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本章綜合能力提升練 一、單項選擇題 1.(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)關(guān)于圖1中四幅圖的說法，正確的是(　　) 圖1 A.圖甲中放射源放出的三種射線是由同一種元素的原子核釋放的 B.圖乙中用紫外線燈照射與驗電器相連的鋅板，鋅板和驗電器均帶負電 C.圖丙為黑體輻射規(guī)律，普朗克提出能量子概念成功解釋了這個規(guī)律 D.圖丁中電子束通過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有粒子性 答案　C 2.(2018程橋高中月考)下列說法正確的是(　　) A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應 B.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太短 C.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增加 D.將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，它的半衰期減小 答案　A 解析　太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反應，又稱熱核反應，故A正確；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太長，故B錯誤；核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增加，電勢能減小，故C錯誤；將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變，故D錯誤. 3.如圖2所示，古時有“守株待兔”的寓言，設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身體重的作用力時即可致死.若兔子與樹樁發(fā)生碰撞，作用時間為0.2s，則剛好被撞死的兔子的奔跑速度是(g取10m/s2)(　　) 圖2 A.1m/s B.1.5 m/s C.2m/s D.2.5 m/s 答案　C 解析　設(shè)兔子與樹樁間的撞擊力為F，兔子撞后速度為零，根據(jù)動量定理有Ft＝mv，所以兔子的奔跑速度v＝＝＝gt＝100.2 m/s＝2 m/s. 4.如圖3所示，設(shè)質(zhì)量為M的導彈運動到空中最高點時速度為v0，突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度v沿v0的方向飛去，則另一塊的運動情況是(　　) 圖3 A.一定沿v0的方向飛去 B.一定沿v0的反方向飛去 C.可能做自由落體運動 D.以上說法都不對 答案　C 解析　以v0的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得Mv0＝mv＋(M－m)v′，得v′＝.mv可能大于、小于或等于Mv0，所以v′可能小于、大于或等于零. 5.在列車編組站里，一節(jié)動車車廂以1m/s的速度碰上另一節(jié)靜止的拖車車廂，碰后兩節(jié)車廂結(jié)合在一起繼續(xù)運動.已知兩節(jié)車廂的質(zhì)量均為20t，則碰撞過程拖車車廂受到的沖量大小為(碰撞過程時間很短，內(nèi)力很大)(　　) A.10Ns B.20Ns C.104Ns D.2104Ns 答案　C 解析　動車車廂和拖車車廂組成的系統(tǒng)碰撞過程動量守恒，以碰撞前動車車廂的速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有mv0＝2mv，對拖車車廂根據(jù)動量定理有I＝mv，聯(lián)立解得I＝104Ns，選項C正確. 二、多項選擇題 6.(2018揚州中學5月模擬)下列說法中正確的是(　　) A.黑體輻射隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都在增加，同時輻射強度的極大值向波長較短的方向移動 B.在研究光電效應實驗中所測得的遏止電壓與入射光的強度有關(guān) C.放射性元素原子核的半衰期長短與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件有關(guān) D.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的 答案　AD 7.(2018鹽城中學4月檢測)下列說法正確的是(　　) A.α射線的穿透能力比γ射線的穿透能力強 B.若質(zhì)子、電子具有相同的動能，則它們的物質(zhì)波波長相等 C.普朗克認為振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍 D.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增加，電勢能減小 答案　CD 8.(2018如皋市期初)氫原子在某三個相鄰能級間躍遷時，可發(fā)出三種不同波長的輻射光.已知其中的兩個波長分別為λ1和λ2，且λ1＞λ2，則另一個波長可能是(　　) A.λ1＋λ2 B.λ1－λ2 C. D. 答案　CD 解析　由題可知氫原子在輻射時滿足條件的三種情況，如圖所示. 對于第一種情況有h＋h＝h，則λ3＝，對于第二種情況h－h(huán)＝h，所以λ3＝.第三種情況與第二種情況求得的結(jié)果相同，正確選項為C、D. 三、填空題 9.(2018黃橋中學月考)如圖4某光電管的陰極K用截止頻率為ν0的金屬鈉制成，光電管陽極A和陰極K之間的正向電壓為U，普朗克常量為h，電子的電荷量為e.用頻率為ν的紫外線照射陰極，有光電子逸出，光電子到達陽極的最大動能是；若在光電管陽極A和陰極K之間加反向電壓，要使光電子都不能到達陽極，反向電壓至少為. 圖4 答案　hν－h(huán)ν0＋eU　 解析　根據(jù)光電效應方程得，光電子最大初動能為：Ekm＝hν－h(huán)ν0. 根據(jù)動能定理得：eU＝Ek－Ekm，解得：Ek＝hν－h(huán)ν0＋eU. 根據(jù)動能定理得：－eU′＝0－Ekm，解得反向電壓為：U′＝. 10.(2018南京市、鹽城市一模)氦原子的一個核外電子被電離，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子.如圖5所示為氦離子能級的示意圖.現(xiàn)有氦離子從n＝4能級到n＝能級輻射出的光子能量為10.2eV；用該光照射逸出功為2.29eV的金屬鈉，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為eV. 圖5 答案　2　7.91 解析　放出的光子能量等于兩能級間的能量差，才能發(fā)生躍遷，氦離子從n＝4能級輻射出的光子能量為10.2eV后的能級E′＝－3.4eV－10.2eV＝－13.6eV，可知躍遷到n＝2的能級.根據(jù)光電效應方程，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為：Ekm＝hν－W0＝10.2 eV－2.29eV＝7.91eV. 11.(2019紅橋中學一調(diào))2014年5月10日南京發(fā)生放射源銥－192丟失事件，銥－192化學符號是Ir，原子序數(shù)77，半衰期為74天.銥－192通過β衰變放出γ射線，γ射線可以穿透10～100mm厚鋼板.設(shè)衰變產(chǎn)生的新核用X表示，寫出銥－192的衰變方程；若現(xiàn)有1g銥－192，經(jīng)過148天有g(shù)銥－192發(fā)生衰變. 答案　Ir→X＋e　0.75 解析　根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出衰變方程為：Ir→X＋e，銥－192的半衰期為74天，148天是兩個半衰期，有m＝m0()2＝m0，故剩余的銥－192為原來的，所以有發(fā)生衰變，即0.75g. 12.氣墊導軌工作時，可忽略滑塊與導軌表面間的阻力影響，現(xiàn)借助其驗證動量守恒定律，如圖6所示，在水平氣墊導軌上放置質(zhì)量均為m的A、B(圖中未標出)兩滑塊，左側(cè)滑塊的左端、右側(cè)滑塊的右端分別與一條穿過打點計時器的紙帶相連，打點計時器電源的頻率為f.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，待打點穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動.如圖7所示的甲和乙為某次實驗打出的、分別與兩個滑塊相連的兩條紙帶，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)打點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別測出其長度為s1、s2和s3. 圖6 圖7 (1)若碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度，則滑塊(選填“A”或“B”)是與紙帶甲的(選填“左”或“右”)端相連. (2)碰撞前A、B兩滑塊的動量大小分別為、，實驗需要驗證是否成立的表達式為(用題目所給的已知量表示). 答案　(1)A　左 (2)0.2mfs1　0.2mfs3　s1－s3＝2s2 解析　(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根據(jù)動量守恒定律可知，題圖甲中s1和題圖乙中s3是兩滑塊相碰前打出的紙帶，s2是相碰后打出的紙帶，所以滑塊A應與甲紙帶的左側(cè)相連. (2)碰撞前兩滑塊的速度分別為： v1＝＝＝0.2s1f v2＝＝0.2s3f 碰撞后兩滑塊的共同速度： v＝＝0.2s2f 所以碰前兩滑塊動量分別為： p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3， 總動量為：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)； 碰后總動量為：p′＝2mv＝0.4mfs2. 要驗證動量守恒定律，則一定有： 0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2 即s1－s3＝2s2. 四、計算題 13.(2018南京市、鹽城市二模)在2018年冬奧會花樣滑冰雙人滑比賽中，中國選手隋文靜韓聰組合獲得亞軍.如圖8所示為某次訓練中情景，他們攜手滑步，相對光滑冰面的速度為1.0m/s.韓聰突然將隋文靜向原先運動方向推開，推力作用時間為2.0 s，隋文靜的速度大小變?yōu)?.0 m/s.假設(shè)隋文靜和韓聰?shù)馁|(zhì)量分別為40kg和60kg，求： 圖8 (1)推開后韓聰?shù)乃俣却笮。? (2)推開過程中隋文靜對韓聰?shù)钠骄饔昧Υ笮? 答案　(1)1m/s　(2)60N 解析　(1)以原先運動方向為正，由動量守恒定律得 (m1＋m2)v＝m1v1＋m2v2 解得v2＝－1 m/s 即推開后韓聰?shù)乃俣却笮? m/s. (2)對韓聰由動量定理得Ft＝m2v2－m2v 解得F＝－60 N 即隋文靜對韓聰?shù)钠骄饔昧Υ笮?0 N. 14.(2018江蘇省高考壓軸沖刺卷) 如圖9所示，質(zhì)量為0.4kg的木塊以2m/s的速度水平地滑上靜止在光滑水平地面上的平板小車，小車的質(zhì)量為1.6 kg，木塊與小車之間的動摩擦因數(shù)為0.2(g取10 m/s2).設(shè)小車足夠長，求從木塊滑上小車到它們處于相對靜止所經(jīng)歷的時間. 圖9 答案　0.8s 解析　以木塊和小車組成的系統(tǒng)為研究對象，以木塊的初速度方向為正方向， 由動量守恒定律可得：mv0＝(M＋m)v， 代入數(shù)據(jù)解得：v＝0.4 m/s； 以木塊為研究對象，由動量定理得： －μmgt＝mv－mv0， 代入數(shù)據(jù)解得：t＝0.8 s. 15.(2018南京市學情調(diào)研)花崗巖、大理石等裝修材料都不同程度地含有放射性元素氡222，人長期吸入后會對呼吸系統(tǒng)造成損害.設(shè)有一靜止的氡核(Rn)發(fā)生衰變生成釙(Po)，若放出5.6MeV的核能全部轉(zhuǎn)化為動能. (1)寫出核反應方程； (2)求新核釙218的動能.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 答案　(1)Rn→Po＋He (2)0.1MeV 解析　(1)核反應方程：Rn→Po＋He (2)根據(jù)動量守恒定律，反應后釙核與氦核動量等大，則釙核與氦核的動能與其質(zhì)量成反比：＝ 反應前氡核靜止，反應后釙核與氦核的動能之和即為衰變釋放的核能ΔE＝EkPo＋EkHe 解得：EkPo＝ΔE≈0.1 MeV.