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2019-2020年高考物理二輪復習 專題九 碰撞與動量守恒 近代物理初步課時訓練
一、選擇題
1.(多選)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構
D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結構
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：電子束通過雙縫干涉實驗后可以形成干涉圖樣，證明電子具有波動性，選項A正確；β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，這是β射線電離本領的表現(xiàn)，從而證明β射線的粒子性，選項B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構，中子衍射證明了中子的波動性，選項C正確；人們利用電子顯微鏡觀察物質(zhì)的微觀結構，利用了電子的衍射現(xiàn)象，說明電子具有波動性，選項D正確；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，證明了光的粒子性，選項E錯誤．
答案：ACD
2．(多選)一長木板靜止放在光滑水平面上，兩彈丸分別從長木板的左、右兩端射入長木板，如圖所示．彈丸射入長木板的過程中，長木板始終未動，兩彈丸相對長木板射入的深度為dA、dB，且dA>dB.假設兩彈丸在長木板中運動的時間分別用tA、tB表示，射入長木板前的動能分別用EkA、EkB表示，射入長木板前的速度分別用vA、vB表示，質(zhì)量分別用mA、mB表示，對長木板的推力分別用FA、FB表示，則下列關系正確的是( )
A．tA>tB B．EkA>EkB
C．vA>vB D．mA>mB
E．FA＝FB
解析：由題意可知，彈丸A、B從長木板兩側同時射入長木板，長木板始終保持靜止，則兩彈丸在長木板中運動時間必定相等，否則長木板就會運動，A錯誤；由于長木板始終保持靜止狀態(tài)，則兩彈丸對長木板的推力大小相等，E正確；兩彈丸射入長木板時所受的阻力大小相等，設為F，根據(jù)動能定理得，對A彈丸，－FdA＝0－EkA，得EkA＝FdA，對B彈丸，－FdB＝0－EkB，得EkB＝FdB，由于dA>dB，則彈丸射入時的初動能EkA>EkB，B正確；兩彈丸和長木板組成的系統(tǒng)動量守恒，因動量與動能的關系為p＝，則有＝，而EkA>EkB，則得到mA
vB，C正確，D錯誤．
答案：BCE
3．(多選)曉宇同學為了研究碰撞，取了兩質(zhì)量均為m的小球A、B，其中將小球A放在光滑的水平面，且與一固定在豎直擋板上的輕彈簧相連接，將小球B從距離水平面高為h處由靜止釋放，沿如圖所示的光滑軌道下滑，與小球A發(fā)生正碰后，二者共速，假設該過程損失的機械能用ΔE表示，并且二者碰后不粘連，共同將彈簧壓縮到最短，此時彈簧儲存的彈性勢能用Epm表示，并且在彈簧恢復到原長的過程中小球B與小球A分離，小球B沿原軌道返回，上升的高度用h′表示．則下列敘述正確的是( )
A．Epm＝mgh B．Epm＝mgh
C．h′＝ D．h′＝
E．ΔE＝mgh
解析：根據(jù)機械能守恒定律可得B剛到達水平地面的速度v0＝，根據(jù)動量守恒定律可得A與B碰撞后的速度為v＝v0，則兩球碰撞過程損失的能量為ΔE＝mv－2mv2＝mgh，E正確；彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為Epm＝mgh－ΔE＝mgh，即A錯誤，B正確；當彈簧再次恢復原長時，A與B將分開，B以速度大小v沿斜面上滑，根據(jù)機械能守恒定律可得mgh′＝mv2，B能達到的最大高度為，C錯誤，D正確．
答案：BDE
4.物理學重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實觀察的基礎上．下列說法正確的是( )
A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結構的
B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結構
C．α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的
D．密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續(xù)的
解析：天然放射現(xiàn)象由原子核變化引起，可以說明原子核內(nèi)部是有結構的，A正確．α粒子散射實驗使人們認識到原子具有核式結構，B、C錯誤．通過密立根油滴實驗發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的，D錯誤．
答案：A
5.(多選)在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子(不計初速度)被加速后打到陽極，會產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能．已知陽極與陰極之間的電勢差U、普朗克常量h、電子電荷量e和光速c，則可知該X射線管發(fā)出的X光的( )
A．最短波長為 B．最長波長為
C．最小頻率為 D．最大頻率為
解析：根據(jù)動能定理、光速與波長和頻率的關系公式c＝λν、光子能量E＝hν，根據(jù)題意有eU≥E，則可得λ≥，ν≤，A、D正確．
答案：AD
6.下列有關原子結構和原子核的認識，其中正確的是( )
A．γ射線是高速運動的電子流
B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大
C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變
D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克
解析：γ射線是高速運動的光子流，A錯誤．氫原子輻射光子后，繞核運動的電子勢能減小，動能增大，B正確．太陽輻射能量的主要來源是太陽中的氫核聚變，C錯誤.100克Bi經(jīng)過兩個半衰期后剩25克， D錯誤．
答案：B
7.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：γ粒子是光子，不帶電，不會偏轉，B錯誤．β粒子為電子，帶負電，α粒子為氦核，帶正電，而磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可知a、b為α粒子，c、d為β粒子，D正確，A、C錯誤．
答案：D
8.(多選)科學家使用核反應獲取氚，再利用氘和氚的核反應獲得能量，核反應方程分別為：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和 H＋H→He＋X＋17.6 MeV.下列表述正確的有( )
A．X是中子
B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6
C．兩個核反應都沒有質(zhì)量虧損
D．氘和氚的核反應是核聚變反應
解析：由H＋H→He＋X＋17.6MeV，得X為中子n，A正確．由X＋Y→He＋H＋4.9MeV，得Y為Li，質(zhì)子數(shù)為3，中子數(shù)為3，B錯誤．兩反應中均有能量產(chǎn)生，由質(zhì)能方程可知，兩個核反應都有質(zhì)量虧損，C錯誤．氘和氚反應生成α粒子，該反應為核聚變反應，D正確．
答案：AD
9.14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700年．已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結束后，14C的比例持續(xù)減少．現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一．下列說法正確的是________．
A．該古木的年代距今約5 700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)
C．14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線
D．增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變
解析：古木樣品中14C正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，可知時間正好是5 700年，A正確.12C中子數(shù)為6,13C中子數(shù)為7,14C中子數(shù)為8，B錯誤．與14N相比，質(zhì)量數(shù)一樣而質(zhì)子數(shù)少一個，可知發(fā)生的是β衰變，C正確．半衰期與外界環(huán)境無關，D錯誤．
答案：AC
二、非選擇題
10.一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點，距離A點5 m的位置B處是一面墻，如圖所示．物塊以v0＝9 m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向運動直至靜止．g取10 m/s2.
(1)求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ；
(2)若碰撞時間為0.05 s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F；
(3)求物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W.
解析：(1)由動能定理，有－μmgs＝mv2－mv
可得μ＝0.32
(2)由動量定理，有FΔt＝mv′－mv
可得F＝130 N
(3)W＝mv′2＝9 J
答案：(1)0.32 (2)130 N (3)9 J
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