模块综合检测A文档格式.docx
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C.沿着与光子运动方向相反的方向运动
D.可以向任何方向运动
【解析】 放射性元素发生衰变时除满足质量数、电荷数守恒外还需满足动量守恒,因此一个静止的放射性元素的原子核发出一个γ光子后,衰变后的原子核必沿着与光子运动方向相反的方向运动.故C正确.
3.(2013·
天津武清统考)如图1所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑,则( )
图1
A.在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒
B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力终始不做功
C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高h处
【解析】 小球下滑过程中,小球和槽组成的系统在水平方向动量守恒,相互作用力分别对小球和槽做正功,小球到达水平面后速率相等,故小球也不可能回到槽上,C正确,A、B、D均错误.
4.甲的质量为50kg,乙的质量为25kg,两人在溜冰场的水平冰面上,开始时都是静止的.两人互推后,甲、乙反向直线运动,甲的速率为0.1m/s,乙的速率为0.2m/s.假设互推的时间为0.01s,忽略摩擦力及空气阻力,则下列叙述哪一项正确( )
A.甲、乙所受的平均推力均为500N,方向相反
B.甲、乙所受的平均推力均为250N,方向相反
C.甲所受的平均推力为500N,乙所受的平均推力为250N,方向相反
D.甲所受的平均推力为250N,乙所受的平均推力为500N,方向相反
【解析】 对甲应用动量定理得:
F甲·
Δt=m甲v甲-0,解得F甲=500N,由牛顿第三定律可知,乙对甲的推力也为500N,方向与F甲相反,故A正确.
【答案】 A
5.一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x,假设他站立在船头要跳上距离在L远的平台上,水对船的阻力不计,如图2所示,则
图2
A.只要L<
x,他一定能跳上平台
B.只要L<
x,他有可能跳上平台
C.只要L=x,他一定能跳上平台
D.只要L=x,他有可能跳上平台
【解析】 若立定跳远时,人离地时速度为v,如题图从船上起跳时,人离船时速度为v′,船的速度为v船′,由能量守恒E=
mv2知,E=
mv′2+
mv船′2,所以v′<
v,人跳出的距离变小,所以B正确.
【答案】 B
6.(2014·
德州高二检测)下列说法中正确的是( )
A.在原子核反应中,反应前后质子数、中子数、电子数都是守恒的
B.玻尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的
C.核力是强相互作用的一种表现,在原子核内核力比库仑力大得多
D.光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型
【解析】 天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构,核反应过程质量数和电荷总数不变,但反应前后的质子数、中子数、电子数可能会发生变化,A项不正确;
玻尔为解释氢原子光谱,提出了玻尔原子模型,即电子轨道的量子化和原子能量的量子化,B项正确;
核力是原子核内的核子之间的强相互作用,核力是短程力,在原子核内比库仑力大得多,C项正确;
α粒子散射实验证明了原子核式结构模型,而光电效应说明光的粒子性,D项不正确.
【答案】 BC
7.如图3所示的四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
图3
A.图甲:
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B.图乙:
玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
C.图丙:
卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D.图丁:
根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
【解析】 图甲为黑体辐射的实验规律,为了解释这一实验规律,提出能量子概念,A选项正确;
图乙为氢原子的能级图,氢原子处于不同能级间跃迁时辐射或吸收一定频率的光子,B选项是正确的;
图丙是α粒子散射实验结果,证明了原子的核式结构,C项不正确;
图丁是电子束通过铝箔后的衍射图样,说明了电子的波动性,D项不正确.
【答案】 AB
8.下列说法正确的是( )
A.光的频率越低,其粒子性越显著
B.光波不同于宏观概念中的那种连续的波,它是表明大量光子运动规律的一种概率波
C.物质波理论告诉我们,任何运动的微观粒子都具有波粒二象性
D.在光的单缝衍射实验中,狭缝变窄,光子动量的不确定量变大
【解析】 光的频率越高,粒子性越显著,A错.光波不同于宏观概念中的波,它是一种概率波,B正确;
任何运动的微观粒子都对应一定的波长,都具有波粒二象性,C正确;
在光的单缝衍射实验中,狭缝变窄,位置不确定量变小,由Δx·
Δp≥
,则光子动量的不确定量变大,D正确.
【答案】 BCD
二、非选择题(本题共4小题,共52分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)
9.(10分)德布罗意认为:
任何一个运动着的物体,都有着一种波与它对应,波长是λ=
,式中p是运动着的物体的动量,h是普朗克常量.已知某种紫光的波长是440nm,若将电子加速,使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的10-4倍,求:
(1)电子的动量的大小;
(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系,并计算加速电压的大小.(电子质量m=9.1×
10-31kg,电子电荷量e=1.6×
10-19C,普朗克常量h=6.63×
10-34J·
s,加速电压的计算结果取一位有效数字)
【解析】
(1)λ=
,电子的动量
p=
=
kg·
m/s
=1.5×
10-23kg·
m/s.
(2)电子在电场中加速,有eU=
mv2
U=
=8×
102V.
【答案】
(1)1.5×
m/s
(2)8×
102V
10.(12分)静止的锂核(
Li)俘获一个速度为7.7×
106m/s的中子,发生核反应后若只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核(
He),它的速度大小是8.0×
106m/s,方向与反应前的中子速度方向相同.
(1)写出此核反应的方程式;
(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向;
(3)此反应过程中是否发生了质量亏损?
并说明依据.
【解析】
(1)
Li+
n→
He+
H.
(2)用m1、m2和m3分别表示中子(
n)、氦核(
He)和氚核的速度,由动量守恒定律得m1v1=m2v2+m3v3
代入数值,得v3=-8.1×
106m/s
即反应后生成的氚核的速度大小为8.1×
方向与反应前中子的速度方向相反.
(3)反应前的总动能E1=
m1v
×
1×
1.66×
10-27×
(7.7×
106)2J=4.92×
10-14J
反应后的总动能E2=
m2v
+
m3v
(4×
8.02×
1012+3×
8.12×
1012)J=3.76×
10-13J
因为E2>
E1,
故可知反应中发生了质量亏损.
【答案】
(1)
H
(2)8.1×
106m/s 方向与反应前中子的速度方向相反 (3)因为反应后粒子的总动能大于反应前粒子的总动能,故可知反应中发生了质量亏损.
11.(14分)(2013·
广东深圳南山期末)如图4所示,质量m=20kg的物块(可视为质点),以初速度v0=10m/s滑上静止在光滑轨道上质量M=30kg、高h=0.8m的小车的左端,当车向右运动了距离d时(即A处)双方达到共速.现在A处固定一高h=0.8m、宽度不计的障碍物,当车撞到障碍物时被粘住不动,而货物继续在车上滑动,到A处时即做平抛运动,恰好与倾角为53°
的光滑斜面相切而沿斜面向下滑动,已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.5.(g=10m/s2,sin53°
=0.8,cos53°
=0.6)求:
图4
(1)车与货物共同速度的大小v1;
(2)货物平抛时的水平速度v2;
(3)车的长度L与距离d.
【解析】
(1)车与货物已经到达共同速度,根据动量守恒定律:
mv0=(m+M)v1
得:
v1=4m/s
(2)货物从小车上滑出之后做平抛运动,由平抛运动规律,有:
h=
gt2
t=0.4s,vy=gt=4m/s
在斜面顶点分解速度如图,由
=tan53°
v2=3m/s
(3)对于车,由动能定理,有μmgd=
Mv
-0
得d=4.8m
对于货物,全程由动能定理,有-μmg(L+d)=
mv
-
得L=6.7m
【答案】
(1)4m/s
(2)3m/s (3)6.7m;
4.8m
12.(16分)如图5所示,质量M为4kg的平板小车静止在光滑的水平面上,小车左端放一质量为1kg的木块,车的右端固定一个轻质弹簧.现给木块一个水平向右的10N·
s的瞬间冲量,木块便沿车向右滑行,在与弹簧相碰后又沿原路返回,并恰好能达到小车的左端,求:
图5
(1)弹簧被压缩到最短时平板车的速度v;
(2)木块返回小车左端时的动能Ek;
(3)弹簧获得的最大弹性势能Epm.
【解析】
(1)设木块的初速度为v0,由动量定理有:
I=mv0,得v0=10m/s,方向向右.
当弹簧被压缩到最短时,木块和小车速度相等.
对于木块和小车构成的系统,水平方向动量守恒.
所以有:
mv0=(M+m)v,解得v=2m/s,方向向右.
(2)木块与弹簧碰后相对小车向左运动,当木块相对小车静止时,木块相对小车到达左边最远点.因此木块恰能到小车的左端时,两者同速.由动量守恒可知此时v块=v车=2m/s.
木块的动能Ek=
=2J.
(3)木块往返过程中克服摩擦力做功,系统损失的机械能为ΔE=
(M+m)v2=40J.
考虑木块开始运动到弹簧压缩到最短的过程,系统克服摩擦力做功损失的机械能为
ΔE=20J.对这个过程由能量转化与守恒定律有:
(M+m)v2+
ΔE+Epm,
解得弹簧压缩到最短时获得的最大弹性势能
Epm=20J.
【答案】
(1)2m/s,方向向右
(2)2J (3)20J
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