高考物理一轮基础复习 动量守恒定律及原子结构综合检测卷1

动量守恒定律及原子结构综合检测卷一、选择题(每小题4分，共40分)1在以下几种运动中，相等的时间内物体的动量变化相等的是()A匀速圆周运动B自由落体运动C平抛运动D单摆的摆球沿圆弧摆动解析BC由pFt可知，时间t相等，若想动量变化相等，则在时间t内物体所受力F需大小相等，方向不变，由此可知，只有选项B、C符合题意2如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()AA开始运动时BA的速度等于v时CB的速度等于零时DA和B的速度相等时解析D物体A与物体B发生弹性碰撞，当弹簧压缩最短时，弹簧储存的弹性势能最大，此时系统动能损失最大，但系统整体的机械能保持不变(动能弹性势能)弹簧最短时，两者速度相同3在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子：UnSrXe3X1；HX2Hen；UThX3；MgHeAlX4.以下判断中正确的是()AX1是中子 BX2是质子CX3是粒子 DX4是氘核解析AC由核反应过程质量数和电荷数守恒得：X1为n，X2为H，X3为He，X4为H，故A、C正确4关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是()A利用粒子散射实验可以估算原子核的半径B利用粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大解析AD因为粒子散射实验中只有少数碰到原子核的粒子轨迹发生较大偏转，所以利用粒子散射实验可以估算原子核的半径但不能估算核外电子的运动半径，选项A正确，选项B错误；氢原子光谱的实验说明氢原子发出的光子的波长是不连续的，原子的核式结构模型无法解释原子光谱的分立特征，选项C错误；处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大，选项D正确5.如图所示，A、B两物体的质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，平板车与地面间的摩擦不计，当突然释放弹簧后，则()AA、B组成的系统动量守恒BA、B、C组成的系统动量守恒C小车将向左运动D小车将向右运动解析BCA、B两物体的质量不一样，因此它们受的摩擦力不相等，所以A、B两物体受的合力向右，两者动量不守恒；A、B、C三个物体组成的系统总动量守恒6联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹的贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是()由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害爆炸后的弹片不会对人体产生危害铀238的衰变速率很快铀238的半衰期很长A B C D解析C贫铀弹主要成分为铀238，是放射性元素，且半衰期长，对，故选C.7下列说法正确的是()A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光波长太短D按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大解析D综合考查原子物理和光学知识太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应(聚变反应)，不是核裂变反应，选项A错；汤姆孙发现电子，表明电子是原子的组成部分，不能表明原子具有核式结构，选项B错；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应现象，是因为该束光的频率太低(低于极限频率)，选项C错；根据玻尔理论，选项D正确8一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同则碰撞前后小球动量变化量的大小p和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()Ap0 Bp3.6 kgm/sCW0 DW10.8 J解析BCp0.36(6) kgm/s3.6 kgm/s.由于前后速度大小不变，则W0，故B、C正确9如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动两球质量关系为mB2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为4 kgm/s，则()A左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为25B左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为110C右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为25D右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为110解析A由两球的动量都是6 kgm/s可知，运动方向都向右，且能够相碰，说明左方是质量小速度大的小球，故左方是A球碰后A球的动量减少了4 kgm/s，即A球的动量为2 kgm/s，由动量守恒定律得B球的动量为10 kgm/s，故可得其速度比为25，故选项A是正确的10已知氢原子的基态能量为E，激发态能量EnE1/n2，其中n2,3.用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A BC D解析C根据激发态能量公式En可知氢原子第一激发态的能量为，设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为m)的光子能量为E，则有E0，且Eh，联立解得m，所以本题正确选项只有C.二、非选择题(共60分)11(8分)如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表_(选填“有”或“无”)示数若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表_(选填“有”或“无”)示数解析光电效应的原理是当有频率足够大的光照射到金属表面时，将会使金属中的电子获得足够能量而从表面逸出，逸出的电子向另一极板定向移动而形成电流【答案】无有12(8分)某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的守恒量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动他设计的具体装置如图(a)所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力(1)若已测得打点纸带如图(b)所示，并测得各计数点间距(已标在图上)，A为运动的起点，则应选_段来计算A碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已测得小车A的质量m10.40 kg，小车B的质量m20.20 kg，由以上测量结果可得：碰前mAv0_kgm/s；碰后(mAmB)v共_kgm/s.解析(1)选择的时间段内应是小车匀速运动过程，点间距离应均匀，且碰前速度要大，距离也应大，碰后速度应小，距离也应小些，故答案为BC、DE.(2)v01.050 m/s，v共0.695 m/s故mAv00.420 kgm/s，(mAmB)v共0.417 kgm/s.【答案】(1)BCDE(2)0.4200.41713(10分)一静止的质量为m1的原子核发生一次衰变已知衰变后的粒子的质量为m2、电荷量为q、速度为v，并假设衰变过程中释放的核能全部转化为粒子和新核的动能求衰变后新核反冲的速度大小；衰变过程中的质量亏损(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计)解析设新核反冲的速度大小为v，由动量守恒定律有m2v(m1m2)v.解得vv.释放的核能为Em2v2(m1m2)v2，又Emc2，解得m.【答案】v14(10分)已知氢原子基态电子轨道半径为r00.5281010 m，量子数为n的激发态的能量En eV.求：(1)电子在基态轨道上运动的动能； (2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长(k9.0109 Nm2/C2，e1.601019 C，h6.631034 Js) 解析(1)库仑力提供向心力，则有m，则mv2，代入数据得电子在基态轨道上运动的动能为13.6 eV.(2)能级图如图所示，可得三条光谱线(3)波长最短的光频率最高、能量最大，对应处于n3的激发态的氢原子向n1能级跃迁所发出光的光谱线将能量单位“eV”换算成国际单位“J”后得：1.03107 m.【答案】(1)13.6 eV(2)如图所示(3)1.03107 m15(12分)科学家估算四川汶川特大地震释放的能量相当于200万个在广岛投掷的原子弹的能量，根据下列数据估算这次地震释放的能量：(1)广岛原子弹释放的核能可用下面的典型裂变反应方程式表示； U nXeSr3n235043 91.008 7138.917 893.915 431.008 7反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子量u为单位)已知1 u的质量对应的能量为930 MeV，此裂变反应释放出的能量是多少？(2)广岛原子弹内含纯铀235共1 kg，该原子弹爆炸释放的能量为多少？由此估算汶川地震释放能量约是多少？解析(1)此裂变反应中的质量亏损m(235.043 91.008 7) u(138.917 893.915 431.008 7) u0.193 3 u，释放出的能量是E10.193 3930 MeV179.8 MeV.(2)广岛原子弹内含纯铀235共1 kg，含有U原子核的个数NNA2.561024.1个广岛原子弹爆炸释放的能量E22.561024179.8 MeV4.601026 MeV.汶川地震释放能量约E200104E21.471020 J.【答案】(1)179.8 MeV(2)4.601026 MeV1.471020 J16(12分)如图所示，光滑水平面上有一辆质量为M1 kg的小车，小车的上表面有一个质量为m0.9 kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为0.2，整个系统一起以v110 m/s的速度向右做匀速直线运动，此时弹簧长度恰好为原长现用一质量为m00.1 kg 的子弹，以v050 m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短，当弹簧压缩到最短时，弹簧被锁定，测得此时弹簧的压缩量为d0.50 m，取g10 m/s2.求：(1)子弹射入滑块后的瞬间，子弹与滑块共同速度的大小和方向(2)弹簧压缩到最短时，小车的速度和弹簧的弹性势能的大小解析(1)设子弹射入滑块后的共同速度大小为v2，向右为正方向，对子弹与滑块组成的系统由动量守恒定律得mv1m0v0(mm0)v2，v24 m/s，方向水平向右(2)设子弹、滑块与小车三者的共同速度为v3，当三者达到共同速度时弹簧压缩量最大，弹性势能最大由动量守恒定律得Mv1(mm0)v2(Mmm0)v3.得v37 m/s，方向水平向右设最大弹性势能为Epmax，对三个物体组成的系统应用能量守恒定律得Mv(mm0)vEpmax(Mmm0)v(mm0)gd.得Epmax8 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 -