.005 6 u
C.2和0.018 6 u D.2和1.997 0 u
解析:由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得,k=2;質(zhì)量虧損Δm=mLi+mH-2m
4、He=0.018 6 u,選項C正確。
答案:C
4.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3)。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?,其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為He+He→2H+He。關(guān)于He聚變下列表述正確的是( )
A.聚變反應(yīng)不會釋放能量
B.聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損
C.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核
D.目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電
解析:發(fā)生核聚變反應(yīng)時有質(zhì)量虧損,據(jù)質(zhì)能方程ΔE=Δmc2可知將釋放出能量,目前的核電站采用的是重核裂變,由核反應(yīng)方程可得該聚變反應(yīng)產(chǎn)生了氫元素的原子核和氦4。C選項正確。
答案:C
5.(2020·重慶高考)核電站核泄漏的污染物中含
5、有碘131和銫137,碘131的半衰期約為8天,會釋放β射線;銫137是銫133的同位素,半衰期約為30年,發(fā)生衰變時會輻射γ射線。下列說法正確的是( )
A.碘131釋放的β射線由氦核組成
B.銫137衰變時輻射出的γ光子能量小于可見光光子能量
C.與銫137相比,碘131衰變更慢
D.銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)
解析:β射線的本質(zhì)是電子,并非氦核,A項錯;γ光子的頻率大于可見光光子的頻率,由E=hν可知γ光子的能量大于可見光光子的能量,B項錯誤;半衰期越小表示元素衰變越快,C項錯;同位素含有相同的質(zhì)子數(shù)但中子數(shù)不同,故D項正確。
答案:D
6.用能量為E0的光照射大
6、量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中有能量分別為E1、E2、E3的三條譜線,且E3>E2>E1,則下列選項正確的是( )
A.E0=E3-E1 B.E0=E3
C.E0=E1+E2+E3 D.E3=E2+E1
解析:由于處于基態(tài)的氫原子受能量為E0的光子照射后,能輻射出三種能量的光,由此可知,氫原子是由n=3能級態(tài)向低能級態(tài)躍遷,根據(jù)氫原子能級圖,則能量為E1的光將是由n=3能級躍遷至n=2能級,能量為E2的光將是由n=2能級躍遷至n=1能級,能量為E3的光將是由n=3能級躍遷至n=1能級,所以能量關(guān)系為E0=E3,E3=E1+E2,故A、C錯誤,B、D正確。
7、
答案:BD
7.質(zhì)量為m的小球A以速度v0在光滑水平面上運動。與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生對心碰撞,則碰撞后小球A的速度大小vA和小球B的速度大小vB可能為( )
A.vA=v0 vB=v0 B.vA=v0 vB=v0
C.vA=v0 vB=v0 D.vA=v0 vB=v0
解析:兩小球發(fā)生對心碰撞,應(yīng)滿足動量守恒及能量不增加,且后面的物體不能與前面物體有二次碰撞,故D錯誤。根據(jù)動量守恒定律可得,四個選項都滿足。但碰撞前總動能為mv,而碰撞后B選項能量增加,B錯誤,故A、C正確。
答案:AC
8.一個靜止的原子核X經(jīng)α衰變放出一個α粒子并生成一個新核,α粒子的動
8、能為E0。設(shè)衰變時產(chǎn)生的能量全部變成α粒子和新核的動能,則在此衰變過程中的質(zhì)量虧損為( )
A. B.
C. D.
解析:衰變時放出的核能ΔE=Δmc2,而ΔE=E0+Ek,而Ek=,衰變時由動量守恒有pα=p新,故Ek===E0,代入得ΔE=E0+E0=E0,質(zhì)量虧損Δm==,故D正確。A、B、C項錯誤。
答案:D
9.(2020·海淀區(qū)模擬)如圖2所示,一沙袋用輕細繩懸于O點。開始時沙袋處于靜止?fàn)顟B(tài),此后用彈丸以水平速度擊中沙袋后均末穿出,第一粒彈丸的速度為v1,打入沙袋后二者共同擺動的最大擺角為30°,當(dāng)其第一次返回圖示位置時,第二粒彈丸以水平速度v2又
9、擊中沙袋,使沙袋向右擺動且最大擺角仍為30°,若彈丸質(zhì)量是沙袋質(zhì)量的1/40倍,則以下結(jié)論中正確的
是( ) 圖2
A.v1=v2 B.v1∶v2=41∶42
C.v1∶v2=42∶41 D.v1∶v2=41∶83
解析:根據(jù)擺動過程中機械能守恒和兩次擊中沙袋擺動的角度相等可知,兩次擊中沙袋后的速度相同,設(shè)為v,用M表示沙袋的質(zhì)量,m表示彈丸的質(zhì)量,由動量守恒得第一次:mv1=(m+M)v
第二次:mv2-(m+M)v=(2m+M)v,
m=M,
解以上三式得,v1∶v2=41∶83,故選項D是正確的。A、B、C是錯誤的。
10、
答案:D
二、實驗題(本題共1小題,共12分,把答案填在題中橫線上或按題目要求作答)
10.(12分)驗證動量守恒實驗裝置的示意圖如圖3所示。
(1)在以下選項中,哪些是本次實驗必須測量的物理量________。
A.兩球的質(zhì)量mA、mB
B.A球的釋放點離斜槽末端的豎直高度h 圖3
C.線段、、的長度
D.斜槽末端離紙面的豎直高度H
(2)在本實驗中,根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),當(dāng)關(guān)系式____________成立時,即可驗證碰撞過程中動量守恒。
(3)在本實驗中,為了盡量減小實驗誤差,在安裝斜槽軌道時,應(yīng)讓斜槽末端切線保持水平,這樣做的目的是________。
11、A.入射球與被碰小球碰后均能從同一高度飛出
B.入射球與被碰小球碰后能同時飛出
C.入射球與被碰小球離開斜槽末端時的速度為水平方向
D.入射球與被碰小球碰撞時的動能不損失
(4)若=2.68 cm,=8.62 cm,=11.50 cm,并知A、B兩球的質(zhì)量比為2∶1,則未放B球時A球落地點是記錄紙上的____________點,系統(tǒng)碰撞前總動量p與碰撞后總動量p′的百分誤差×100%=________%(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
解析:本實驗是采用“一動一靜”碰撞模型及運用平拋運動知識來驗證動量守恒定律的,即驗證mA=mA+mB,所以需測量質(zhì)量和線段長,A、C對。在安裝斜槽軌道時,應(yīng)
12、讓斜槽末端保持水平,這樣做的目的是讓入射球與被碰小球離開斜槽末端時的速度為水平方向,C對;未放B球時A球落地點是記錄紙上的P點,系統(tǒng)碰撞前總動量p=,碰撞后總動量p′=+,所以×100%≈2%
答案:(1)AC (2)mA=mA+mB (3)C (4)P 2
三、計算題(本題共2小題,共34分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
11.(16分)波長為λ=0.17 μm的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運動時,已知r·B=5.6×10-6 T·m,光電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg,電荷量e=1.6×
13、10-19 C。求:
(1)光電子的最大動能;
(2)金屬筒的逸出功。
解析:(1)光電子做半徑最大的勻速圓周運動時,它的動能即是最大動能。
由evB=得v=
所以mv2=m·()2=
代入數(shù)據(jù)得mv2=4.41×10-19 J
(2)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得
W=hν-mv2=h-mv2
代入數(shù)據(jù)得W=7.3×10-19 J
答案:(1)4.41×10-19 J (2)7.3×10-19 J
12.(18分)(2020·天津高考)如圖4所示,圓管構(gòu)成的半圓形軌道豎直固定在水平地面上,軌道半徑為 R,MN 為直徑且與水平面垂直,直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球 A 以某一速度沖進
14、軌道,到達半圓軌道最高點 M 時與靜止于該處的質(zhì)量與 A 相同的小球 B 發(fā)生碰撞,碰后兩球粘在一起飛出軌道,落地點距 N 為 2R。重力加速度為 g,忽略圓管內(nèi)徑,空氣阻力及各處摩擦均不計,求:
圖4
(1)粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時間 t;
(2)小球 A 沖進軌道時速度 v 的大小。
解析:(1)粘合后的兩球飛出軌道后做平拋運動,豎直方向分運動為自由落體運動,有
2R=gt2①
解得t=2 ②
(2)設(shè)球A的質(zhì)量為m,碰撞前速度大小為v1,把球A沖進軌道最低點時的重力勢能定為0,由機械能守恒定律知
mv2=mv+2mgR③
設(shè)碰撞后粘合在一起的兩球速度大小為v2,由動量守恒定律知mv1=2mv2④
飛出軌道后做平拋運動,水平方向分運動為勻速直線運動,有2R=v2t⑤
綜合②③④⑤式得v=2⑥
答案:(1)2 (2)2