高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 動(dòng)量守恒定律及原子結(jié)構(gòu)綜合檢測(cè)卷1

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動(dòng)量守恒定律及原子結(jié)構(gòu)綜合檢測(cè)卷 一、選擇題(每小題4分，共40分) 1．在以下幾種運(yùn)動(dòng)中，相等的時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化相等的是(　　) A．勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．自由落體運(yùn)動(dòng) C．平拋運(yùn)動(dòng) D．單擺的擺球沿圓弧擺動(dòng) 　解析　BC　由Δp＝Ft可知，時(shí)間t相等，若想動(dòng)量變化相等，則在時(shí)間t內(nèi)物體所受力F需大小相等，方向不變，由此可知，只有選項(xiàng)B、C符合題意． 2．如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是(　　) A．A開始運(yùn)動(dòng)時(shí) B．A的速度等于v時(shí) C．B的速度等于零時(shí) D．A和B的速度相等時(shí) 　解析　D　物體A與物體B發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)彈簧壓縮最短時(shí)，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能最大，此時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能損失最大，但系統(tǒng)整體的機(jī)械能保持不變(動(dòng)能＋彈性勢(shì)能)．彈簧最短時(shí)，兩者速度相同． 3．在下列四個(gè)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子： ①U＋n→Sr＋Xe＋3X1； ②H＋X2→He＋n； ③U→Th＋X3； ④Mg＋He→Al＋X4. 以下判斷中正確的是(　　) A．X1是中子 B．X2是質(zhì)子 C．X3是α粒子 D．X4是氘核 　解析　AC　由核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：X1為n，X2為H，X3為He，X4為H，故A、C正確． 4．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核，下列說法中正確的是(　　) A．利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑 B．利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑 C．原子的核式結(jié)構(gòu)模型很好地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn) D．處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大 　解析　AD　因?yàn)棣亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)中只有少數(shù)碰到原子核的α粒子軌跡發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，所以利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑但不能估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)說明氫原子發(fā)出的光子的波長是不連續(xù)的，原子的核式結(jié)構(gòu)模型無法解釋原子光譜的分立特征，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大，選項(xiàng)D正確． 5.如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶2，原來靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮了的彈簧，A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，平板車與地面間的摩擦不計(jì)，當(dāng)突然釋放彈簧后，則(　　) A．A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B．A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C．小車將向左運(yùn)動(dòng) D．小車將向右運(yùn)動(dòng) 　解析　BC　A、B兩物體的質(zhì)量不一樣，因此它們受的摩擦力不相等，所以A、B兩物體受的合力向右，兩者動(dòng)量不守恒；A、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒． 6．聯(lián)合國環(huán)境公署對(duì)科索沃地區(qū)的調(diào)查表明，北約對(duì)南聯(lián)盟進(jìn)行的轟炸中，大量使用了貧鈾炸彈．貧鈾是從金屬中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈的貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大，而且殘留物可長期危害環(huán)境．下列關(guān)于其殘留物長期危害環(huán)境的理由正確的是(　　) ①由于爆炸后的彈片存在放射性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長期危害 ②爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害 ③鈾238的衰變速率很快 ④鈾238的半衰期很長 A．①② B．③ C．①④ D．②④ 　解析　C　貧鈾彈主要成分為鈾238，是放射性元素，且半衰期長，①④對(duì)，故選C. 7．下列說法正確的是(　　) A．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng) B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu) C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獠ㄩL太短 D．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增大 　解析　D　綜合考查原子物理和光學(xué)知識(shí)．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)(聚變反應(yīng))，不是核裂變反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)；湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明電子是原子的組成部分，不能表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，是因?yàn)樵撌獾念l率太低(低于極限頻率)，選項(xiàng)C錯(cuò)；根據(jù)玻爾理論，選項(xiàng)D正確． 8．一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng)，反彈后的速度大小與碰撞前相同．則碰撞前后小球動(dòng)量變化量的大小Δp和碰撞過程中墻對(duì)小球做功的大小W為(　　) A．Δp＝0 B．Δp＝3.6 kgm/s C．W＝0 D．W＝10.8 J 　解析　BC　Δp＝0.3[6－(－6)] kgm/s＝3.6 kgm/s.由于前后速度大小不變，則W＝0，故B、C正確． 9．如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)．兩球質(zhì)量關(guān)系為mB＝2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為6 kgm/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為－4 kgm/s，則(　　) A．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 B．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 C．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 D．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 　解析　A　由兩球的動(dòng)量都是6 kgm/s可知，運(yùn)動(dòng)方向都向右，且能夠相碰，說明左方是質(zhì)量小速度大的小球，故左方是A球．碰后A球的動(dòng)量減少了4 kgm/s，即A球的動(dòng)量為2 kgm/s，由動(dòng)量守恒定律得B球的動(dòng)量為10 kgm/s，故可得其速度比為2∶5，故選項(xiàng)A是正確的． 10．已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E，激發(fā)態(tài)能量En＝E1/n2，其中n＝2,3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為(　　) A．－ B．－ C．－ D．－ 　解析　C　根據(jù)激發(fā)態(tài)能量公式En＝可知?dú)湓拥谝患ぐl(fā)態(tài)的能量為，設(shè)能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的最大波長(設(shè)波長為λm)的光子能量為ΔE，則有＋ΔE＝0，且ΔE＝h，聯(lián)立解得λm＝－，所以本題正確選項(xiàng)只有C. 二、非選擇題(共60分) 11．(8分)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為U.若此時(shí)增加黃光照射的強(qiáng)度，則毫安表________(選填“有”或“無”)示數(shù)．若改用藍(lán)光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表________(選填“有”或“無”)示數(shù)． 　解析　光電效應(yīng)的原理是當(dāng)有頻率足夠大的光照射到金屬表面時(shí)，將會(huì)使金屬中的電子獲得足夠能量而從表面逸出，逸出的電子向另一極板定向移動(dòng)而形成電流． 【答案】　無　有 12．(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)．他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖(a)所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，長木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力． (1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖(b)所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)，A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，則應(yīng)選________段來計(jì)算A碰前速度，應(yīng)選________段來計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)． (2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1＝0.40 kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.20 kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前mAv0＝________kgm/s；碰后(mA＋mB)v共＝________kgm/s. 　解析　(1)選擇的時(shí)間段內(nèi)應(yīng)是小車勻速運(yùn)動(dòng)過程，點(diǎn)間距離應(yīng)均勻，且碰前速度要大，距離也應(yīng)大，碰后速度應(yīng)小，距離也應(yīng)小些，故答案為BC、DE. (2)v0＝＝1.050 m/s，v共＝＝0.695 m/s 故mAv0＝0.420 kgm/s，(mA＋mB)v共＝0.417 kgm/s. 【答案】　(1)BC　DE　(2)0.420　0.417 13．(10分)一靜止的質(zhì)量為m1的原子核發(fā)生一次α衰變．已知衰變后的α粒子的質(zhì)量為m2、電荷量為q、速度為v，并假設(shè)衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能．求衰變后新核反沖的速度大??；衰變過程中的質(zhì)量虧損(注：涉及動(dòng)量問題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì))． 　解析　設(shè)新核反沖的速度大小為v′，由動(dòng)量守恒定律有 m2v＝(m1－m2)v′. 解得v′＝v. 釋放的核能為ΔE＝m2v2＋(m1－m2)v′2， 又ΔE＝Δmc2， 解得Δm＝. 【答案】　v　 14．(10分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)電子軌道半徑為r0＝0.52810－10 m，量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的能量En＝ eV.求： (1)電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能； (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)，畫一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子所能發(fā)出光的光譜線有哪幾條？ (3)計(jì)算這幾條光譜線中波長最短的一條光譜線的波長．(k＝9.0109 Nm2/C2，e＝1.6010－19 C，h＝6.6310－34 Js) 　解析　(1)庫侖力提供向心力，則有＝m，則mv2＝，代入數(shù)據(jù)得電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為13.6 eV. (2)能級(jí)圖如圖所示，可得三條光譜線． (3)波長最短的光頻率最高、能量最大，對(duì)應(yīng)處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷所發(fā)出光的光譜線．將能量單位“eV”換算成國際單位“J”后得： λ＝＝1.0310－7 m. 【答案】　(1)13.6 eV　(2)如圖所示　(3)1.0310－7 m 15．(12分)科學(xué)家估算四川汶川特大地震釋放的能量相當(dāng)于200萬個(gè)在廣島投擲的原子彈的能量，根據(jù)下列數(shù)據(jù)估算這次地震釋放的能量： (1)廣島原子彈釋放的核能可用下面的典型裂變反應(yīng)方程式表示； U　 ＋ 　n　→　Xe　＋　Sr?。?n 235．043 9　1.008 7　138.917 8　93.915 4　31.008 7 反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(以原子量u為單位)．已知1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為930 MeV，此裂變反應(yīng)釋放出的能量是多少？ (2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg，該原子彈爆炸釋放的能量為多少？由此估算汶川地震釋放能量約是多少？ 　解析　(1)此裂變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損 Δm＝(235.043 9＋1.008 7) u－(138.917 8＋93.915 4＋31.008 7) u＝0.193 3 u， 釋放出的能量是 E1＝0.193 3930 MeV＝179.8 MeV. (2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg，含有U原子核的個(gè)數(shù)N＝NA＝2.561024. 1個(gè)廣島原子彈爆炸釋放的能量 E2＝2.561024179.8 MeV＝4.601026 MeV. 汶川地震釋放能量約 E＝200104E2＝1.471020 J. 【答案】　(1)179.8 MeV　(2)4.601026 MeV　1.471020 J 16．(12分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個(gè)系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)用一質(zhì)量為m0＝0.1 kg 的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時(shí)間極短，當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，彈簧被鎖定，測(cè)得此時(shí)彈簧的壓縮量為d＝0.50 m，取g＝10 m/s2.求： (1)子彈射入滑塊后的瞬間，子彈與滑塊共同速度的大小和方向． (2)彈簧壓縮到最短時(shí)，小車的速度和彈簧的彈性勢(shì)能的大?。? 　解析　(1)設(shè)子彈射入滑塊后的共同速度大小為v2，向右為正方向，對(duì)子彈與滑塊組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得mv1－m0v0＝(m＋m0)v2， v2＝4 m/s，方向水平向右． (2)設(shè)子彈、滑塊與小車三者的共同速度為v3，當(dāng)三者達(dá)到共同速度時(shí)彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大．由動(dòng)量守恒定律得Mv1＋(m＋m0)v2＝(M＋m＋m0)v3. 得v3＝7 m/s，方向水平向右． 設(shè)最大彈性勢(shì)能為Epmax，對(duì)三個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律得 Mv＋(m＋m0)v＝Epmax＋(M＋m＋m0)v＋μ(m＋m0)gd. 得Epmax＝8 J. 【答案】　(1)4 m/s　方向水平向右　(2)7 m/s，方向水平向右　8 J - 6 -