高中物理 核力与结合能同步练习 新人教版选修3.docx

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高中物理核力与结合能同步练习新人教版选修3

2019-2020年高中物理核力与结合能同步练习新人教版选修3

1．组成原子核的核子之间有很强的___________，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为___________，它是一种强相互作用力。

2．自然界中原子序数较___________的原子核，其质子数与中子数大致相等；但原子序数较___________的原子核，中子数比质子数多，越重的元素，两者的差越大。

3．核子结合在一起时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的____________，它与核子数的比值叫________________。

在结合或分解过程中，反应物与生成物的质量之差叫______________。

4．已知氮核的质量为14.00735u，氧核的质量为17.00454u，氦核的质量为4.00387u，质子的质量为1.00815u，则核反应N＋He→O＋H是____________（填“释能”“吸能”）反应，能量变化了________________J

5．一个铀235衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10-25kg，钍核的质量为3.786567×10-25kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，则在该衰变过程中释放出的能量为_______________J。

如果有1kg铀发生这样的衰变，则铀全部衰变完，释放的能量为________________J。

6．下列关于核反应的说法正确的是（）

A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化

B．由质能方程可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度

C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的

D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的的总能量不守恒

7．下列四个核反应中，X表示中子的是（）

A．N＋He→O＋X

B．Al＋He→P＋X

C．H＋H→He＋X

D．U＋X→Xe＋Sr＋10n

8．用α粒子轰击硼10后，生在了氮13，并放出X粒子；而氮13不稳定，它放出Y粒子后变成碳13，则X和Y分别是（）

A．质子和中子

B．质子和正电子

C．中子和电子

D．中子和正电子

9．对质能方程，下列说法正确的是（）

A．能量可以转化为质量

B．质量可转化为能量

C．能量的转化与质量的转化是成比例的

D．在核反应中能量与质量都不守恒

10．中子n、质子P、氘核D的质量分别为mn、mP、mD，现用光子能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，核反应方程为γ＋D→P＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，且能量都以动能的形式存在，则中子的动能是（）

A．（mD－mP－mn）c2－E

B．（mD＋mn－mP）c2＋E

C．（mD－mP－mn）c2＋

D．（mD＋mP－mn）c2－E

11．静止的镭核Ra发生α衰变，释放出的α粒子的动能为E，设衰变过程中释放的能量全部以动能的形式释放，则衰变过程中的质量亏损为（）

A．B．C．D．

12．一个α粒子轰击硼（B）核变成碳14和一个未知粒子，并放出7.5×105eV的能量，写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损。

13．1993年，中国科学院上海原子核研究所制得一种新的铂元素的同位素铂202（Pt），制取过程如下：

（1）用质子轰击铍9（Be）产生快中子；

（2）用快中子轰击汞204（Hg），反应过程中可能有两种：

①生成铂202，并放出α粒子；②生成铂202，并放出质子、中子。

（3）生成的铂202发生两次衰变，变成稳定的原子核汞202，写出上述所有的核反应方程。

14．已知原子核Po的质量为209.98287u，原子核Pb的质量为205.97446u，α粒子的质量为4.00260，静止的核Po在衰变中放出α粒子后变成核Pb，求：

（1）衰变过程中的质量亏损；

（2）衰变过程中释放的能量；

（3）衰变后的瞬间，α粒子和Pb的动能。

参考答案：

1、相互作用，核力2、小，大3、结合能，比结合能，质量亏损4、吸能，2.2×10-135、8.7×10-13，2.3×10126、B7、BCD8、D9、C10、C11、B12、He＋B→C＋H，1.3×10-30kg13、

（1）H＋Be→B＋n

（2）①n＋Hg→Pt＋He，②n＋Hg→Pt＋2H＋n（3）Pt→Au＋e，Au→Hg＋e14、

（1）5.81×10-3u

（2）5.41MeV（3）α粒子动能为5.31MeV，Pb动能为0.1MeV

2019-2020年高中物理模块终结测评

（一）新人教版必修1

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．（多选）对于沿着直线运动的物体，下列说法中正确的是（　　）

A．物体的速度越大，加速度就越大

B．物体的速度变化越大，加速度就越大

C．物体的速度变化越快，加速度就越大

D．物体的加速度等于零时，速度不一定为零

2.关于速度、速度改变量和加速度，下列说法正确的是（　　）

A.物体的速度改变量很大时，加速度一定很大

B.物体的速度很大时，加速度可以很小，甚至可以为零

C.物体的加速度不为零且始终不变时，速度也始终不变

D.物体的加速度很大时，速度一定很大

3.（多选）下列关于摩擦力的说法中正确的是（　　）

A．摩擦力的大小一定与物体的重力成正比

B．滑动摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比

C．因为μ＝

，所以μ与f成正比，与FN成反比

D．物体所受的压力增大时，摩擦力的大小可能不变

4．中国有七夕放孔明灯的习俗．某质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气作用力的大小和方向是（g为重力加速度）（　　）

A．0B．mg，东北偏上方向

C．mg，竖直向上D.

mg，东北偏上方向

5.（多选）站在升降机中的体重计上的人发现体重计的示数比自己的体重小，则（　　）

A.人受到的重力减小了

B.人受到的重力不变

C.升降机可能正在加速上升

D.升降机可能正在加速下降

6．质量为m的物体在几个与水平面平行的力的作用下静止在光滑的水平面上．现将其中一个向东的力从F减小到

F，其他力未发生变化，则物体在时间t内的位移是（　　）

A．0B.

·

，方向向东

C.

·

，方向向西D.

·

，方向向西

7．如图M11所示的速度—时间图像反映了某个沿竖直方向运动的物体的速度随时间变化的关系，以向上为正方向，则该图像对应的物体的运动情况可能是（　　）

图M11

A．竖直上抛运动的上升过程

B．竖直上抛运动的下落过程

C．从地面上开始的竖直上抛又落回地面的全过程

D．从高台上开始的竖直上抛又落到地面的全过程

8.如图M12所示，物体静止于倾斜的木板上，物体与木板之间的相互作用力有（　　）

图M12

A.1对B.2对C.3对D.4对

9.关于合力与分力，下列说法中正确的是（　　）

A.合力的性质与原来的分力的性质相同

B.合力与原来的分力间的关系是等效替代关系

C.合力总比分力大

D.合力总比一个分力大，比另一个分力小

10．物体从静止开始做直线运动的vt图像如图M13所示，则该物体（　　）

图M13

A．在第8s末相对于起始点的位移最大

B．在第4s末相对于起始点的位移最大

C．在第2s末到第4s末这段时间内的加速度最大

D．在第4s末和第8s末处于同一位置

11.（多选）在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上，有一个质量为m＝2kg的物块，物块与水平轻弹簧相连，一与水平方向成θ＝45°角的拉力F拉着物块，此时物块处于静止状态，且水平面对物块的弹力恰好为零．g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

图M14

A．此时轻弹簧的弹力大小为20N

B．当辙去拉力F的瞬间，物块的加速度大小为8m/s2，方向向左

C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度大小为8m/s2，方向向右

D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度为0

12.（多选）如图M15所示，质量为m的滑块在水平面上向左撞弹簧，当滑块将弹簧压缩x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开．已知弹簧的劲度系数为k，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，整个过程弹簧形变未超过弹性限度，则（g为重力加速度）（　　）

图M15

A.滑块向左运动过程中始终做减速运动

B.滑块向右运动过程中始终做加速运动

C.滑块与弹簧接触过程中的最大加速度为

D.滑块向右运动过程中，当弹簧形变量为

时，滑块的速度最大

第Ⅱ卷（非选择题　共52分）

二、实验题（本大题共3小题，13题4分，14题、15题每题7分，共18分）

13.

（1）在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材填在横线上（填编号）．

①打点计时器　②天平　③低压交流电源　④低压直流电源　⑤细绳和纸带　⑥钩码和小车　⑦秒表　⑧一端有滑轮的长木板　⑨刻度尺

选出的器材是______________________________.

（2）在使用电磁打点计时器时，下列说法正确的是__________．

A.每打完一列点就要切断电源

B.不需要移动圆形复写纸片的位置

C.纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸下面

D.应先接通电源，再使纸带运动

14．如图M16所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位置．

图M16

（1）请把下面的实验步骤补写完整．

①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码，调整滑轮在木板上的位置，使得系统静止不动．

②把一张画有等间距同心圆的厚纸紧贴木板放置在绳子与木板之间，使得圆心位于绳子结点O处，这样做为的是方便作出力的图示．有等间距同心圆作为画图助手，你认为本实验有必要测量钩码所受的重力大小吗？

答：

________（选填“有”或“没有”，不必说明理由）．

③记录________________以及______________．

④三段绳子上的拉力FA、FB、FC可用钩码数量来表示，根据记录的数据作出力的图示FA、FB、FC.

⑤以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果__________与______近似相等，则在实验误差允许的范围内验证了力的平行四边形定则．

（2）在图中三段绳子上分别悬挂了4、3、5个钩码而静止不动，图中OA、OB两段绳子与竖直方向的夹角分别为α、β，如果本实验是成功的，那么

应接近于________．

15.如图M17所示，在斜面上有一个滑块，在滑块中央装有宽度为L的挡光片．当滑块经过斜面上的B点时，装在B点的光电计时器（图中没有画出）记录到挡光片经过B点的时间为Δt，于是滑块中央在B点附近的瞬时速度vB就近似为__________.

图M17

（1）若滑块以加速度a下滑，当挡光片的前端到达B点时，滑块的速度为v,挡光片（宽度不知）经过B点的时间为Δt，则滑块中央在B点附近的瞬时速度vB又可近似表达为__________________.但是，由于挡光片有一定的宽度，光电计时器记录的挡光片经过B点的时间不可能很小，所以上述的瞬时速度vB实质是__________经过B点的平均速度.

（2）现在再给你若干个宽度不等的挡光片（宽度已知）.请简述你测量从斜面上A点滑下的滑块其中央到达B点的瞬时速度vB的一个实验方案：

________________________________________________________________________.

为了提高实验的准确程度，在实验中要注意的事项有（至少写出一项）

________________________________________________________________________.

三、计算题（本大题共3小题，16题10分，17、18题12分，共34分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）

16．如图M18所示，某人在距离墙壁10m时起跑向着墙壁冲去，挨上墙之后立即返回出发点．设起跑的加速度大小为4m/s2，运动过程中的最大速度为4m/s，快到达墙根时需减速到零，不能与墙壁相撞，减速的加速度大小为8m/s2，返回时达到最大速度后不需减速，保持最大速度冲到出发点，则此人往返的总时间为多少？

图M18

17．如图M19所示，可视为质点的滑块P从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后滑至水平面上，最后停在了C点．对上述过程，在某次实验中，以P刚开始下滑的时刻作为计时起点（t＝0），每隔0.1s通过速度传感器测量P的瞬时速度，根据测量数据得到的vt图像如图M110所示．假设经过B点前后的瞬间P的速度大小不变，重力加速度g取10m/s2.求：

（1）斜面的倾角α；

（2）滑块P与水平面之间的动摩擦因数μ；

（3）A点的高度h.

图M19

图M110

18.如图M111甲所示，在倾角θ＝30°的长斜面上有一个带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块的质量m＝2kg，它与斜面间的动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即f＝kv.若从静止开始下滑的速度图像如图乙中的曲线所示，图中的直线是t＝0时速度图像的切线，g取10m/s2.求：

（1）滑块下滑的最大加速度和最大速度；

（2）μ和k的值．

图M111

模块终结测评

（一）

1．CD　[解析]加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，与物体的速度大小没有直接关系，选项A错误，选项C正确；根据a＝

，a的大小由Δv与Δt共同决定，选项B错误；物体的加速度等于零时，物体可能静止，也可能做匀速直线运动，选项D正确．

2.B　[解析]加速度表示速度变化的快慢，速度改变量大时，所用的时间不一定短，故加速度并不一定大，选项A错误；飞机匀速飞行时，速度很大，但加速度为零，选项B正确；加速度不为零，则速度一定变化，选项C错误；子弹出膛时，速度很小，但加速度很大，选项D错误．

3.BD　[解析]只有滑动摩擦力的大小才与接触面上的压力成正比，选项A错误，选项B正确；μ由接触面的粗糙程度及物体的材料等因素决定，与f和FN无关，选项C错误；如果物体受到的是静摩擦力，物体所受压力增大时，摩擦力的大小可能不变，选项D正确．

4．C　[解析]根据二力平衡条件，孔明灯所受空气的作用力与重力大小相等，方向相反，与孔明灯的运动方向无关，选项C正确．

5.BD　[解析]体重计的示数小于人的重力，说明人处于失重状态，升降机的加速度向下，选项C错误，选项D正确；不管人处于什么状态，人受到的重力都不变，选项A错误，选项B正确.

6．D　[解析]根据牛顿第二定律，加速度a＝

，方向向西，位移x＝

at2＝

·

，选项D正确.

7.D　[解析]由v－t图像可知，速度先为正后为负，即物体先向上运动后向下运动，选项A、B错误；图线与横轴所夹的面积即物体的位移，位移先增大后减小，到2s时位移为0，回到原出发地，到3s末，物体有向下的位移，即物体的最终位置在抛出点的下方，选项D正确，选项C错误．

8.B　[解析]物体静止于木板上，物体与木板之间的相互作用力有物体对木板的压力和木板对物体的支持力，以及木板对物体的摩擦力和物体对木板的摩擦力，一共两对相互作用力，选项B正确．

9.B　[解析]在力的合成中，合力并不是一个真实存在的力，找不到合力的施力者，合力与分力的概念是建立在效果相同，即所谓的等效的基础上的，因此，合力也就没有性质的问题．合力这个“合”字的意义不是代数中的“和”，合力F既可以大于也可以等于或小于原来的任意一个分力，一般有|F2－F1|≤F≤F1＋F2，选项B正确．

10．D　[解析]由v－t图像知，在0～6s内速度方向为正，物体一直沿正方向运动．在t＝6s时，v－t图像与时间轴围成的面积最大，即在6s末物体相对于起始点的位移最大，选项A、B错误．在4～8s这段时间内，v－t图像的斜率的绝对值最大，即在这段时间内加速度最大，选项C错误．在4～8s这段时间内，物体的位移为零，故在第4s末和第8s末物体的位移相同，即在4s末和8s末物体处于同一位置，选项D正确．

11.AB　[解析]对物块受力分析知，物块受重力、弹簧弹力和拉力F作用，根据物体的平衡条件知，mg＝Fsinθ，弹簧弹力kx＝Fcosθ，解得弹簧弹力kx＝mg＝20N，方向向左，选项A正确；撤去F的瞬间，物块受到的支持力突变为FN＝mg，因为弹簧处于伸长状态，所以物块受向右的摩擦力f＝μFN＝μmg＝4N，物块加速度a＝

＝8m/s2，方向向左，选项B正确；剪断弹簧瞬间，弹簧弹力消失，支持力仍为零，物块受到的合力F′＝Fcosθ＝20N，方向向右，加速度a′＝

＝10m/s2，选项C、D均错误．

12.ACD　[解析]滑块向左运动过程中一直受到向右的摩擦力，当接触弹簧时又受到向右的弹簧的弹力作用，合力方向一直向右，故始终做减速运动，选项A正确；在滑块向右运动过程中，当弹簧的弹力小于滑动摩擦力时，合力方向向左，滑块做减速运动，选项B错误；当滑块将弹簧压缩至最短时，滑块速度为零，加速度最大，有Fmax＝kx0＋μmg，此时最大加速度为amax＝

，选项C正确；当滑块所受的合力为零时，滑块的速度最大，此时有kx＝μmg，弹簧形变量为x＝

，选项D正确．

13.

（1）①③⑤⑥⑧⑨　

（2）ABCD

[解析]

（1）打点计时器是一种计时仪器，所用的电源是低压交流电源，因此④⑦不选，该实验不需要测量质量，因此②不选，所需的器材是①③⑤⑥⑧⑨.

（2）由于电磁打点计时器不能长期工作，所以每打完一列点就要切断电源，选项A正确；在打点过程中，复写纸片会转动，所以不需要移动圆形复写纸片的位置，选项B正确；为了使纸带运动稳定，纸带一定要从两限位孔穿过，为了能在纸带上打出清晰的点迹，纸带必须压在复写纸的下面，选项C正确；为了描述纸带运动的全过程，应先接通电源，再使纸带运动，选项D正确.

14.

（1）②没有　③三段绳子悬挂的钩码个数　三段绳子的方向　⑤平行四边形的对角线　FC

（2）

[解析]

（1）步骤②中可以用一个同心圆对应一个钩码，这样就不必知道重力实际大小．步骤③中需要记录钩码个数，细线的方向，从而记录下三个力FA、FB、FC的大小和方向．步骤⑤中以FA、FB为邻边，画出平行四边形，该平行四边形的对角线表示FA、FB的合力，如果FA、FB的合力等于FC，表示理论与实际相符合，就验证了力的平行四边形定则．

（2）根据勾股定理，两段绳子的夹角应该接近于90°，FA、FB在水平方向上的分力相等，4mgsinα＝3mgsinβ，得出

＝

.

15.

（1）v＋

　挡光片　

（2）让滑块装上不同宽度的挡光片从斜面上A点匀加速下滑．对于不同的挡光片，可以测得挡光片在B点附近不同的平均速度v和对应的Δt值，作出v－Δt图像．对于匀变速运动，截距即瞬时速度vB.　实验要保证滑块每次从A点做初速度为零的匀加速运动；为了用作图（外推）法求vB，Δt至少要取5组以上的值；实验中的各组数据都需要多次测量（回答一项即可）

16．6.25s

[解析]在冲向墙壁的过程中，加速阶段：

t1＝

＝1s

x1＝

vmaxt1＝2m

减速阶段：

t3＝

＝0.5s

x3＝

vmaxt3＝1m

匀速阶段：

t2＝

＝1.75s

在返回出发点的过程中，加速阶段：

t4＝

＝1s

x4＝

vmaxt4＝2m

匀速阶段：

t5＝

＝2s

此人往返的总时间t＝t1＋t2＋t3＋t4＋t5＝6.25s.

17．

（1）30°　

（2）0.3　（3）0.45m

[解析]

（1）由v－t图像可知，P在斜面上匀加速下滑的加速度大小为

a1＝

＝

m/s2＝5m/s2

由牛顿第二定律有mgsinα＝ma1

解得α＝30°.

（2）由v－t图像可知，P在水平面上匀减速滑行的加速度大小为

a2＝

＝

m/s2＝3m/s2

由牛顿第二定律有μmg＝ma2

解得μ＝0.3.

（3）设P在斜面上运动的时间是t0，在B点的速度是v0，则有

v0＝a1t0

v0－2.4m/s＝a2（0.8s－t0）

联立解得t0＝0.6s，v0＝3m/s

又v

＝2a1·

解得h＝0.45m.

18.

（1）3m/s2　2m/s　

（2）

　3kg/s

[解析]

（1）由图乙可得，滑块先做加速度减小的加速运动，后以速度v＝2m/s做匀速直线运动．

t＝0时滑块下滑的加速度最大，最大值为amax＝

＝

m/s2＝3m/s2

t＝3s时滑块下滑的速度最大，最大值为vmax＝2m/s.

（2）由题意知，滑块受到重力、支持力、摩擦力和空气阻力四个力的作用，在t＝0时，根据牛顿第二定律有

mgsinθ－μmgcosθ＝mamax

在t＝3s时，根据平衡条件有

mgsinθ－（μmgcosθ＋kvmax）＝0

联立解得μ＝

，k＝3kg/s.