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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題九 碰撞與動(dòng)量守恒 近代物理初步課時(shí)訓(xùn)練 一、選擇題 1.(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　) A．電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B．β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡 C．人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu) D．人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) E．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) 解析：電子束通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)后可以形成干涉圖樣，證明電子具有波動(dòng)性，選項(xiàng)A正確；β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡，這是β射線電離本領(lǐng)的表現(xiàn)，從而證明β射線的粒子性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射證明了中子的波動(dòng)性，選項(xiàng)C正確；人們利用電子顯微鏡觀察物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，選項(xiàng)D正確；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，證明了光的粒子性，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 答案：ACD 2．(多選)一長(zhǎng)木板靜止放在光滑水平面上，兩彈丸分別從長(zhǎng)木板的左、右兩端射入長(zhǎng)木板，如圖所示．彈丸射入長(zhǎng)木板的過(guò)程中，長(zhǎng)木板始終未動(dòng)，兩彈丸相對(duì)長(zhǎng)木板射入的深度為dA、dB，且dA>dB.假設(shè)兩彈丸在長(zhǎng)木板中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別用tA、tB表示，射入長(zhǎng)木板前的動(dòng)能分別用EkA、EkB表示，射入長(zhǎng)木板前的速度分別用vA、vB表示，質(zhì)量分別用mA、mB表示，對(duì)長(zhǎng)木板的推力分別用FA、FB表示，則下列關(guān)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(zhǎng)木板兩側(cè)同時(shí)射入長(zhǎng)木板，長(zhǎng)木板始終保持靜止，則兩彈丸在長(zhǎng)木板中運(yùn)動(dòng)時(shí)間必定相等，否則長(zhǎng)木板就會(huì)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由于長(zhǎng)木板始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則兩彈丸對(duì)長(zhǎng)木板的推力大小相等，E正確；兩彈丸射入長(zhǎng)木板時(shí)所受的阻力大小相等，設(shè)為F，根據(jù)動(dòng)能定理得，對(duì)A彈丸，－FdA＝0－EkA，得EkA＝FdA，對(duì)B彈丸，－FdB＝0－EkB，得EkB＝FdB，由于dA>dB，則彈丸射入時(shí)的初動(dòng)能EkA>EkB，B正確；兩彈丸和長(zhǎng)木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系為p＝，則有＝，而EkA>EkB，則得到mAvB，C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BCE 3．(多選)曉宇同學(xué)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(shè)該過(guò)程損失的機(jī)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(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能用Epm表示，并且在彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)的過(guò)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(jī)械能守恒定律可得B剛到達(dá)水平地面的速度v0＝，根據(jù)動(dòng)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(guò)程損失的能量為ΔE＝mv－2mv2＝mgh，E正確；彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為Epm＝mgh－ΔE＝mgh，即A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，A與B將分開(kāi)，B以速度大小v沿斜面上滑，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh′＝mv2，B能達(dá)到的最大高度為，C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BDE 4.物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的 B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu) C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的 D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)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(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，A正確．α粒子散射實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)，B、C錯(cuò)誤．通過(guò)密立根油滴實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的，D錯(cuò)誤． 答案：A 5.(多選)在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子(不計(jì)初速度)被加速后打到陽(yáng)極，會(huì)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(dòng)能．已知陽(yáng)極與陰極之間的電勢(shì)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(zhǎng)為 B．最長(zhǎng)波長(zhǎng)為 C．最小頻率為 D．最大頻率為 解析：根據(jù)動(dòng)能定理、光速與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)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(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是(　　) A．γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流 B．氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大 C．太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過(guò)10天后還剩下50克 解析：γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的光子流，A錯(cuò)誤．氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動(dòng)的電子勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，B正確．太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中的氫核聚變，C錯(cuò)誤.100克Bi經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩25克， D錯(cuò)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(yīng)強(qiáng)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(huì)偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤．β粒子為電子，帶負(fù)電，α粒子為氦核，帶正電，而磁場(chǎng)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(cuò)誤． 答案：D 8.(多選)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)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(gè)核反應(yīng)都沒(méi)有質(zhì)量虧損 D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng) 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L(zhǎng)i，質(zhì)子數(shù)為3，中子數(shù)為3，B錯(cuò)誤．兩反應(yīng)中均有能量產(chǎn)生，由質(zhì)能方程可知，兩個(gè)核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損，C錯(cuò)誤．氘和氚反應(yīng)生成α粒子，該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，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(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少．現(xiàn)通過(guò)測(cè)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(shuō)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(guò)程中放出β射線 D．增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)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(shí)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(cuò)誤．與14N相比，質(zhì)量數(shù)一樣而質(zhì)子數(shù)少一個(gè)，可知發(fā)生的是β衰變，C正確．半衰期與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，D錯(cuò)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(diǎn)，距離A點(diǎn)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(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)直至靜止．g取10 m/s2. (1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)若碰撞時(shí)間為0.05 s，求碰撞過(guò)程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F； (3)求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功W. 解析：(1)由動(dòng)能定理，有－μmgs＝mv2－mv 可得μ＝0.32 (2)由動(dòng)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