能量、动量和原子物理同步检测1.doc

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第一部分 专题二 第3讲

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．＋mg B．－mg
C．＋mg D.－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＝14.007 53 u，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＝1.00815 u．(已知：1uc2＝931 MeV，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＝3×107 m/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＝－0.001 29 u.
ΔE＝Δmc2＝－1.20 MeV.
故这一核反应是吸收能量的反应，
吸收的能量为1.20 MeV.
(2)mHev0＝mHvH＋mOvO，
又vO∶vH＝1∶50，解得vO＝1.8×106 m/s.
答案：(1)吸收能量　1.20 MeV　(2)1.8×106 m/s
5．(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．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝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， ①
m1v＝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
(m2gsin 37°＋μm2gcos 37°)s＝m2v， ③
(m2gsin 37°－μm2gcos 37°)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

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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