高中物理电荷守恒定律综合题

（1）2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有 ${}^{131}I$和 ${}^{137}Cs$两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映 ${}^{131}I$和 ${}^{137}Cs$衰变过程，它们分别是和（填入正确选项前的字母）． ${}^{131}I$和 ${}^{137}Cs$原子核中的中子数分别是和．

A．

$X_1\to {}_{56}{}^{137}Ba+{}_0{}^{1}n$

B．

$X_2\to {}_{54}{}^{131}Xe+{}_{﹣1}{}^{0}e$

C．

$X_3\to {}_{56}{}^{137}Ba+{}_{﹣1}{}^{0}e$

D．

$X_4\to {}_{54}{}^{131}Xe+{}_1{}^{1}p$

（2）一质量为 $2m$的物体 $P$静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中 $ab$为粗糙的水平面，长度为 $L$； $bc$为一光滑斜面，斜面和水平面通过与 $ab$和 $bc$均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为 $m$的木块以大小为 $v_0$的水平初速度从 $a$点向左运动，在斜面上上升的最大高度为 $h$，返回后在到达 $a$点前与物体 $P$相对静止．重力加速度为 $g$．求：

（i）木块在 $ab$段受到的摩擦力 $f$；

（ii）木块最后距 $a$点的距离 $s$．

（1）关于原子核的结合能，下列说法正确的是。

A．	原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．	一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C．	铯原子核( ${}_{55}{}^{133}Cs$)的结合能小于铅原子核( ${}_{82}{}^{208}Pb$)的结合能
D．	比结合能越大，原子核越不稳定
E．	自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

（2）如图，光滑水平直轨道上有三个质童均为 $m$的物块 $Ａ$、 $B$、 $C$。 $B$的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质最不计).设 $Ａ$以速度 $v_0$朝 $B$运动，压缩弹簧；当 $Ａ$、 $B$速度相等时, $B$与 $C$恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设 $B$和 $C$碰撞过程时间极短。求从 $Ａ$开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中，

（ⅰ）整个系统损失的机械能；

（ⅱ）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到 ${10}^{8}K$时，可以发生"氦燃烧"。
①完成"氦燃烧"的核反应方程： ${}_2{}^{4}He+\_\to {}_4{}^{8}Be+\gamma$。

② ${}_4{}^{8}Be$是一种不稳定的粒子，其半衰期为 $2.6\times {10}^{-16}s$。一定质量的 ${}_4{}^{8}Be$，经 $7.8\times {10}^{-16}s$后所剩下的 ${}_4{}^{8}Be$占开始时的。

（2）如图所示，光滑水平轨道上放置长木板 $A$（上表面粗糙）和滑块 $C$，滑块 $B$置于 $A$的左端，三者质量分别为 $m_A=2kg$、 $m_B=1kg$、 $m_C=2kg$。开始时 $C$静止， $A$、 $B$一起以 $v_0=5m/s$的速度匀速向右运动， $A$与 $C$发生碰撞（时间极短）后 $C$向右运动，经过一段时间， $A$、 $B$再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 $C$碰撞。求 $A$与 $C$发生碰撞后瞬间 $A$的速度大小。

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裂变反应
B.原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的
C.放射性元素的半衰期是由核内自身因素决定的，跟原子所处的化学状态没有关系
D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害
（2）如图所示，A、B为两个大小可视为质点的小球，A的质量为M=0.6Kg，B的质量=0.4Kg，B球用长L=1.0m的轻质细绳吊起，当B球处于静止状态时，B球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点P（P端切线水平）接触但无作用力。现使A球从距轨道P端h=0.20m的Q点由静止释放，当A球运动到轨道P端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动,若g取10m/s²，求：两球粘在一起后，悬绳的最大拉力。

（1）碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天。

碘131核的衰变方程： ${}_{53}{}^{131}I\to$（衰变后的元素用X表示）；

‚经过天有75%的碘131核发生了衰变。
（2）如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为 $2v_0$、 $v_0$。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。（不计水的阻力）

（1）爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能 $E_{km}$与入射光频率 $\nu$的关系如图所示，其中 ${\nu }_0$为极限频率。从图中可以确定的是。（填选项前的字母）

A．

逸出功与 $\nu$有关

B．

$E_{km}$于入射光强度成正比

C．

$\nu$< ${\nu }_0$时，会逸出光电子

D．

图中直线的斜率与普朗克常量有关

(2)在光滑水平面上，一质量为 $m$，速度大小为 $v$的 $A$球与质量为2 $m$静止的 $B$球碰撞后， $A$球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后 $B$球的速度大小可能是。（题选项前的字母）

A．

0.6

B．

0.4

C．

0.3

D．

0.2

（1）在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为 $\lambda$，该金属的逸出功为。若用波长为 $\lambda$（ $\lambda <{\lambda }_0$）单色光做实验，则其遏止电压为。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为 $e$， $c$和 $h$。
（2）如图， $ABC$三个木块的质量均为 $m$。置于光滑的水平面上， $BC$之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把 $BC$紧连，是弹簧不能伸展，以至于 $BC$可视为一个整体，现 $A$以初速 $v_0$沿 $BC$的连线方向朝B运动，与 $B$相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使 $C$与 $A,B$分离，已知 $C$离开弹簧后的速度恰为 $v_0$。求弹簧释放的势能。

（1）下列说法中正确的是（）
A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1
D．汤姆生通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型
（2）如图所示，滑块A质量为2m，滑块B质量为m，滑块C的质量为0.5m，开始时，A、B分别以v₁，v₂的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速度的放在B上，并与B粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远。若B与挡板碰撞后以原速率返弹，A与B碰撞后粘合在一起，为使B能与挡板碰撞两次，v_1、v₂应满足什么关系？

（1）电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为
，其中核的质量为36．95658 u；核的质量为36．95691u，的质量为0．00055u，1u质量对应的能量为931．5MeV根据以上数据，可以判断参与上述核反应的电子中微子的最小能量为MeV
（2）如图所示，质量为m=1kg的滑块，以v₀=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面上的平板车，车的质量M=4kg，车长L=3.6m，滑块在平板车上滑动一段时间后相对小车静止．求滑块与小车的共同速度v。

（1）对爱因斯坦光电效应方程，下面的理解正确的有 （）

A．用同种频率的光照射同一种金属，因为电子逸出功相同，所以金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能

B．用同种频率的光照射同一种金属，因为电子逸出功不同，所以金属中逸出的光电子的初动能出现差别

C．逸出功和极限频率之间应满足关系式

D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比，与入射光的强度无关

⑵质量为M的木板若固定在光滑的水平地面上，质量为m的子弹以速度v₁射入，射出时子弹速度v₂，如图所示，今将钉子拔掉，则子弹至少多大速度才能射穿木块？（设前后两次子弹和木块的作用力相同）

（1）据日本原子能安全委员会推测，目前日本核电站核泄漏量达到了11万兆贝可勒尔，占核电站总量的l0％以下，放射量已经超过1986年的切尔诺贝利核事故。辐射产生的原因就是因为核泄漏的物质中有放射性物质，这些放射性物质都有一定的半衰期，这次核泄漏的放射性物质主要是碘131和铯137，碘131的半衰期是8天，铯137的半衰期是30．17年，根据有关放射性的知识，下列说法正确的是：（）

A．碘131的半衰期是8天，则若取4个碘131原子核，经过8天就一定剩下2个碘131原子核了

B．铯137发生一次B衰变，该原子核就损失一个中子

C．碘13l和铯137衰变时放出的射线都是由带电粒子组成的

D．可以用加热的方式将碘131和铯137的半衰期减小

（2）如图所示，水平光滑地面上依次放置着质量m=0．08kg的10块完全相同长直木板。每块木板长为L=1．5m，一质量M=1．0kg大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第—块木板时，速度大小为。铜块最终停在第二块木板上。（g=10m／s2，结果保留两位有效数字）求：

①铜块和长木板的动摩擦因数μ。
②铜块的最终速度。

（1） ${}^{14}C$测年法是利用 ${}^{14}C$衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻 ${}^{14}C$的质量， $m_0$为 $t＝0$时 $m_0$的质量。下面四幅图中能正确反映 ${}^{14}C$衰变规律的是。（填选项前的字母）

A．

B．

C．

D．

（2）如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度 $v_0$，则。（填选项前的字母）

A．	小木块和木箱最终都将静止
B．	小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C．	小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D．	如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动

［物理——选修3－5］
（1）以下说法中正确是（填选项前的字母）

A．光电效应现象表明光具有波动性

B．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象

C．利用射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹

D．氢原子的能级图如图所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是13．60eV

（2）平直的轨道上有一节车厢，车厢以12m/s的速度做匀速直线运动，某时刻与一质量为其一半的以6m/s的速度迎面而来平板车挂接时，车厢顶边缘上一个小钢球向前滚出，如图所示，平板车与车厢顶高度差为1.8m，设平板车足够长，求钢球落在平板车上何处？（g取10m/s²）

如图所示，质量为M=1kg的平板小车上放置着m_l=3kg，m₂=2kg的物块，两物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5。两物块间夹有一压缩轻质弹簧，物块间有张紧的轻绳相连。小车右端有与m₂相连的锁定开关，现已锁定。水平地面光滑，物块均可视为质点。现将轻绳烧断，若己知m₁相对小车滑过0.6m时从车上脱落，此时小车以速度v₀=2m／s向右运动，当小车第一次与墙壁碰撞瞬间锁定开关打开。设小车与墙壁碰撞前后速度大小不变，碰撞时间极短，小车足够长。（g="10" m／s²）求：

（1）最初弹簧的弹性势能
（2）m₂相对平板小车滑行的总位移
（3）小车第一次碰撞墙壁后非匀速运动所经历的总时间。

如图甲所示，物块A、B的质量分别是m_A=" 4.0kg" 和m_B= 3.0kg，用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t =0时以一定速度向右运动，在t =" 4" s 时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开．物块C的v-t 图象如图乙所示．求：
（1）物块C的质量m_C；
（2）墙壁对物块B的弹力在4 s 到12 s 的时间内对B做的功W及对B的冲量I的大小和方向；
（3）B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能E_P．