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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1) 目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,从而放射出α、β、γ射线,会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是           .(填正确答案标号.选对一个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)

A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个氡原子核了

B.γ射线一般伴随着α或β射线产生,这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱

C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的

D.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小

E.铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变

(2)如图甲所示,两个物体A、B静止放在光滑水平面上,物体A、B用一轻质弹簧连接,并用细线拴连使弹簧处于压缩状态,物体的质量分别为=0.1kg、=0.2kg.现将细线烧断,物体A、B在弹簧弹力作用下做往复运动.若此过程中弹簧始终在弹性限度内,并设以向右为正方向,从细线烧断后开始计时,物体A的速度‒时间图象如图乙所示.求:

①从细线烧断到弹簧恢复原长运动的时间;

②弹簧长度最大时弹簧存储的弹性势能.

正确答案

(1)BCE

(2)①

解析

(1)BCE

(2)①当弹簧恢复到原长时,A的速度最大,则对应的时刻为

②当A的最大速度为4m/s,此时根据动量守恒定律可得B的速度为:

AB总的动能即为弹簧长度最大时弹簧的弹性势能,即

知识点

动量守恒定律能量守恒定律与能源天然放射现象原子核衰变及半衰期、衰变速度
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为=-54.4eV,氦离子能级的示意图如图所示.在具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是(填正确答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.54.4 eV(光子)

B.50.4 eV(光子)

C.48.4 eV(电子)

D.42.8 eV(光子)

E.41.8 eV(电子)

(2)如图所示,有n个相同的质点静止在光滑水平面上的同一直线上,相邻的两个质点间的距离都是1m,在某时刻给第一个质点一个初速度,依次与第二个、第三个…质点相碰,且每次碰后相碰的质点都粘在一起运动,求从第一个质点开始运动到与第n个质点相碰所经历的时间.

正确答案

⑴ACE

⑵t=

解析

(1)由玻尔理论知,基态的氦离子要实现跃迁,入射光子的能量(光子能量不可分)应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差,因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收;而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差,均可能被吸收.

氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为:

Δ==0-(-54.4 eV)=54.4 eV

Δ==-3.4 eV-(54.4 eV)=51.0 eV

Δ==-6.0 eV-(-54.4 eV)=48.4 eV

Δ==-13.6 eV-(54.4 eV)=40.8 eV

可见,42.8eV和50.4eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁.

(2)解:根据动量守恒可得:

得:

则相邻的两个质点间的运动时间表达式为:

∴经历的时间为:t=++…+=++…==

知识点

动量守恒定律氢原子的能级公式和跃迁
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

下图为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带平滑连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量mA=mB=1kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块A和B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10-4s,重力加速度g取10m/s2。试求:

(1)弹簧储存的弹性势能Ep

(2)物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm

(3)若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰,且A和B碰后互换速度,则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能△E为多大?

正确答案

(1)Ep=16J

(2)sm=4m

(3)△E=8(3+2)J 

解析

(1)解除锁定,弹开物块A、B后,两物体的速度大小为:

vA=vB==4.0m/s 

弹簧储存的弹性势能

(2)物块B滑上传送带做匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远。

由动能定理得:-μmBgsm=0-mBvB2/2  

得 sm=4m

(3)B要刚好能滑出传送带的Q端,由能量关系有:

    

得:             

因为A和B碰撞过程交换速度,故弹射装置至少应以4m/s的速度将A弹回

B在传送带上运动的时间        

在B滑过传送带的过程中,传送带移动的距离:

      

△S=S+L       

因摩擦产生的内能为:△E=μmBg△S=8(3+2)J    

知识点

动量守恒定律弹性势能
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)在居室装潢中经常会用到大理石、花岗岩等装饰材料,这些岩石都不同程度的含有放射性元素,会释放出射线。下列有关放射性知识的说法正确的是:              

A、放射性元素发生衰变时释放出电子,说明电子是原子核的组成部分

B、射线的电离能力比射线的电离能力强得多,可以用于消除静电

C、射线是电磁波,在三种射线中穿透本领最强

D、氡的半衰期是3.8天,若有16个氡原子核,则经过7.6天后一定只剩下4个氡原子核

E、很高的温度或者很大的压强都不能改变放射性元素的半衰期

(2)如图所示,质量分别为M和m的物体A和B静止在光滑水平面上,A左侧被很薄的油泥层粘在竖直墙壁上,AB之间用一轻质弹簧相连。现用一水平向右的外力作用在B上,外力作用一段时间后,A离开墙壁开始运动,此时撤掉外力,且弹簧此时的弹性势能为,在以后的运动过程中,弹簧弹性势能的最大值为,设外力对B的冲量为I 。求从静止到A开始运动的过程中A受到油泥层黏力的冲量。

正确答案

见解析

解析

(1)BCE

(2)设A开始运动前弹簧对B的冲量为I0,A开始运动时B的速度为,A开始运动前的过程中对B根据动量定理:

而A开始运动后,到弹簧形变量最大时,A、B速度相等,且该过程中系统动量守恒,能量也守恒,则:

解得:  

而A开始运动前油泥层黏力的冲量与弹簧对A的弹力的冲量大小相等,则:

知识点

动量 冲量动量守恒定律天然放射现象
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)关于天然放射现象,下列叙述正确的是_________

A、若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减少

B、当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生衰变

C、在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强

D、铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变

E、铀核()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铀核的结合能

(2)如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问:

①a与b球碰前瞬间的速度多大?

②a、b两球碰后,细绳是否会断裂?(要求通过计算回答)

正确答案

见解析

解析

(1)CDE

(2)①设a球经C点时速度为,则由机械能守恒得

解得,即a与b球碰前的速度为

②(6分)设b球碰后的速度为,由动量守恒得

小球被细绳悬挂绕O摆动时,若细绳拉力为T,则

解得

,细绳会断裂

知识点

动量守恒定律原子核衰变及半衰期、衰变速度
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,小滑块A和B(可视为质点)套在固定的水平光滑杆上。一轻弹簧上端固定在P点,下端与滑块B相连接。现使滑块B静止在P点正下方的O点,O、P间的距离为h。某时刻,滑块A以初速度v0沿杆向右运动,与B碰撞后,粘在一起以O为中心位置做往复运动。光滑杆上的M点与O点间的距离为。已知滑块A的质量为2m,滑块B的质量为m,弹簧的原长为,劲度系数。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。

求:

(1)滑块A与滑块B碰后瞬间共同速度v的大小;

(2)当滑块A、B运动到M点时,加速度a的大小;

(3)滑块A、B在往复运动过程中,最大速度vm的大小。

正确答案

见解析。

解析

(1)取A、B滑块为系统,由动量守恒定律有

所以      

(2)当滑块运动到M点时,弹簧的长度

此时弹簧的弹力

根据牛顿第二定律

(3)当弹簧处于原长时,滑块的速度最大。取滑块A、B和弹簧为系统,由机械能守恒定律有                  

所以      

知识点

牛顿第二定律动量守恒定律动能定理的应用
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题型:填空题
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填空题 · 4 分

一质量为M =1.2kg的物块静止在水平桌面上,一质量为m=0.02kg的子弹以水平速度v0=100m/s射入物块,在很短的时间内以水平速度10m/s穿出。则子弹穿越木块过程中,子弹和木块组成的系统的动量___________(填“守恒”或“不守恒”),子弹穿出时木块获得的水平初速度为________m/s。

正确答案

守恒、1.5

解析


知识点

动量守恒定律
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题型:填空题
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填空题 · 4 分

质量为M的小船上站有一个质量为m的人,船相对于岸以v0的速度在平静的水面上向左缓缓漂动,如图所示。某时刻人以相对于岸向右的速度v水平跳出,则人跳船前后船的动量变化方向是_______,船速变化的大小为_______。

正确答案

向左,m(v+ v0)/M

解析


知识点

动量守恒定律
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

(1)如图R为一含有U的放射源,它能放出 α、β、γ三种射线变为Rn。为一张厚报纸;MN为一光屏,虚线框内存在着匀强磁场。在屏上只有O、P两个亮点。则打在P点的是_______射线;U衰变为Rn要经过多次α衰变和β衰变,其中要经过的α衰变次数为_______。

(2)如图所示,气球吊着A、B两个物体以速度v匀速上升,A物体与气球的总质量为m1,物体B的质量为m2,m1>m2。某时刻A、B间细线断裂,求当气球的速度为2v时物体B的速度大小并判断方向。(空气阻力不计)

正确答案

(1)β,4  

(2)v2<0,物体的速度方向向下

解析

(1)略。

(2)根据动量守恒定律得:

 

解得:  

∵m1>m2  

∴v2<0,物体的速度方向向下

知识点

动量守恒定律原子核衰变及半衰期、衰变速度
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

如图所示,光滑水平面上静止着一只木箱和一辆载人小车,已知木箱、小车、人的质量均相同。现人用力推动木箱,使木箱以速度v0水平向右运动,经过一段时间后,木箱与墙壁发生碰撞,碰撞之后木箱以原速率返回,人在车上抓住木箱之后,人、车、木箱不再分开,求木箱的最终速度大小。

正确答案

解析

取向左为正方向,由动量守恒定律有:

0=2mv1﹣mv0

得:

小明接木箱的过程中动量守恒,有:mv0+2mv1=(m+2m)v2

解得:

知识点

动量守恒定律
下一知识点 : 机械能
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