高三新物理(11)选修3-5碰撞与动量守恒原子结构原子核

北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·1普通高中课程标准实验教科书——物理[人教版]2006－2007学年度上学期高中学生学科素质训练新课标高三物理第一轮复习单元测试（11）（命题范围：选修3-5碰撞与动量守恒原子结构、原子核）说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟．第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．U23892衰变成Th23490，之后Th23490衰变成Pa23491，Pa处于高能级，它向低能级跃迁时辐射一个粒子．在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是（）A．粒子、粒子、光子B．粒子、光子、粒子C．粒子、光子、中子D．光子、电子、粒子2．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（Pu23994），这种钚239可由铀239（U23992）经过n次衰变而产生，则n为（）A．2B．239C．145D．923．如图所示，物块A、B静止在光滑水平面上，且BAmm，现用大小相等的两个力F和F/分别作用在A和B上，使A、B沿一条直线相向运动，然后又先后撤去这两个力，使这两个力对物体做的功相同，接着两物体碰撞并合为一体后，它们（）A．可能停止运动B．一定向右运动C．可能向左运动D．仍运动，但运动方向不能确定4．当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28．30MeV的能量，当三个粒子结合成一个碳核时，放出7．26MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为（）A．21．04MeVB．35．56MeVC．92．16MeVD．77．64MeV北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·25．一只小球沿光滑水平面运动，垂直撞到竖直墙上．小球撞墙前后的动量变化量为p，动能变化量为E，关于p和E有下列说法：①若p最大，则E也最大；②若p最大，则E一定最小；③若p最小，则E也最小；④若p最小，则E一定最大．以上说法中正确的是（）A．①③B．②④C．①④D．②③6．月球上特有的能源材料He32，总共大约有100万吨，这是由于太阳风里带有大量中子打入月球表面的X粒子中，形成He32，月球表面稀薄气体里，每立方厘米中有数个He32分子，收集这些He32可以在月球上建立He32发电站，其中X粒子应该为（）A．He52B．He424C．He323D．H1127．关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有（）A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害8．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级图如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，然后自发地跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为（）A．1221B．2121C．2121D．21129．如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰前A球的德布罗意波长为λ，碰后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是（）A．λ1=λ2=λ3B．λ1=λ2+λ3C．32321D．32321北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·310．如图所示，光滑的平台上有一质量为20kg，长度为10m的长板，其中7m伸出平台外．为了使木板不翻倒，让一个质量为25kg的小孩站在长木板的右端B点，以下关于木板平衡的结论，正确的是（）A．如果小孩从木板的右端B向左端A走动，欲使木板不翻倒，小孩在木板上走动的距离不能超过1．4mB．如果小孩从木板的右端B向左端A走动，欲使木板不翻倒，小孩在木板上走动的距离不能超过3mC．小孩可以从木板的右端B向左端A随意走动，但小孩决不能从左端A离开长木板，否则木板就会翻倒D．小孩不但可以从木板的右端B向左端A随意走动，还可以从左端A离开木板，整个过程中，木板都不会翻倒第Ⅱ卷（非选择题，共110分）二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．11．（8分）正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程．15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：（1）写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途（）A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸（3）设电子质量为m，电量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=．（4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应．（填“长”或“短”或“长短均可”）12．（12分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图(b)所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．（1）下面是实验的主要步骤：北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·4①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先______________，然后___________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图（b）所示；⑧测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．（2）已知打点计时器每隔0．02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为__________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为___________kg·m/s（保留三位有效数字）．（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是_____________________________．三、本题共6小题，共90分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．（13分）人们常说“水滴石穿”，请你根据下面提供的信息，估算出水对石头的冲击力的大小．一瀑布落差为h=20m，水流量为Q=0．10m3/s，水的密度3100.1kg/m3，水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零．（落在石头上的水立即流走，在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力，g取10m/s2）北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·514．（14分）如图所示，在边长为a的等边三角形bcd所围区域内有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，某一时刻静止于b点处的原子核X发生α衰变，α粒子沿bc方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由d射出且与cd边相切．已知α粒子质量为m，电荷量为2e，剩余核的质量为M，衰变过程中释放的核能全部转化为动能，求原子核X的质量．15．（13分）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：（1）氢原子可能发射几种频率的光子？（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？几种金属的逸出功金属铯钙镁钛逸出功W/eV1．92．73．74．1北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·616．（16分）如图所示，在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上，物体A和小车B正沿着斜面上滑，A的质量为mA=0．50kg，B的质量为mB=0．25kg，A始终受到沿斜面向上的恒力F的作用．当A追上B时，A的速度为vA=1．8m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好为零，A、B相碰，相互作用时间极短，相互作用力很大，碰撞后的瞬间，A的速度变为v1=0．6m/s，方向沿斜面向上．再经T=0．6s，A的速度大小变为v2=1．8m/s，在这一段时间内A、B没有再次相碰．已知A与斜面间的动摩擦因数μ=0．15，B与斜面间的摩擦力不计，已知：sin37°=0．6，重力加速度g=10m/s2，求：（1）A、B第一次碰撞后B的速度；（2）恒力F的大小．北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·717．（16分）2005年7月4日13时52分，美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——坦普尔１号彗星，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现每秒0．0001mm的改变。探测器上所携带的总质量达370kg的彗星“撞击器”将以每小时38000km的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失。问：根据以上数据，估算一下彗星的质量是多少？（结果保留一位有效数字）北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·818．（18分）如图所示，质量为M的平板车P高h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上．一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M:m=4:1，重力加速度为g．求：（1）小物块Q离开平板车时速度为多大？（2）平板车P的长度为多少？（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为多少？北京英才苑网站．ycy．com．cn·版权所有·盗版必究·9参考答案1．答案：A根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可得．2．答案：A由衰变规律，质量数不变，质子数增加1，Pu23994比U23992质子增加2，所以发生2次衰变．3．答案：B由动能定理知功相同，结合前动能相同，kmEP2，因此BAPP，碰撞过程动量守恒，vmmPPBABA)(，故碰后速度v一定与PA相同，向右．4．答案：C根据爱因斯坦的质能方程知2])(6[cmmmECnp，21])(2[cmmmEnp，22]3[cmmEC，26.730.283321EEE=92．16MeV．5．答案：B小球与墙壁碰撞后，如果无能量损失，则小球应以相同的速率返回，这种情况动量变化量p最大等于2mv，动能变化量E最小为零，所以②正确；如果小球与墙壁碰后粘在墙上，动量变化量p最小等于mv，