高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题2 能量、动量和原子物理 第3讲 原子物理和动量演练-人教版高三全册物理试题VIP专享VIP免费

第3讲原子物理和动量1．(2015·重庆卷)高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(A)A．＋mgB．－mgC．＋mgD.－mg解析：人做自由落体运动时，有v＝，选向下为正方向，又mgt－Ft＝0－mv，得F＝＋mg，所以A正确．2．关于原子核的结合能，下列说法正确的是(ABC)A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损对应的能量大于该原子核的结合能解析：结合能是原子核完全分解成自由核子时吸收的能量，选项A正确；由于重核裂变反应中能量守恒，且释放能量，因此，衰变产物的结合能之和一定大于原重核的结合能选项B正确；原子核的核子数越多，结合能越大，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子结合成原子核时释放能量，其质量亏损对应的能量等于原子核的结合能，选项E错误．3．有些核反应过程是吸收能量的，例如，在X＋N―→O＋H中，核反应吸收的能量Q＝[(mO＋mH)－(mX＋mN)]c2.在该核反应方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能Ek，轰击静止的N核，若Ek＝Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由．解析：设X粒子的质量数和电荷数分别为A和Z，根据核反应中质量数和电荷数守恒，有A＋14＝17＋1，Z＋7＝8＋1，可得A＝4，Z＝2，所以X粒子是He.He粒子轰击静止的N核，说明He粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，则吸收的能量小于Q，所以这样的核反应不能发生．答案：He不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．4．(2016·陕西宝鸡九校联考)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质了，发现质子的核反应为：N＋He―→O＋H.已知氮核质量为mN＝14.00753u，氧核的质量为mo＝17.00454u，氦核的质量为mHe＝4.00387u.质子(氢核)质量为mF＝1.00815u．(已知：1uc2＝931MeV，结果保留两位有效数字)求：(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氦核以v0＝3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核，反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50，求氧核的速度大小．解析：(1)Δm＝mN＋mHe－mo－mp＝－0.00129u.ΔE＝Δmc2＝－1.20MeV.故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为1.20MeV.(2)mHev0＝mHvH＋mOvO，又vO∶vH＝1∶50，解得vO＝1.8×106m/s.答案：(1)吸收能量1.20MeV(2)1.8×106m/s5．(湖北武汉2016届模拟)如图所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m2的小球乙静止在水平轨道上，质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰，若m1∶m2＝1∶2，且轨道足够长，要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：设碰后甲的速度为v1，乙的速度为v2，由动量守恒和机械能守恒定律有m1v0＝m1v1＋m2v2，①m1v＝m1v＋m2v，②联立①②式解得v1＝v0＝－v0，v2＝v0＝v0.设上滑的最大位移大小为s，滑到斜面底端的速度大小为v，由动能定理有(m2gsin37°＋μm2gcos37°)s＝m2v，③(m2gsin37°－μm2gcos37°)s＝m2v2，④联立③④式解得()2＝乙要能追上甲，则v＞，⑤解得μ＜0.45.答案：μ＜0.45