步步高2014版《考前三个月》高考物理(通用)大二轮专题复习题型冲刺练：动量与原子物理.docVIP

第15题　动量与原子物理 (限时：45分钟) 1． (2013·新课标Ⅰ·35)(1)一质子束入射到静止靶核Al上，产生如下核反应： p＋Al―→X＋n 式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________． (2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d.现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短．当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小． 答案　(1)14　13　(2) 解析　(1)由H＋Al→X＋n，由质量数守恒和电荷数守恒得新核的质子数为14，中子数为13. (2)设木块A的初速度为v0，运动距离d后速度为v，A、B碰后的速度分别为v1、v2，运动的距离分别为x1、x2.由于A、B发生弹性正碰的时间极短，所以碰撞前后动量守恒、动能守恒，有 mAv＝mAv1＋mBv2① mAv2＝mAv＋mBv② ①②联立解得v1＝v＝－v③ v2＝v＝v④ A、B与地面的动摩擦因数均为μ，由牛顿第二定律得 μmg＝ma 所以A、B的加速度大小均为a＝μg⑤ A、B均做匀减速直线运动 对A木块有碰前v2＝v－2ad⑥ 碰后A木块反向做匀减速运动0＝v－2ax1⑦ 对B木块有0＝v－2ax2⑧ 由题意知x1＋x2＝d⑨ ②③⑤⑦⑧⑨联立得v＝ ⑩ 将上式带入⑥解得v0＝ 2． (2013·山东·38)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”． ①完成“氦燃烧”的核反应方程：He＋____________→Be＋γ. ②Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s．一定质量的Be，经7.8×10－16 s后所剩Be占开始时的________________． (2)如图1所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg.开始时C静止．A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞．求A与C碰撞后瞬间A的速度大小． 图1 答案　(1)①He(或α)　②(或12.5%) (2)2 m/s 解析　(2)因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A的速度为vA，C的速度为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得 mAv0＝mAvA＋mCvC① A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得 mAvA＋mBv0＝(mA＋mB)vAB② A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足 vAB＝vC③ 联立①②③式，代入数据得 vA＝2 m/s 3． (1)如图2所示为氢原子的部分能级示意图，若用大量能量为12.1 eV的电子轰击一群处于基态的氢原子，氢原子跃迁到激发态后，向低能级跃迁的过程中辐射出波长不同的光子，其中波长最长的光子的能量是________eV；这种光子________(填“能”或“不能”)使逸出功为2.5 eV的某金属发生光电效应． 图2 (2)如图3所示，质量分别是m1＝2m2的两个大小相同的弹性小球，用轻绳紧紧地捆在一起，以速度v0＝2 m/s沿足够长的光滑水平面做直线运动．某一时刻绳子突然断开，断开后m1、m2两小球动量分别为p1＝1 kg·m/s、p2＝5 kg·m/s，求： 图3 ①从两小球刚分离时刻开始计时，经时间t＝2 s两球之间的距离； ②两弹性小球释放出的总弹性势能． 答案　(1)1.89　不能　(2)①9 m　②6.75 J 解析　(1)根据题意可知，当大量电子轰击氢原子后，原子会跃迁到n＝3能级，故当原子向低能级自发跃迁时，会放出三种频率的光子，其中频率最低、波长最长的光子的能量为3.40 eV－1.51 eV＝1.89 eV，因为低于2.5 eV，故不能发生光电效应． (2)①由动量守恒定律得 3m2v0＝p1＋p2 又由于p1＝m1v1 p2＝m2v2 联立解得m2＝1 kg，v1＝0.5 m/s，v2＝5 m/s 则经过2 s两球之间的距离x为 x＝v2t－v1t 联立解得x＝9 m ②设两个弹性小球释放出的总弹性势能为Ep 由能量守恒定律得： Ep＋×3m2v＝×2m2v＋m2v 联立解得 Ep＝6.75 J 4． (1)下列说法正确的是(　　) A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个原子核了 B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就