高考物理專(zhuān)題沖刺四

1、2009高考物理專(zhuān)題沖刺四（命題范圍：碰撞與動(dòng)量守恒原子結(jié)構(gòu)、原子核）說(shuō)明：本試卷分第卷和第卷兩部分，共150分；答題時(shí)間120分鐘第卷（選擇題，共40分）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得4分，選不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分）1衰變成，之后衰變成，Pa處于高能級(jí)，它向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射一個(gè)粒子在這個(gè)過(guò)程中，前兩次衰變放出的粒子和最后輻射的粒子依次是（ ）A粒子、粒子、光子B粒子、光子、粒子C粒子、光子、中子D光子、電子、粒子2“朝核危機(jī)”引起全球矚目，其焦點(diǎn)就是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆

2、重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239（），這種钚239可由鈾239（）經(jīng)過(guò)n次衰變而產(chǎn)生，則n為（ ）A2 B239 C145 D923如圖所示，物塊A、B靜止在光滑水平面上，且，現(xiàn)用大小相等的兩個(gè)力F和F/分別作用在A和B上，使A、B沿一條直線相向運(yùn)動(dòng)，然后又先后撤去這兩個(gè)力，使這兩個(gè)力對(duì)物體做的功相同，接著兩物體碰撞并合為一體后，它們（ ）A可能停止運(yùn)動(dòng) B一定向右運(yùn)動(dòng)C可能向左運(yùn)動(dòng)D仍運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)方向不能確定4當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)粒子時(shí)，放出2830MeV的能量，當(dāng)三個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出726MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，

3、釋放的能量為（ ）A2104MeV B3556MeV C9216MeV D7764MeV5一只小球沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，垂直撞到豎直墻上小球撞墻前后的動(dòng)量變化量為，動(dòng)能變化量為，關(guān)于和有下列說(shuō)法：若最大，則也最大；若最大，則一定最?。蝗糇钚?，則也最小；若最小，則一定最大以上說(shuō)法中正確的是（ ）ABCD6月球上特有的能源材料，總共大約有100萬(wàn)噸，這是由于太陽(yáng)風(fēng)里帶有大量中子打入月球表面的X粒子中，形成，月球表面稀薄氣體里，每立方厘米中有數(shù)個(gè)分子，收集這些可以在月球上建立發(fā)電站，其中X粒子應(yīng)該為（ ）ABCD7關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說(shuō)法中正確的有（ ）A放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電

4、，因此達(dá)到了消除有害靜電的目的B利用射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D用射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害8紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光鉻離子的能級(jí)圖如圖所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長(zhǎng)為1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3，然后自發(fā)地躍遷到E2，釋放波長(zhǎng)為2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光，這種激光的波長(zhǎng)為（ ）ABCD9如圖所示，光滑水平面上有

5、兩個(gè)大小相同的鋼球A、B，A球的質(zhì)量大于B球的質(zhì)量開(kāi)始時(shí)A球以一定的速度向右運(yùn)動(dòng)，B球處于靜止?fàn)顟B(tài)兩球碰撞后均向右運(yùn)動(dòng)設(shè)碰前A球的德布羅意波長(zhǎng)為，碰后A、B兩球的德布羅意波長(zhǎng)分別為2和3，則下列關(guān)系正確的是（ ）A1=2=3 B1=2+3C D10如圖所示，光滑的平臺(tái)上有一質(zhì)量為20kg，長(zhǎng)度為10m的長(zhǎng)板，其中7m伸出平臺(tái)外為了使木板不翻倒，讓一個(gè)質(zhì)量為25kg的小孩站在長(zhǎng)木板的右端B點(diǎn)，以下關(guān)于木板平衡的結(jié)論，正確的是（ ）A如果小孩從木板的右端B向左端A走動(dòng)，欲使木板不翻倒，小孩在木板上走動(dòng)的距離不能超過(guò)14mB如果小孩從木板的右端B向左端A走動(dòng)，欲使木板不翻倒，小孩在木板上走動(dòng)的距離不

6、能超過(guò)3mC小孩可以從木板的右端B向左端A隨意走動(dòng)，但小孩決不能從左端A離開(kāi)長(zhǎng)木板，否則木板就會(huì)翻倒D小孩不但可以從木板的右端B向左端A隨意走動(dòng)，還可以從左端A離開(kāi)木板，整個(gè)過(guò)程中，木板都不會(huì)翻倒第卷（非選擇題，共110分）二、本題共2小題，共20分，把答案填在題中相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答11（8分）正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像：它的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式（2）

7、將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途（）A利用它的射線 B作為示蹤原子 C參與人體的代謝過(guò)程 D有氧呼吸（3）設(shè)電子質(zhì)量為m，電量為q，光速為c，普朗克常數(shù)為h，則探測(cè)到的正負(fù)電子湮滅后生成的光子的波長(zhǎng)=（4）PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)（填“長(zhǎng)”或“短”或“長(zhǎng)短均可”）12（12分）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖 (b)所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間

8、的摩擦而引起的誤差（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；先_，然后_，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖（b）所示；測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g試完善實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔002s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以

9、前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)kgm/s（保留三位有效數(shù)字）（3）試說(shuō)明（2）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_三、本題共6小題，共90分解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位13（13分）人們常說(shuō)“水滴石穿”，請(qǐng)你根據(jù)下面提供的信息，估算出水對(duì)石頭的沖擊力的大小一瀑布落差為h=20m，水流量為Q=010m3/s，水的密度kg/m3，水在最高點(diǎn)和落至石頭上后的速度都認(rèn)為是零（落在石頭上的水立即流走，在討論石頭對(duì)水的作用時(shí)可以不考慮水的重力，g取10m/s2）14（14分）如圖所示，在邊

10、長(zhǎng)為a的等邊三角形bcd所圍區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，某一時(shí)刻靜止于b點(diǎn)處的原子核X發(fā)生衰變，粒子沿bc方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好由d射出且與cd邊相切已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為2e，剩余核的質(zhì)量為M，衰變過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，求原子核X的質(zhì)量15（13分）一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級(jí)狀態(tài)，氫原子的能級(jí)圖如圖所示，則：（1）氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？（2）氫原子由量子數(shù)n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射光 子的能量是多少電子伏？（3）用（2）中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能是多大？幾種金屬

11、的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1927374116（16分）如圖所示，在傾角為=37的足夠長(zhǎng)的固定斜面上，物體A和小車(chē)B正沿著斜面上滑，A的質(zhì)量為mA=050kg，B的質(zhì)量為mB=025kg，A始終受到沿斜面向上的恒力F的作用當(dāng)A追上B時(shí)，A的速度為vA=18m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好為零，A、B相碰，相互作用時(shí)間極短，相互作用力很大，碰撞后的瞬間，A的速度變?yōu)関1=06m/s，方向沿斜面向上再經(jīng)T=06s，A的速度大小變?yōu)関2=18m/s，在這一段時(shí)間內(nèi)A、B沒(méi)有再次相碰已知A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=015，B與斜面間的摩擦力不計(jì)，已知：sin37=06，重力加速度g=10m/s

12、2，求：（1）A、B第一次碰撞后B的速度；（2）恒力F的大小17（16分）2005年7月4日13時(shí)52分，美國(guó)宇航局“深度撞擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器“擊中”目標(biāo)坦普爾號(hào)彗星，這次撞擊只能使該彗星自身的運(yùn)行速度出現(xiàn)每秒00001mm的改變。探測(cè)器上所攜帶的總質(zhì)量達(dá)370kg的彗星“撞擊器”將以每小時(shí)38000km的速度徑直撞向彗星的彗核部分，撞擊彗星后“撞擊器”融化消失。問(wèn)：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算一下彗星的質(zhì)量是多少？（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）18（18分）如圖所示，質(zhì)量為M的平板車(chē)P高h(yuǎn)，質(zhì)量為m的小物塊Q的大小不計(jì)，位于平板車(chē)的左端，系統(tǒng)原來(lái)靜止在光滑水平面地面上一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩長(zhǎng)為R，一端懸

13、于Q正上方高為R處，另一端系一質(zhì)量也為m的小球（大小不計(jì)）今將小球拉至懸線與豎直位置成60角，由靜止釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)與Q的碰撞時(shí)間極短，且無(wú)能量損失，已知Q離開(kāi)平板車(chē)時(shí)速度大小是平板車(chē)速度的兩倍，Q與P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，M:m=4:1，重力加速度為g求：（1）小物塊Q離開(kāi)平板車(chē)時(shí)速度為多大？（2）平板車(chē)P的長(zhǎng)度為多少？（3）小物塊Q落地時(shí)距小球的水平距離為多少？參考答案1答案：A 根據(jù)核反應(yīng)方程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得2答案：A 由衰變規(guī)律，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1，比質(zhì)子增加2，所以發(fā)生2次衰變3答案：B 由動(dòng)能定理知功相同，結(jié)合前動(dòng)能相同，因此，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，故碰后速度v一定與

14、PA相同，向右4答案：C 根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程知，=9216MeV5答案：B小球與墻壁碰撞后，如果無(wú)能量損失，則小球應(yīng)以相同的速率返回，這種情況動(dòng)量變化量最大等于2mv，動(dòng)能變化量最小為零，所以正確；如果小球與墻壁碰后粘在墻上，動(dòng)量變化量最小等于mv，動(dòng)能變化量最大等于，所以正確6答案：D 由可知X粒子為7答案：D 利用放射線消除有害靜電是利用射線的電離性，使空氣分子電離成倒替，將靜電泄出；射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來(lái)人體透視，在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量；DNA變異并不一定都是有益的，也有時(shí)發(fā)生變害的一面8答案：A ，根據(jù)，可得，則9答案：D 由動(dòng)量守恒定律pA=pA/+pB，再

15、由德布羅意波長(zhǎng)公式=h/p，得到h/1=h/2+h/310答案：D 平臺(tái)光滑，說(shuō)明小孩和木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒小孩從木板右端B向左端A走動(dòng)時(shí)，木板將沿平臺(tái)向右移動(dòng)，二者相對(duì)于平臺(tái)的動(dòng)量的大小相等，即。設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間小孩走到A端，則，即，又m。聯(lián)立二式解得，m此時(shí)，木板的重心已向右移到了平臺(tái)上，即使小孩從左端A離開(kāi)木板，木板也不會(huì)翻倒，故D正確11答案：（1）根據(jù)題意得，ON+e，e+e2（2分）（2）B正確 （2分）（3）根據(jù)E=h=mc2和c=/可得=h/mc （2分）（4）根據(jù)同位素的用途，半衰期應(yīng)極短 （2分）12答案：（1）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 （2分） 放開(kāi)滑塊1 （2分） （2）062

16、0 （2分） 0618 （2分） （3）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦（4分）解析：作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量p0=m1v0v0=02/01=2m/s，p0=0312=0620kgm/s作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1和滑塊2的動(dòng)量和，且此時(shí)兩滑塊具有相同的速度v，v=0168/014=12m/s，p=(m1+m2)v=(0310+0205)12=0618 kgm/s13解析：水從h高處落下可認(rèn)為是自由落體運(yùn)動(dòng)，速度為v，則（2分）m/s（2分）設(shè)在很短時(shí)間t內(nèi)有質(zhì)量為m的水落到石頭上，以它為研究對(duì)象，設(shè)石頭對(duì)水的平均作用力為F，取豎直向下為正方向，由動(dòng)量定理得，而（5分）由式代入數(shù)據(jù)解得，N（

17、2分）根據(jù)牛頓第三定律可知，水對(duì)石頭的反作用力=N （2分）14解析：設(shè)X衰變時(shí)放出的粒子的速度為，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則由上圖可知，（1分）又=，（1分）所以（2分）因衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒，故有，（2分）（2分）衰變過(guò)程中釋放的能量為（2分）由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，得（2分）故原子核X的質(zhì)量為（2分）15解析：（1）可發(fā)射6種頻率的光子（4分）（2）由玻爾的躍遷規(guī)律可得光子的能量為，代入數(shù)據(jù)得E=255eV（3分）（3）E只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能為（3分）代入數(shù)據(jù)得，eV（或101019J）（3分）16

18、解析：（1）A、B碰撞過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒，mAvA=mAv1+mBvB（2分）得vB=24m/s（2分）方向沿斜面向上（1分）（2）設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間T=060s，A的速度方向向上，此時(shí)A的位移m（1分）B的加速度aB=gsin=6m/s2（1分）B的位移m（1分）可見(jiàn)A、B將再次相碰，違反了題意，因此碰撞后A先做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后，再做勻加速運(yùn)動(dòng)（1分）對(duì)A列出牛頓第二定律：mAgsin+mgcosF=mAa1，（2分）mAgsinmgcosF=mAa2，（2分）v1=a1t1，v2=a2(Tt1) （2分）解得F=06N（1分）17解析：解：以彗星和撞擊器組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)彗星的質(zhì)量為M，初速度為v01，撞擊器質(zhì)量m=370kg，速度v02=38000km/h=11104m/s，撞擊后速度為v由動(dòng)量守恒定律得： （4分）由于M遠(yuǎn)大于m，所以，上式可以化為：（4分）解得： （2分）由題給信息