2019年高考物理二輪復習 專題十六 碰撞與動量守恒 近代物理初步課時作業(yè) 新人教版 一、單項選擇題 1．(xx江蘇單科)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的(　　) A．波長 B．頻率 C．能量 D．動量 解析：由光電效應方程Ekm＝hν－W＝hν－h(huán)ν0 鈣的截止頻率大，因此鈣中逸出的光電子的最大初動能小，其動量p＝，故動量小，由λ＝，可知波長較大，則頻率較小，選項A正確． 答案：A 2．(xx重慶卷)圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應強度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是(　　) A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡 B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡 C．c、d為α粒子的徑跡 D．c、d為β粒子的徑跡 解析：由左手定則可知，a、b為帶正電的粒子的徑跡，c、d為帶負電的粒子的徑跡，又α粒子帶正電，β粒子帶負電，γ粒子不帶電，所以D項正確． 答案：D 3. U放射性衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成Bi，而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成Ti，X和Ti最后都變成Pb，衰變路徑如圖所示，則圖中(　　) A．a(chǎn)＝82，b＝211 B．①是β衰變，②是α衰變 C．①是α衰變，②是β衰變 D. b81Ti經(jīng)過一次α衰變變成Pb 解析：由Bi衰變?yōu)锽i，質(zhì)量數(shù)沒有變化，所以①是β衰變，根據(jù)該電荷數(shù)守恒同時可判斷a＝84；由Bi衰變?yōu)門i，因為核電荷數(shù)減2，可判斷②為α衰變，同時可判斷b＝206，所以A、C兩項錯誤，B項正確.Ti經(jīng)過一次β衰變變成Pb，D項錯誤． 答案：B 二、多項選擇題 4．質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為μ.初始時小物塊停在箱子的正中間，如圖所示．現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止．設碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為(　　) A.mv2 B.v2 C.NμmgL D．NμmgL 解析：由于水平面光滑，箱子和小物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，二者經(jīng)多次碰撞后，保持相對靜止，易判斷兩物體最終速度相等，設為u，由動量守恒定律得mv＝(m＋M)u，系統(tǒng)損失的動能為mv2－(m＋M)u2＝v2；系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q＝fx＝NμmgL，故B、D正確，A、C錯誤． 答案：BD 5．(xx天津卷)下列說法正確的是(　　) A．玻爾對氫原子光譜的研究導致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立 B．可利用某些物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)出熒光來設計防偽措施 C．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．觀察者與波源互相遠離時接收到波的頻率與波源頻率不同 解析：玻爾對氫原子光譜的研究完善了核式結(jié)構(gòu)模型，選項A錯誤；紫外線有熒光效應，故B選項正確；天然放射現(xiàn)象中的γ射線不帶電，在電場或磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項C錯誤；觀察者與波源互相遠離，由多普勒效應可知接收到的頻率變小，故選項D正確． 答案：BD 6．太陽每年輻射到地球上的能量相當于1 813億噸標準煤，是全世界年需能量總和的5 000倍，是地球上最大的能源．太陽內(nèi)部有多種熱核反應，其中的一個反應方程是：H＋H―→He＋n.若已知H的質(zhì)量為m1，H的質(zhì)量為m2，He的質(zhì)量為m3，n的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是(　　) A.n是中子 B.H和H是兩種不同元素的原子核 C.H和H在常溫下就能夠發(fā)生聚變 D．這個反應釋放的核能為ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 解析：n是中子很明顯，故A項對；H和H是同種元素H的同位素，故B項錯；H和H必須在高溫下才能發(fā)生聚變，即發(fā)生熱核反應，故C項錯；反應釋放的核能為ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2是正確的，故正確答案為A、D兩項． 答案：AD 二、五選三型選擇題 7．(xx新課標全國卷Ⅰ)關于天然放射性，下列說法正確的是________． A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關 C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強 E．一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線 解析：原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能發(fā)生衰變，而原子序數(shù)小于83的部分元素能發(fā)生衰變，故A錯．放射性元素的衰變是原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，與核外電子的得失及環(huán)境溫度無關，故B、C項正確．在α、β、γ三種射線中，α、β為帶電粒子，穿透本領較弱，γ射線不帶電，具有較強的穿透本領，故D項正確．一個原子核不能同時發(fā)生α和β衰變，故E項錯誤． 答案：BCD 8．(xx新課標全國卷Ⅱ)實物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是________． A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣 B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) E．光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關 解析：衍射和干涉是波特有的現(xiàn)象，選項A、C正確；光電效應體現(xiàn)了光的粒子性，選項E錯誤；射線在云室中穿過，留下的徑跡是粒子的軌跡，選項B錯誤；電子顯微鏡利用了電子的波動性來觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，選項D正確． 答案：ACD 三、計算題 9．(xx新課標全國卷Ⅰ)如圖，在足夠長的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A位于B、C之間．A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)使A以某一速度向右運動，求m和M之間應滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞．設物體間的碰撞都是彈性的． 解析：A向右運動與C發(fā)生第一次碰撞，碰撞過程中，系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒．設速度方向向右為正，開始時A的速度為v0，第一次碰撞后C的速度為vC1，A的速度為vA1，由動量守恒定律和機械能守恒定律得 mv0＝mvA1＋MvC1① mv＝mv＋Mv② 聯(lián)立①②式得 vA1＝v0③ vC1＝v0④ 如果m>M，第一次碰撞后，A與C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能與B發(fā)生碰撞；如果m＝M，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右運動，A不可能與B發(fā)生碰撞；所以只需考慮m<M的情況． 第一次碰撞后，A反向運動與B發(fā)生碰撞．設與B發(fā)生碰撞后，A的速度為vA2，B的速度為vB1，同樣有vA2＝vA1＝()2v0⑤ 根據(jù)題意，要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，應有vA2≤vC1⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式得m2＋4mM－M2≥0⑦ 解得m≥(－2)M⑧ 另一解m≤－(＋2)M舍去．所以，m和M應滿足的條件為 (－2)M≤m<M.⑨ 答案：(－2)M≤m<M 10．(xx山東卷)如圖，三個質(zhì)量相同的滑塊A、B、C，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上．現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0，一段時間后A與B發(fā)生碰撞，碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運動，B再與C發(fā)生碰撞，碰后B、C粘在一起向右運動．滑塊A、B與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值．兩次碰撞時間均極短．求B、C碰后瞬間共同速度的大?。? 解析：設滑塊質(zhì)量為m，A與B碰撞前A的速度為vA，由題意知，碰后A的速度v′A＝v0，B的速度vB＝v0，由動量守恒定律得mvA＝mv′A＋mvB① 設碰撞前A克服軌道阻力所做的功為WA，由功能關系得 WA＝mv－mv② 設B與C碰撞前B的速度為v′B，B克服軌道阻力所做的功為WB，由功能關系得 WB＝mv－mv′③ 據(jù)題意可知 WA＝WB④ 設B、C碰后瞬間共同速度的大小為v，由動量守恒定律得 mv′B＝2mv⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得 v＝v0.⑥ 答案：v0 11．(xx江蘇卷)(1)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有________． A．光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性 C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋 D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等 (2)核電站利用原子核鏈式反應放出的巨大能量進行發(fā)電，U是核電站常用的核燃料.U受一個中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分，并產(chǎn)生________個中子．要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要________(選填“大于”或“小于”)它的臨界體積． (3)取質(zhì)子的質(zhì)量mp＝1.672 610－27 kg，中子的質(zhì)量mn＝1.674 910－27 kg，α粒子的質(zhì)量mα＝6.646 710－27kg，光速c＝3.0108 m/s.請計算α粒子的結(jié)合能．(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)光電效應說明光具有粒子性，選項A正確；衍射是波的特點，說明光具有波動性，選項B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明光具有粒子性，選項C錯誤；動能相等的質(zhì)子和電子，二者質(zhì)量不同，德布羅意波長不相等，選項D錯誤． (2)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得，產(chǎn)生中子的數(shù)目為235＋1－144－89＝3；只有裂變物質(zhì)的體積大于它的臨界體積時才能發(fā)生裂變反應． (3)組成α粒子的核子與α粒子的質(zhì)量差Δm＝2mp＋2mn－mα 結(jié)合能ΔE＝Δmc2 代入數(shù)據(jù)得ΔE＝4.310－12J. 答案：(1)AB　(2)3　大于　(3)4.310－12J