【答案】C
【解析】因c点电势最低,则α粒子在c点电势能最小,选项A错误;α粒子受到斥力作用,从a运动b过程中电场力做负功,电势能增加,动能减小,速度减小,有vb<va;从b运动到c过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,因此在b处的速度比在c处的速度要小,有vb<vc.由于bc间电势差大于ba间电势差,则α粒子从a到b电场力做功的大小小于从b到c电场力做功的大小,则从a到c电场力总的做正功,动能增大,速率增大,所以c处速度大于a处的速度,有va<vc;综上有:
vb<va<vc.则选项BD错误,C正确;故选C.
点睛:
对于点电荷周围的电场线分布要有明确的认识,点电荷周围的电场线是放射状的,正点电荷周围的电场线是沿半径方向向外的,负点电荷周围电场线是沿半径方向向里的;点电荷周围的等势面是一个个的同心球面.电场力做功与重力做功有共同的特点,就是与路径无关,电场力做功与初末位置的电势差有关.
9.如图所示,关于布朗运动的实验,下列说法正确的是()
A.上图记录的是分子无规则运动的情况
B.上图记录的是微粒做布朗运动的轨迹
C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显
D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈
【答案】D
【解析】图中记录的微粒每隔一定时间的位置,并不是微粒做布朗运动的轨迹,更不是分子运动的轨迹,故AB错误.微粒越大,表面积越大,同一时刻撞击微粒的液体分子越多,冲力越平衡,合力越小,布朗运动越不明显,故C错误.实验中,温度越高,液体分子运动越激烈,使得布朗运动也越激烈.故D正确.故选D.
点睛:
布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动,不是分子运动,图中记录的不是微粒的运动轨迹.微粒越小、温度越高,布朗运动越激烈.
10.已知阿伏伽德罗常数为NA,铜的摩尔质量为M0,密度为ρ(均为国际制单位),则以下说法不正确是( )
A.1个铜原子的质量是
B.1个铜原子的体积是
C.1kg铜所含原子的数目是ρNA
D.1m3铜所含原子的数目为
【答案】C
【解析】铜的摩尔质量为M0,阿伏伽德罗常数为NA,则1个铜原子的质量是:
;故A正确;铜的摩尔质量为M0,密度为ρ,故摩尔体积为:
;故1个铜原子的体积是
;故B正确;铜的摩尔质量为M0,1kg铜的物质量为:
,故1kg铜所含原子的数目是:
;故C错误;1m3铜的质量为ρ,故1m3铜的物质量为:
;故1m3铜的所含原子的数目为:
;故D正确;此题选项错误的选项,故选C.
二、双项选择题
11.下列说法正确的是( )
A.液晶的光学性质具有各向异性
B.某种物体的温度是0℃,说明物体中分子的平均动能为零
C.液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏
D.从微观角度看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关
【答案】ACD
【解析】液晶的光学性质具有各向异性,选项A正确;分子在永不停息的做无规则运动,则分子的动能永远不能为零,选项B错误;液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏,表面层分子表现为引力,选项C正确;从微观角度看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关,选项D正确;故选ACD.
12.甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,纵轴表示分子间的相互作用力,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,则( )
A.乙分子由a到c的过程中,分子势能先减小后增大
B.乙分子由a到d的过程中,分子势能先减小后增大
C.乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动
D.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
【答案】BD
【解析】从a到c分子力做正功,分子势能一直减少,故A错误;从a到b分子力做正功,分子势能一直减少,从b到c分子力做正功,分子势能先减小,从c到d分子力做负功,分子势能增大,故B正确;乙分子由a到b一直受引力,做加速运动,从b到c分子力逐渐变小但仍为引力,继续加速,故C错误;乙分子在从a到c的过程中一直受到引力加速,而从c到d的过程中受斥力开始减速,所以到达c时速度最大,故D正确;故选BD.
13.质量为m的小球A,在光滑水平面上以速度V0与质量为2m的静止小球B发生正碰后,A球的速率变为原来的
,则B球碰后的速率可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AB
点睛:
本题考查了动量守恒定律的应用,两球碰撞过程动量守恒,应用动量守恒定律即可正确解题,解题时要注意球的速度方向.
14.如图小球A和B由轻弹簧连接,置于光滑水平面上.一颗质量为m子弹,以水平速度v0射入A球,并在极短时间内嵌在其中,对子弹、小球A和B组成的系统,下列说法正确的是( )
A.子弹射入过程系统动量守恒
B.子弹射入过程系统机械能守恒
C.子弹、小球A和B共速时弹簧弹性势能最大
D.系统最终会处于静止状态
【答案】AC
【解析】子弹射入过程,系统所受合外力为零,系统动量守恒,故A正确;子弹射入过程要克服阻力做功,系统机械能有损失,机械能不守恒,故B错误;子弹、小球A和B共速时,系统动能最小,由能量守恒定律可知,此时弹簧弹性势能最大,故C正确;系统动量守恒,由于系统初动量不为零,则系统任何时刻动量都不为零,系统最终不会静止,故D错误;故选AC.
点睛:
本题考查了动量守恒与机械能守恒定律的应用,分析清楚物体的运动过程,应用动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律即可正确解题.
15.静止的
衰变成
,静止的
衰变为
,在同一匀强磁场中的轨道如图1所示.由此可知( )
A.甲图为
的衰变轨迹,乙图为
的衰变轨迹
B.甲图为
的衰变轨迹,乙图为
的衰变轨迹
C.图中2、4为新核轨迹,1、3为粒子轨迹
D.图中2、4为粒子轨迹,1、3为新核轨迹
【答案】BC
【解析】P衰变成Si释放出一个质子,原子核Th衰变成Pa释放出一个带负电的电子,原子核发生衰变时,动量守恒,衰变后两粒子的动量p大小相等,速度方向相反,由左手定则可知,原子核衰变释放的粒子带正电时,衰变产生的两粒子受到的洛伦兹力方向相反,两粒子运动轨迹相外切,
原子核衰变释放的粒子带负电时,衰变产生的两粒子受到的洛伦兹力方向相同,两粒子运动轨迹相内切,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得:
,轨道半径
,衰变后粒子质量越大,轨道半径r越小,P与Th衰变后,新核的轨道半径小,粒子的轨道半径大;由图示可知,甲图为Th的衰变轨迹,乙图为P的衰变轨迹,故A错误,B正确;图中2、4为新核轨迹,1、3为粒子轨迹,故C正确,D错误;故选BC.
点睛:
放射性元素放射后,两带电粒子的动量是守恒.正好轨迹的半径公式中也有动量的大小,所以可以研究半径与电荷数的关系.
三、实验题
16.某同学运用以下实验器材,设计了一个碰撞实验,来寻找碰撞前后的守恒量:
打点计时器、低压交流电源(频率为50Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带橡皮泥的小车A、带撞针的小车B、天平.
(1)该同学经过以下几个步骤:
A.用天平测出小车A的质量mA=0.4kg,小车B的质量mB=0.2kg.
B.更换纸带重复操作三次.
C.小车A靠近打点计时器放置,在车后固定纸带,把小车B放在长木板中间.
D.把长木板平放在桌面上,在一端固定打点计时器,连接电源.
E.接通电源,并给A车一定初速度。
.
该同学的实验步骤正确顺序为_____.
(2)长木板右端下面垫放一小木片的目的是____________________________
(3)打点计时器打下的纸带中,比较理想的一条如图所示,根据这些数据填空。
.
碰撞前瞬间小车A的速度vA=__m/s,小车B的速度vB=__m/s,碰撞后A、B的速度v=______m/s(保留三位有效数字)
根据以上数据猜想守恒量的表达式为____________.【用mA、mB、vA、vB、v表示】
【答案】
(1).ADCEB
(2).平衡摩擦力(3).1.05(4).0(5).0.695(6).MAVA+MBVB=(MA+MB)V
【解析】
(1)该同学的实验步骤正确顺序为ADCEB.
(2)长木板右端下面垫放一小木片的目的是平衡摩擦力;
(3)碰撞前瞬间小车A的速度
,小车B的速度vB=0,碰撞后A、B的速度
;则mAvA+mBvB=0.4×1.05=0.42kgm/s;(mA+mB)v=(0.4+0.2)×0.695=0.40kgm/s,则根据以上数据猜想守恒量的表达式为mAvA+mBvB=(mA+mB)v.
17.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液,然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示.坐标格正方形的大小为2cm×2cm,由图可以估算出油膜的面积是________m2(保留两位有效数字),由此估算出油膜分子的直径是________m(保留一位有效数字).
【答案】
(1).0.022-0.025
(2).8-9×1010
【解析】由图示油膜可知,油膜的面积为:
S=60×2cm×2cm=240cm2=0.024m2
两滴油酸溶液含纯油的体积:
,
油酸分子的直径为:
;
四、计算题
18.质量为m1=1.0kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x-t图象如图所示,试通过计算回答下列问题:
①m2等于多少千克?
②碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞?
【答案】3kg是
【解析】试题分析:
①碰撞前m2是静止的,m1的速度为v1=4m/s2分
碰后m1的速度v
=-2m/s2分
m2的速度v
=2m/s2分
根据动量守恒定律有
3分
1×4=1×(-2)+m2×2
m2=3kg2分
②Ek1+Ek2=
×1×42+0=8J3分
=8J3分
是弹性碰撞1分
考点:
考查了动量守恒定律的应用
点评:
要知道判断是否为弹性碰撞的方法是看机械能是否守恒,若守恒,则是弹性碰撞,若不守恒,则不是弹性碰撞.
19.已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,
的质量为3.0150u。
已知1u的质量相当于931.5MeV的能量。
求(结果保留两位有效数字):
(1)写出两个氘核聚变成
的核反应方程;
(2)计算上述核反应中释放的核能;
(3)若两氘核以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述核反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应中生成的
和中子的动能各是多少?
【答案】3.3Mev1M3M
【解析】
(1)核反应方程式是:
;
(2)反应过程中质量减少了:
△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u,
反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.3MeV
(3)设
核和
的动量分别为P1和P2,由动量守恒定律得:
0=P1+P2,由此得P1和P2大小相等,由动能和动量关系
及
和
的质量关系得:
中子的动能En是
核动能EHe的3倍,即En:
EHe=3:
1,由能量守恒定律得:
EHe+En=△E+2EK,
解得中子的动能En=3MeV,
的动能:
EHe=1MeV
点睛:
解决本题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒,以及掌握爱因斯坦质能方程,能够灵活运用动量守恒定律和能量守恒定律.
20.如图所示,小车的质量为M,左端放一个质量为m的铁块,铁块和小车间的动摩擦因数为μ,小车和铁块一起以共同速度V在光滑的地面上滑行时与墙发生正碰,在碰撞过程中无机械能损失,碰墙后小车以原速率反向弹回。
车身足够长,使得铁块不会与墙相碰,也不会从车上落下。
求铁块在车上滑行的总路程?
【答案】M>m时L=2MV2/μ(M+m)g
M............
点睛:
解决本题的关键是要正确分析铁块和小车的物理过程,判断最终的状态,要明确系统产生的内能与铁块在车上滑行的总路程有关.