高中物理选修3-5综合测试题5

选修3-5综合测试题51.（1）太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：21H+31H→42He+x.若已知21H的质量为m1，31H的质量为m2，42He的质量为m3，x的质量为m4，则下列说法中正确的是：A.x是中子B.21H和31H在常温下就能够发生聚变C.这个反应释放的核能为ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2D.我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的（2）质量为mB=2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为mA=2kg的物体A，一颗质量为m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100m/s，已知A，B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止。求：①物体A的最大速度vA；②平板车B的最大速度vB。班级座号姓名考号2.（1）写出下列两个核反应的反应方程：2713Al（铝核）俘获一个粒子后放出一个中子：。粒子轰击147N（氮核）放出一个质子：。（2）如图所示，质量分别为m，和m：的两个小球在光滑的水平面上分别以速度21,vv同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速率弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止．求第一次碰后m1球的速度大小．3.静止的锂核（63Li）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生两个新粒子，其中一个粒子为氦核（42He），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。4.静止的氮核N147被速度为v0的中子n10击中生成碳核C126和另一种原子核甲，已知C126与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核C126与甲核的动量之比为l：1．(1)写出核反应方程式．(2)求C126与甲核的速度各是多大?5.（1）1934年，法国科学家约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝（2713Al），产生出中子和磷的放射性同位素，因首次获得人工放射性物质而得到1935年的诺贝尔化学奖．请写出该核反应的方程式．（2）质量分别为m1和m2的两个等半径小球，在光滑的水平面上分别以速度v1、v2向右运动，并发生对心正碰，碰后m2被墙弹回，与墙碰撞过程中无能量损失，m2返回又与m1相向碰撞，碰后两球都静止．求第一次碰后m1球的速度．vv12mm126.(1)我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是234112HHHeX，其中粒子X的符号是。已知21H的质量是1m，31H的质量是2m，42He的质量是3m，X的质量是4m，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为。(2)在光滑水平面上，甲、乙两物体的质量分别为12mm、，它们沿一条直线相向运动，其中甲物体运动速度1v的大小是6/ms，乙物体运动速度2v的大小是2/ms。已知两物体碰撞后各自沿着原方向的反方向运动，速度v的大小都是4/ms，求甲乙两物体的质量之比12mm。7.(1)下列说法正确的是。A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C．21083Bi的半衰期是5天，12g21083Bi经过15天后还有1.5g未衰变D．按照玻尔理论。氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小．原子总能量增大(2)如图所示，在光滑水平桌面上有两上小球，质量为1m的小球以速度v与质量为2m静止的小球发生正碰，两球碰撞后粘在一起运动．求碰撞过程中系统动能的损失。8.如图所示，质量分别为1kg、3kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4m/s的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二者在发生碰撞的过程中(1)弹簧的最大弹性势能；(2)滑块B；的最大速度9.太阳的能量来自氢核聚变：即四个质子（氢核）聚变一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子．如果太阳辐射能量的功率为P，质子11H、氦核42eH、正电子01e的质量分别为pm、eHm、em，真空的光速为c，则（1）写出上述核反应方程式；（2）计算每一次聚变所释放的能量△E；（3）计算t时间内因聚变生成的粒子数n．10.一个静止的氮核（N147）俘获一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A，复核A又衰变成B、C两个新核，已知B、C的速度方向与中子的速度方向相同，B的速度是vB=1×106m/s，B的质量是中子质量的11倍，B、C所带电荷量之比qB:qC=5：2（已知1mol标准状态下的理想气体的体积为22.4L）.求（1）C核的速度大小（2）根据计算判断C核是什么核（3）写出核反应方程11.⑴某火车站由于工作需要正在进行列车编组，若甲车厢以速度υ0沿平直轨道匀速驶向原来静止的乙车厢，并在撞击过程中挂接在一起.而后甲、乙车厢又与原来静止的丙车厢通过相同的方法挂接在一起，已知每节车厢的质量均为m，不计车厢与轨道间的摩擦.求三节车厢挂接在一起后的速度.k.s.5.u⑵关于衰变请回答下列问题：①原子核衰变时可放出哪几种射线？试说明射线的成份及带电性质.②一静止的质量为m的铀核（23892U），发生α衰变转变成质量为m1的钍核（Th），同时放出质量为m2的α粒子.已知光速为c,写出衰变方程并求出衰变过程中释放的核能.12、（1）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变，并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类源源不断地提供清洁能源，被称为“人造太阳”。在该装置内所发生核反应的方程是234112HHHeX，其中粒子X的符号是。已知21H的质量为m1，31H的质量为m2，42He的质量是m3，X的质量是m4，光速为c，则发生一次上述核反应所释放核能的表达式为。（2）如图所示，质量为3m、长度为L的木块静止放置在光滑的水平面上。质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为025v。试求：①子弹穿出木块后，木块的速度大小；②子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小。选修3-5综合测试题5参考答案1.（1）AC（2分）（2）解：①子弹穿过物体A的过程中，对子弹和物块A,由动量守恒定律得：m0v0=m0v+mAvA…………………………………………………………………（2分）解得：vA=2.5m/s…………………………………………………………（1分）②对物块A和平板车B，由动量守恒定律得：mAvA=(mA+mB)vB……………………………………………………（2分）解得：vB=1.25m/s………………………………………………………（1分）2.解：（1）nPHeAl103015422713…………1分HOHeN1117842147…………1分（2）设第一次碰后m1球的速度大小为21',mv球的速度大小为'2v，根据动量定恒定律的'22'112211vmvmvmvm…………2分0'2211vmvm…………2分解得12211'12mvmvmv…………2分3.解：（1）HHenLi31421063…………2分（2）用21,mm和3m分别表示分子（n10）、氦核（He42）和氚核（H31）的质量，由动量守恒定律得：332211vmvmvm…………4分代入数值，得smv/101.863…………2分即反应后生成的氚核的速度大小为sm/101.86，方向与反应前中子的速度方向相反。4.(1)N147+n10→C126+H31…………………………………………(2分)(2)设中子质量为m0，C126核质量mC，甲核质量为m甲，由动量守恒得m0v0=mCvC+m甲v甲即m0v0=12m0vC+3m0v甲…………………………………………………(2分)又因为C126与甲核动量比为1:l，所以m0vC=m甲v甲即12m0vC=3m0v甲…………………………………………………………(2分)联立以上两个方程，得：vC=240v…………………………………………(1分)v甲=60v………………………………………………（1分）5.解：（1）427130213015HeAlPn（2分）（2）设1m、2m碰后的速度大小分别为/1v、/2v，则由动量守恒知//11221122mvmvmvmv（2分）//11220mvmv（2分）∴/1122112mvmvvm方向向右（2分）6.解：(1)10n或者n(2分)核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，据爱因斯坦质能方程得发生一次裂变反应所释放的核能表达式为21234()Emmmmc(2分)(2)设甲的初速度1v方同为正方向，则根据动量守恒定律有1122112mvmvmvmv(2分)代入数据解得1235mm(2分)7.(1)CD(2)根据动量守恒定律112()mvmmv(2分)系统损失的动能2211211()22KEmvmmv(2分)整理得212122()KmmvEmm(2分)8、9.（1）核反应方程式为14012142eHHe①（2）由爱因斯坦的质能方程2Emc②核反应所释放的能量△E为2(42)epHeEmmmc③（3）由能量关系得PnE④得2(42)epHeptptnEmmmc⑤评分标准：本题共8分，②④式各1分，其它各2分10.(1）设中子质量为m，则氮核的质量为14m，B核的质量为11m，由质量数守恒知C核的质量为4m.…………………………（2分）由动量守恒定律得mv0=11mvB+4mvC代入数据解得vC=3×106m/s…………（2分）（2）因总电荷数为7，所以B核的电荷数为5，为硼核（B115）；C核的电荷数为2，为氦核（42He）……………………………（2分）（3）N147+10n→42He+115B………………（2分）k.s.5.u11.解：⑴由动量守恒定律得mvmv30……（2分）031vv……（1分）⑵①α射线,β射线,γ射线…………（1分）α射线是由高速氦核（42He）组成的粒子流,带正电；β射线为高速电子（10e）流，带负电；γ射线为高频电磁波，不带电.…………（1分）②238234492902UThHe…………（2分）2212)(cmmmmcE…………（1分）12.（1）1201234()nmmmmc（每空1分）（2）解：①设子弹穿出木块后，木块的速度大小为移。设向右方向为正方向，由动量守恒定律可得：00235mvmvmv………………………………………①（2分）解得：015vv……………………………………………………②（1分）②设子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小为f。由能量守恒定律可得：222001312()2225fLmvmvmv………………………………………③（2分）联立②③式可得：20925mvfL………………（1分）