2020届高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律近代物理 7 章末过关检测（十三）新人教版

2020届高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律近代物理 7 章末过关检测（十三）新人教版

章末过关检测(十三)‎ ‎(时间：60分钟　分值：100分)‎ 一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分．每小题至少一个选项符合题意)‎ ‎1．(2018·扬州市高三调研测试)核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5 000年．将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作．已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别，下列说法正确的有(　　)‎ A．该放射性元素到火星上之后，半衰期发生变化 B．该放射性元素到火星上之后，半衰期不变 C．若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余12．5%‎ D．若该放射性元素的半衰期为T年，经过3T年，该放射性元素还剩余12．5%‎ 答案：BD ‎2．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列选项中正确的是(　　)‎ A．Bi的原子核比Np的原子核少28个中子 B．Np经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子 C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 D．Np的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间 解析：选C．Bi的中子数为209－83＝126，Np的中子数为237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，A错误；Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为＝7次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次)，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项D错误．‎ ‎3．‎ 用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么(　　)‎ 6‎ A．a光的频率一定小于b光的频率 B．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c 解析：选B．由于用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，说明b光不能发生光电效应，即a光的频率一定大于b光的频率；增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G的电流增大，因为b光不能发生光电效应，所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转； 用a光照射光电管阴极K时，通过电流计G的电子的方向是由d到c所以电流方向是由c到d，选项B正确．‎ ‎4．‎ 已知氦离子(He＋)的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知(　　)‎ A．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的频率低 B．大量处在n＝3能级的氦离子(He＋)向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子 C．氦离子(He＋)处于n＝1能级时，能吸收45 eV的能量跃迁到n＝2能级 D．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级，需要吸收能量 解析：选A．氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量，且吸收(放出的能量)满足能级的差值，即ΔE＝EM－EN(M＞N)．故C、D错；大量的氦离子从高能级向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类满足组合规律即C，故B错．‎ ‎5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(　　)‎ A．γ射线是高速运动的电子流 B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D．Bi的半衰期是5天，‎100克Bi经过10天后还剩下‎50克 解析：选B．β射线是高速电子流，而γ射线是一种光子流，选项A错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 6‎ 正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误．10天为两个半衰期，剩余的Bi为100× g＝100× g＝‎25 g，选项D错误．‎ ‎6．(2018·江苏六校联考)如图所示为氢原子光谱中的三条谱线，对这三条谱线的描述中正确的是(　　)‎ A．乙谱线光子能量最大 B．甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的 C．丙谱线可能是电子在两个激发态间跃迁发出的 D．每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率 解析：选C．根据E＝hν＝，因此甲谱线光子能量最大，故A错误；谱线是电子由激发态向基态跃迁发出的，而电子由基态向激发态跃迁需要吸收光子，故B错误；丙谱线可以是电子在两个激发态间跃迁发出的，故C正确；电子跃迁时辐射的光子的频率等于能级差值，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误．‎ ‎7．如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．若一个系统动量守恒时，则(　　)‎ A．此系统内每个物体所受的合力一定都为零 B．此系统内每个物体的动量大小不可能都增加 C．此系统的机械能一定守恒 D．此系统的机械能可能增加 解析：选D．若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零，A错误．此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向变化，总动量不变这是有可能的，B错误．因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C错误，D正确．‎ ‎8．假设进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为mA和mB，他们携手匀速远离空间站，相对空间站的速度为v0．某时刻A将B向空间站方向轻推，A的速度变为vA，B的速度变为vB，则下列各关系式中正确的是(　　)‎ 6‎ A．(mA＋mB)v0＝mAvA－mBvB B．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋v0)‎ C．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋vB)‎ D．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB 解析：选D．本题中的各个速度都是相对于空间站的，不需要转换．相互作用前系统的总动量为(mA＋mB)v0，A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为vA，B的速度变为vB，动量分别为mAvA、mBvB，根据动量守恒定律得(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB，故D正确．‎ ‎9．在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动．某时刻小球A与质量为‎3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的．则碰后B球的速度大小是(　　)‎ A．　　 B．　　　‎ C．或　　 D．无法确定 解析：选A．两球相碰后A球的速度大小变为原来的，相碰过程中满足动量守恒，若碰后A速度方向不变，则mv0＝mv0＋3mv1，可得B球的速度v1＝，而B在前，A在后，碰后A球的速度大于B球的速度，不符合实际情况，因此A球一定反向运动，即mv0＝－mv0＋3mv1，可得v1＝，A正确，B、C、D错误．‎ 二、非选择题(本题共3小题，共46分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)‎ ‎10．(14分)(2018·江苏六校联考)(1)设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子A和B，已知电子质量为m，真空中光速为c，普朗克常量为h，则光子A的频率是________；若测得光子A的波长为λ，则光子B的动量大小为________．‎ ‎(2)原子核的能量也是量子化的，钍核(Th)的能级图如图所示，Ac发生β衰变产生钍核，钍核处于n＝3的能级．‎ 6‎ ‎①写出(Ac)发生β衰变的方程；‎ ‎②发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求波长最长的γ光子的能量E．‎ 解析：(1)由E＝hv和E＝mc2可得，v＝；由动量公式可知p＝．‎ ‎(2)①AcＦTh＋　0－1e．‎ ‎②三个能级间跃迁有C＝3条谱线 由E＝hv＝可知波长最长时，能级差最小 所以E＝E2－E1＝0．072 1 MeV．‎ 答案：(1)　　(2)见解析 ‎11．‎ ‎(16分)如图，水平面上有一质量m＝‎1 kg的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m0＝‎1 kg的小物块，小物块与小车一起以v0＝‎6 m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M＝‎4 kg的小球发生正碰，碰后小球的速度变为v＝‎2 m/s，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力．求：‎ ‎(1)小车与小球碰撞后瞬间小车的速度v1；‎ ‎(2)从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小．‎ 解析：(1)小车与小球碰撞过程，根据动量守恒定律有 mv0＝Mv＋mv1‎ 解得v1＝－‎2 m/s，负号表示碰撞后小车向左运动．‎ ‎(2)当弹簧被压缩到最短时，设小车的速度为v2，根据动量守恒定律有m0v0＋mv1＝(m0＋m)v2解得v2＝‎2 m/s 设从碰撞后瞬间到弹簧被压缩到最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小为I，根据动量定理有 I＝mv2－mv1解得I＝4 N·s．‎ 答案：见解析 ‎12．(16分)(2018·扬州市高三调研测试)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现质子．其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，‎ 6‎ 复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．求：‎ ‎(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大；‎ ‎(2)此过程中释放的核能．‎ 解析：(1)设复核速度为v，由动量守恒得 m1v0＝(m1＋m2)v，v＝v0．‎ ‎(2)整个过程质量亏损Δm＝m1＋m2－m0－m3‎ 由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2‎ 得ΔE＝(m1＋m2－m0－m3)c2．‎ 答案：见解析 6‎