教师用书独具)(时间：50分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得3分，有错选或不答的得0分)1．(2012·天津高考)下列说法正确的是( )A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量解析：选B 采用物理和化学方法不能改变放射性元素的半衰期，选项A错误；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项B正确；从高空对地面进行遥感摄影利用的是红外线，选项C错误；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，选项D错误2．(2012·江苏高考)如图1所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )图1图2解析：选C 根据玻尔的原子跃迁公式h＝Em－En可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E3－E1，辐射光的波长a最短，能量差值最小的是E3－E2，辐射光的波长b最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a、c、b，C正确。
3．(2012·北京海淀二模)下列说法中正确的是( )A．实物粒子只具有粒子性，不具有波动性B．卢瑟福通过α粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构模型C．光波是概率波，光子在前进和传播过程中，其位置和动量能够同时确定D．在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于γ光子的能量解析：选B 电子通过晶格的衍射现象表明实物粒子也具有波动性，A错误；卢瑟福的原子核式结构模型理论的基础就是α粒子散射实验，B正确；由测不准原理知微观粒子的位置和动量是不能同时准确测量的，C错误；在工业和医疗中常使用激光的原因是由于其平行性好、亮度高，但亮度高不是由于光子能量高，而是单位时间内通过单位面积的总能量大，D错误4．(2013·湖北八校二联)已知氢原子基态的轨道半径为R0，基态能量为－E0，将该原子置于静电场中使其电离，已知静电力常量为k，电子电荷量大小为q则( )A．静电场提供的能量至少为E0B．静电场提供的能量至少为2E0C．静电场场强大小至少为kD．静电场场强大小至少为2k解析：选AC 氢原子电离时是核外电子脱离原子核的束缚，消耗能量最少的情况是电子与原子核恰好分离时，电子与原子核的速度恰好为零，此时消耗的能量恰好等于其基态能量的绝对值，A正确，B错误；从力的角度来看，电子与氢原子核分离时电场力不小于它们之间的静电力，即qE≥，可知C正确，D错误。
5.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别是ma、mb，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度—时间图象如图3所示下列关系正确的是( )图3A．ma＞mb B．ma＜mbC．ma＝mb D．无法判断解析：选B 两球在光滑的水平面上相碰过程，动量守恒，故有：ma·2v0＝mb·v0－ma·v0，解得：mb＝3ma，B正确6.如图4所示，光滑绝缘的水面上M、N两点有完全相同的金属小球A和B，带有不等量的同种电荷现使A、B以大小相等的初动量相向运动，并发生弹性碰撞，碰后返回M、N两点，则( )图4A．碰撞发生在M、N的中点之外B．两球同时返回M、N两点C．两球回到原位置时各自的动量比原来大些D．两球回到原位置时各自的动量与原来相等解析：选BC 尽管两小球所带电荷量不相等，但两小球间相互作用的库仑力大小相等，两小球又是完全相同的金属小球，所以两小球相向运动的速度大小及加速度大小时刻相等，两小球肯定在MN的中点发生碰撞，碰后两小球速度互换同时返回到M、N两点，碰撞后两小球所带电荷量相等，相互作用的库仑力大于相向运动时同一位置的库仑力，即两小球返回到原位置过程中库仑力所做的正功大于相向运动过程中库仑力所做的负功，所以两小球返回到原位置时速率增大，但总动量仍为零，正确答案为B、C。
7．(2013·四川乐山联考)关于以下核反应方程式：(1)H＋H→He＋X(2)U＋X→Xe＋Sr＋2Y(3)Na→Mg＋Z下列说法正确的是( )A．X与Z相同 B．Y与Z相同C．方程(1)是核聚变反应 D．方程(3)是核裂变反应解析：选C 根据核反应过程中所遵循的规律可得X的电荷数为1＋1－2＝0，质量数为2＋3－4＝1；Y的电荷数为92－54－38＝0，质量数为(235＋1－140－94)/2＝1；Z的电荷数为11－12＝－1，质量数为24－24＝0；方程(1)中轻核聚变成中等质量的核，为核聚变反应；方程(2)中重核裂变成中等质量的核，为核裂变反应；方程(3)是放射性元素的衰变综上所述，正确选项为C8．(2013·广东广州一模)首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是：Li＋H→kHe，已知mLi＝7.016 0 u，mH＝1.007 8 u，mHe＝4.002 6 u，则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是( )A．1和4.021 2 u B．1和2.005 6 uC．2和0.018 6 u D．2和1.997 0 u解析：选C 由电荷数与质量数守恒可得，k＝2；质量亏损Δm＝mLi＋mH－2mHe＝0.018 6 u，选项C正确。
9．下列说法正确的是( )A．研制核武器的钚239(Pu)由铀239(U)经过4次β衰变而产生B．发现中子的核反应方程是Be＋He→C＋nC．20 g的U经过两个半衰期后其质量变为15 gD.U在中子轰击下，生成Sr和Xe的核反应后，原子核的核子总数减少解析：选B 根据原子核衰变规律U→Pu＋2e，所以A选项错误；B选项是查德威克发现中子的核反应方程，该选项正确；根据半衰期的定义，C选项错误；在原子核的人工转变过程中，应该遵循质量数守恒和电荷数守恒，所以D选项错误10．如图5所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升下列说法正确的是( )图5A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为C．B能达到的最大高度为D．B能达到的最大高度为解析：选BD 根据机械能守恒定律可得B刚到达水平地面的速度v0＝，根据动量守恒定律可得A与B碰撞后的速度为v＝v0，所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为Epm＝·2mv2＝mgh，即选项A错误，B正确；当弹簧再次恢复原长时，A与B将分开，B以v的速度沿斜面上滑，根据机械能守恒定律可得mgh′＝mv2，B能达到的最大高度为h/4，即选项C错误，D正确。
11.(2012·长沙模拟)如图6所示，质量为M、长为L的长木板放在光滑水平面上，一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上木板，如果长木板是固定的，物块恰好停在木板的右端，如果长木板不固定，则物块冲上木板后在木板上最多能滑行的距离为( )图6A．L B.C. D.解析：选D 固定时，由动能定理得：μMgL＝Mv，后来木板不固定有Mv0＝2Mv，μMgx＝Mv－·2Mv2，故得x＝，D项正确，A、B、C项错误12．(2012·福建高考)如图7，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )图7A．v0＋v B．v0－vC．v0＋(v0＋v) D．v0＋(v0－v)解析：选C 根据动能量守恒定律，选向右方向为正方向，则有(M＋m)v0＝Mv′－mv，解得v′＝v0＋(v0＋v)，故选项C正确二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)(2012·浙江台州第一次调研)某同学用如图8甲所示的装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止，让球a仍从原固定点由静止开始滚下，且与球b相碰，碰后两球分别落在记录纸上的不同位置，重复10次。
本实验中的斜槽轨道的摩擦可以忽略不计)已知小球a的质量大于小球b的质量图8(1)本实验必须测量的物理量是( )A．斜槽轨道末端到水平地面的高度HB．小球a、b的质量ma、mbC．小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间tD．记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离OA、OB、OCE．球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h(2)为测定未放被碰小球时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，图乙给出了小球a落点的情况，由图乙可得距离应为________cm3)由实验测得的数据，如果满足等式________________________________________________________________________，那么我们认为在碰撞中系统的动量是不变的解析：(1)在高度差一定的情况下，平抛运动的时间一定，由v＝可知，平抛速度和水平射程成正比，故只需测出小球的质量及水平射程，故选B，D2)(3)略答案：(1)BD (2)45.90(45.85～45.95均可) (3)ma＝ma＋mb 14.(10分)如图9所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，水平面上有两个并排放置的小滑块A、B，它们的质量分别为mA和mB，两滑块与水平面的动摩擦因数均为μ。
滑块A、B均带有负电荷，电荷量分别为qA和qB，不考虑两滑块间相互作用的库仑力在A、B之间有少量炸药，某时刻炸药突然爆炸，炸后滑块A沿水平面以速度v0向左匀速运动，滑块B沿水平面向右滑动炸药爆炸的过程时间很短可忽略不计，重力加速度为g求：图9(1)判断滑块A在运动过程中所受洛伦兹力的方向；(2)磁场的磁感应强度；(3)炸药爆炸后瞬间滑块B所受水平面摩擦力的大小解析：(1)由左手定则判断A受洛伦兹力方向竖直向上2)A做匀速直线运动，洛伦兹力等于重力则qAv0B＝mAg 得：B＝(3)爆炸过程中动量守恒，炸后瞬间B的速度大小为vB，取水平向右为正方向，由动量守恒知mBvB－mAv0＝0B所受水平面的支持力FN＝mBg＋qBvBB滑块B所受水平面摩擦力的大小Ff＝μFN得Ff＝μ()g答案：(1)竖直向上 (2) (3)μ()g15．(10分)(2012·德州二模)(1)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(Ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为：Ve＋Cl→Ar＋e，已知Cl核的质量为36.956 58 u；Ar核的质量为36.956 91 u，e的质量为0.000 55 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV。
根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为____________________________________________MeV2)如图10所示，质量为m＝1 kg的滑块，以v0＝5 m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车，小车质量M＝4 kg，小车与右边的墙壁发生弹性碰撞后以等大反向的速度被反弹回来，在小车与墙壁碰撞前后各有一次滑块和小车相对静止的状态，求：①与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度v1大小；②与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度v2大小图10解析：(1)核反应过程中质量增加量Δm＝mAr＋me－mCl＝36.956 91 u＋0.000 55 u－36.956 58 u＝0.000 88 u故电子中微子的最小能量为Δmc2＝0.000 88×931.5 MeV＝0.82 MeV(2)①根据动量守恒定律：mv0＝(m＋M)v1v＝＝1 m/s②根据动量守恒定律Mv1－mv1＝(m＋M)v2v2＝＝0.6 m/s答案：(1)0.82 (2)①1 m/s ②0.6 m/s16．(10分)(2013·山东潍坊一模)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8。
中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c1)写出核反应方程；(2)求氚核和α粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损解析：(1)n＋Li→H＋He2)由动量守恒定律得mnv＝－mHv1＋mHev2由题意得v1∶v2＝7∶8解得v1＝v，v2＝v3)氚核和α粒子的动能之和为Ek＝×3mv＋×4mv＝mv2释放的核能为ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm＝＝答案：(1)n＋Li→H＋He (2) (3)。