（全國通用）高考物理 考前三個(gè)月 第1部分 專題15 動(dòng)量 原子物理試題.docVIP

【步步高】（全國通用）2016版高考物理 考前三個(gè)月 第1部分 專題15 動(dòng)量 原子物理試題1(2015新課標(biāo)全國35)(1)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖1所示若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_ 圖1(2)如圖2所示，在足夠長的光滑水平面上，物體a、b、c位于同一直線上，a位于b、c之間a的質(zhì)量為m，b、c的質(zhì)量都為m，三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使a以某一速度向右運(yùn)動(dòng)，求m和m之間應(yīng)滿足什么條件，才能使a只與b、c各發(fā)生一次碰撞設(shè)物體間的碰撞都是彈性的圖22(2015山東理綜39)(1)14c發(fā)生放射性衰變成為14n，半衰期約5700年已知植物存活期間，其體內(nèi)14c與12c的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14c的比例持續(xù)減小現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14c的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一下列說法正確的是_(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào))a該古木的年代距今約5 700年b12c、13c、14c具有相同的中子數(shù)c14c衰變?yōu)?4n的過程中放出射線d增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14c的衰變 (2)如圖3所示，三個(gè)質(zhì)量相同的滑塊a、b、c，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上現(xiàn)給滑塊a向右的初速度v0，一段時(shí)間后a與b發(fā)生碰撞，碰后a、b分別以v0、v0的速度向右運(yùn)動(dòng)，b再與c發(fā)生碰撞，碰后b、c粘在一起向右運(yùn)動(dòng)滑塊a、b與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值兩次碰撞時(shí)間均極短求b、c碰后瞬間共同速度的大小圖33(2015海南單科17)(1)氫原子基態(tài)的能量為e113.6 ev.大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為0.96e1，頻率最小的光子的能量為_ev(保留2位有效數(shù)字)，這些光子可具有_種不同的頻率(2)運(yùn)動(dòng)的原子核x放出粒子后變成靜止的原子核y.已知x、y和粒子的質(zhì)量分別是m、m1和m2，真空中的光速為c，粒子的速度遠(yuǎn)小于光速求反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動(dòng)能之差以及粒子的動(dòng)能本專題考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有：動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用；原子的能級(jí)躍遷；原子核的衰變規(guī)律；核反應(yīng)方程的書寫；質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算；原子物理部分的物理學(xué)史和、三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用等應(yīng)考策略：本專題涉及的知識(shí)點(diǎn)多，而且多是科技前沿的知識(shí)，題目新穎，但難度不大，因此應(yīng)加強(qiáng)對基本概念和規(guī)律的理解，抓住動(dòng)量守恒定律和核反應(yīng)兩條主線，強(qiáng)化典型題目的訓(xùn)練，提高分析綜合題目的能力考題一光電效應(yīng)與光子說1(2015淮安市二模)用頻率均為但強(qiáng)度不同的甲、乙兩束光做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖4所示，由圖可知，_(選填“甲”或“乙”)光的強(qiáng)度大，已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為w0，則光電子的最大初動(dòng)能為_圖42(2015廣州二模)如圖5所示是光控繼電器的示意圖，k是光電管的陰極下列說法正確的是()圖5a圖中a端應(yīng)是電源的正極b只要有光照射k，銜鐵就被電磁鐵吸引c只要照射k的光強(qiáng)度足夠大，銜鐵就被電磁鐵吸引d只有照射k的光頻率足夠大，銜鐵才被電磁鐵吸引3(2015益陽四月調(diào)研)用光照射某種金屬時(shí)，從該金屬逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線如圖6所示，由圖可知_(填正確答案標(biāo)號(hào))圖6a該金屬的極限頻率4.21014 hzb該金屬的極限頻率為5.51014 hzc該圖線的斜率表示普朗克常量d該金屬的逸出功為0.5 eve光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率增大而增大4(2015新余二模)下列說法中正確的是()a用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能大b按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，但原子的能量增大c電子云說明電子并非在一個(gè)特定的圓軌道上運(yùn)動(dòng)d“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論是碰撞前后兩個(gè)物體mv的矢量和保持不變e在光照條件不變的情況下，對發(fā)射出來的光電子加上正向電壓對光電子加速，所加電壓不斷增大，光電流也不斷增大1光電效應(yīng)的規(guī)律(1)任何一種金屬，都有一種極限頻率，只有當(dāng)入射光的頻率大于或等于極限頻率時(shí)才會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)(2)光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率的增大而增大(3)從光開始照射到釋放出光電子，整個(gè)過程所需時(shí)間小于109 s.(4)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)與光的強(qiáng)度有關(guān)，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)越多2解決光電效應(yīng)類問題應(yīng)注意的三個(gè)方面(1)決定光電子初動(dòng)能大小的是入射光的頻率，決定光電流大小的是入射光光強(qiáng)的大小(2)由光電效應(yīng)發(fā)射出的光電子由一極到達(dá)另一極，是電路中產(chǎn)生光電流的條件(3)明確加在光電管兩極間的電壓對光電子起到了加速作用還是減速作用考題二氫原子光譜與能級(jí)5(2015長沙4月模擬)以下關(guān)于玻爾原子理論的說法正確的是()a電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不是任意的b電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射c電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)要輻射光子d不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收e氫原子光譜有很多不同的亮線，說明氫原子能發(fā)出很多不同頻率的光，但它的光譜不是連續(xù)譜6(2015長春二調(diào))在氫原子光譜中，電子從較高能級(jí)躍遷到n2能級(jí)發(fā)出的譜線屬于巴耳末系若一群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)發(fā)出的譜線中只有兩條屬于巴耳末系，則這群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出多少條不同頻率的譜線()a2 b5 c4 d67(2015菏澤二模)如圖7為氫原子的能級(jí)示意圖，鋅的逸出功是3.34 ev，那么對氫原子在能級(jí)躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識(shí)正確的是()圖7a用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)b一群處于n3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出3種不同頻率的光c一群處于n3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75 evd用能量為10.3 ev的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)8(2015淮安三調(diào))1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)圍繞它運(yùn)動(dòng)的正電子組成反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷反氫原子和氫原子有相同的能級(jí)分布，氫原子能級(jí)如圖8所示圖8(1)下列說法中正確的是_a反氫原子光譜與氫原子光譜不相同b基態(tài)反氫原子的電離能是13.6 evc基態(tài)反氫原子能吸收11 ev的光子發(fā)生躍遷d在反氫原子譜線中，從n2能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射光子的波長最長(2)反氫原子只要與周圍環(huán)境中的氫原子相遇就會(huì)湮滅，因此實(shí)驗(yàn)室中造出的反氫原子稍縱即逝已知?dú)湓淤|(zhì)量為m，光在真空中傳播速度c，一對靜止的氫原子和反氫原子湮滅時(shí)輻射光子，則輻射的總能量e_，此過程_守恒(3)一群氫原子受激發(fā)后處于n3能級(jí)，當(dāng)它們向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光照射光電管陰極k，發(fā)生光電效應(yīng)，測得遏止電壓uc9.8 v求：逸出光電子的最大初動(dòng)能ek；陰極k的逸出功w.解決氫原子能級(jí)躍遷問題的四點(diǎn)技巧(1)原子躍遷時(shí)，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差(2)原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對值(3)一群原子和一個(gè)原子不同，一群原子的核外電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射光子的種類nc.(4)計(jì)算能級(jí)能量時(shí)應(yīng)注意：因一般取無窮遠(yuǎn)處為零電勢參考面，故各能級(jí)的能量值均為負(fù)值；能量單位1 ev1.61019 j.考題三核反應(yīng)與核能9(2015天津河西區(qū)二模)下列核反應(yīng)方程中屬于“兩彈一星”的核反應(yīng)方程式和反應(yīng)種類是()a.7nhe8oh裂變b.unsrxe10n裂變c.uthhe衰變d.hhhen聚變10(2015河北衡水中學(xué)五調(diào))已知氘核的比結(jié)合能是1.09 mev，氚核的比結(jié)合能是2.78 mev，氦核的比結(jié)合能是7.03 mev.在某次核反應(yīng)中，1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核，則下列說法中正確的是()a這是一個(gè)裂變反應(yīng)b核反應(yīng)方程式為hhhenc核反應(yīng)過程中釋放的核能是17.6 mevd目前核電站都采用上述核反應(yīng)發(fā)電e該核反應(yīng)會(huì)有質(zhì)量虧損11(2015全國大聯(lián)考二)自然界中有的放射性元素半衰期很短，很難被發(fā)現(xiàn)，放射性元素镎237(np)就是用人工的方法發(fā)現(xiàn)镎237是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變、衰變后變成鉍209(bi)，這些衰變是()a7次衰變 b4次衰變c5次衰變 d4次衰變12(2015汕頭二模)恒星內(nèi)部發(fā)生著各種熱核反應(yīng)，其中“氦燃燒”的核反應(yīng)方程為：hexbe，其中x表示某種粒子，be是不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為t，則下列說法正確的是()ax粒子是heb.be的衰變需要外部作用激發(fā)才能發(fā)生c經(jīng)過3個(gè)t，剩下的be占開始時(shí)的d“氦燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)核反應(yīng)方程及核能的計(jì)算(1)掌握核反應(yīng)方程中的守恒質(zhì)量數(shù)守恒；電荷數(shù)守恒(2)核能的計(jì)算方法根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方，即emc2(j)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(mev)的能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 mev，即em931.5(mev)如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn)，則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能考題四動(dòng)量和能量的綜合應(yīng)用13(2015南昌二模)如圖9所示，質(zhì)量m3.5 kg的小車靜止于足夠長的光滑水平面上靠近桌子處，其上表面與水平桌面相平，小車長l1.2 m，其左端放有一質(zhì)量為0.5 kg的滑塊q.水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為1 kg的小物塊p置于桌面上的a點(diǎn)并與彈簧的右端接觸此時(shí)彈簧處于原長，現(xiàn)用水平向左的推力將p緩慢推至b點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi))時(shí)，推力做的功為wf6 j，撤去推力后，p沿桌面滑到小車上并與q相碰，最后q停在小車的右端，p停在距小車左端0.5 m處已知a、b間距l(xiāng)15 cm，a點(diǎn)離桌子邊緣c點(diǎn)的距離l290 cm，p與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)10.4，p、q與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù)20.1.(g10 m/s2)求：圖9(1)p到達(dá)c點(diǎn)時(shí)的速度大小vc.(2)p與q碰撞后瞬間q的速度大小14.(2015洛陽二次統(tǒng)考)如圖10所示，在光滑的水平面上放置一個(gè)質(zhì)量為2m的木板b，b的左端放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊a，已知a、b之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球以水平速度v0飛來與物塊a碰撞后立即粘住，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物塊a始終未滑離木板b，且物塊a可視為質(zhì)點(diǎn)，求：圖10(1)物塊a相對b靜止后的速度大小；(2)木板b至少多長15(2015江西八所重點(diǎn)中學(xué)4月聯(lián)考)如圖11所示，木板a和有光滑圓弧面的滑塊b靜止在光滑水平面上，a的上表面與圓弧的最低點(diǎn)相切，a的左端有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小鐵塊c.現(xiàn)突然給c水平向右的初速度，c經(jīng)過a的右端時(shí)速度變?yōu)槌跛俣鹊囊话耄蠡絙上并剛好能到達(dá)圓弧的最高點(diǎn)，圓弧的半徑為r.若a、b、c的質(zhì)量均為m，重力加速度為g.求c的初速度圖111對于碰撞、反沖類問題，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解，對于相互作用的兩物體，若明確兩物體相對滑動(dòng)的距離，應(yīng)考慮選用能量守恒(功能關(guān)系)建立方程其中要注意：應(yīng)用動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律等規(guī)律解題時(shí)，物體的位移和速度都要相對于同一個(gè)參考系一般都統(tǒng)一以地面為參考系2動(dòng)量和能量的綜合問題往往涉及的物體多、過程多、題目綜合性強(qiáng)，解題時(shí)要認(rèn)真分析物體間相互作用的過程，將過程合理分段，明確在每一個(gè)子過程中哪些物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，哪些物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，然后針對不同的過程和系統(tǒng)選擇動(dòng)量守恒定律或機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律列方程求解專題綜合練1(2015廣東理綜18)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：xyheh4.9 mev和hhhex17.6 mev，下列表述正確的有()ax是中子by的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6c兩個(gè)核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損d氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)2(2015江蘇單科12c)(1)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有_a光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性b熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性c黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋d動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等(2)核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電，u是核電站常用的核燃料.u受一個(gè)中子轟擊后裂變成ba和kr兩部分，并產(chǎn)生_個(gè)中子要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要_(選填“大于”或“小于”)它的臨界體積(3)取質(zhì)子的質(zhì)量mp1.672 61027 kg，中子的質(zhì)量mn1.674 91027 kg，粒子的質(zhì)量m6.646 71027 kg，光速c3.0108 m/s.請計(jì)算粒子的結(jié)合能(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)3(2015廣東六校聯(lián)考)用綠光照射一光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)在用如圖12所示的電路測遏止電壓，則()圖12a改用紅光照射，遏止電壓會(huì)增大b改用紫光照射，遏止電壓會(huì)增大c延長綠光照射時(shí)間，遏止電壓會(huì)增大d增加綠光照射強(qiáng)度，遏止電壓不變4(2015河南二模)(1)一個(gè)原子核u在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為unxsr2n，則下列敘述正確的是()ax原子核中含有140個(gè)核子bx原子核中含有86個(gè)中子c因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)增加d因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)減少e因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量減少(2)如圖13所示，a、b是靜止在光滑水平地面上相同的兩塊長木板，長度均為l0.75 m，a的左端和b的右端接觸，兩板的質(zhì)量均為m2.0 kg.c是一質(zhì)量為m1.0 kg的小物塊，現(xiàn)給它一初速度v02.0 m/s，使它從b板的左端開始向右滑動(dòng)已知c與a、b之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.20，最終c與a保持相對靜止取重力加速度g10 m/s2，求木板a、b最終的速度大小分別是多少？圖135(2015大連二模)(1)下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))a一入射光照射到某金屬表面上能發(fā)生光電效應(yīng)，若僅使入射光的強(qiáng)度減弱，那么從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能將變小b大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性c電子的發(fā)現(xiàn)說明原子是可分的，天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)d放射性同位素th經(jīng)、衰變會(huì)生成rn，其衰變方程為thrnxy，其中x3，y1e原子核的半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與其所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)(2)如圖14所示，光滑水平面左側(cè)有一豎直墻面，墻面上固定彈簧2，水平面上有物體a，其右側(cè)連接彈簧 1，現(xiàn)有另一物體b以速度v010 m/s向左運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧1，當(dāng)彈簧1被壓縮到最短時(shí)(此時(shí)a未與彈簧2接觸)鎖定彈簧1，a、b一起向左運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧2，當(dāng)彈簧2被壓縮到最短時(shí)，鎖定彈簧2.經(jīng)過一段時(shí)間后解除彈簧1的鎖定，求物塊b離開彈簧1后的速度(已知彈簧均為輕質(zhì)彈簧且水平，且a、b質(zhì)量相同)圖146.(2015銀川二模)(1)下列說法正確的是()a.th經(jīng)過6次衰變和4次衰變后，成為穩(wěn)定的原子核pbb發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為behecnc射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)d氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢能增大，原子能量減小e紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的個(gè)數(shù)增多圖15(2)如圖15所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為m3 kg的薄板和質(zhì)量m1 kg的物塊現(xiàn)給薄板和物塊相同的初速度v4 m/s朝相反方向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，薄板足夠長，求：當(dāng)薄板的速度為2.4 m/s時(shí)，物塊的速度大小和方向薄板和物塊最終停止相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生的熱量7(2015新課標(biāo)全國35)(1)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))a電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣b射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡c人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)d人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)e光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)(2)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖16所示求：圖16滑塊a、b的質(zhì)量之比；整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比8(2015江西紅色六校二聯(lián)考)(1)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，正確的是()a紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大b有10個(gè)某放射性元素的原子核，有5個(gè)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間就是該放射性元素的半衰期c氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，會(huì)輻射一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢能減小，電子的動(dòng)能增大d天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的e重核的裂變和輕核的聚變過程都有質(zhì)量虧損，都向外界放出核能(2)如圖17所示，光滑水平直軌道上有三個(gè)滑塊a、b、c，質(zhì)量分別為mamc2m，mbm，a、b用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不拴接)開始時(shí)a、b以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，c靜止，某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開，a、b被彈開，然后b又與c發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同求b與c碰撞前b的速度圖179(2015湖北八校質(zhì)檢)(1)下列說法中正確的是()a盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型建立的基礎(chǔ)是粒子的散射實(shí)驗(yàn)b發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的意義在于使人類認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)c在用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感器做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，在兩滑塊相碰的端面上裝不裝上彈性碰撞架，不會(huì)影響動(dòng)量是否守恒d原子核內(nèi)的某一核子與其他核子間都有核力作用e氫原子的核外電子，在由離核較遠(yuǎn)的軌道自發(fā)躍遷到離核較近的軌道的過程中，放出光子，電子動(dòng)能增加，原子的電勢能增加圖18(2)如圖18所示，一輛質(zhì)量為m3 kg的平板小車a停靠在豎直光滑墻壁處，地面水平且光滑，一質(zhì)量為m1 kg的小鐵塊b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在平板小車a最右端，平板小車a上表面水平且與小鐵塊b之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，平板小車a的長度l0.9 m現(xiàn)給小鐵塊b一個(gè)v05 m/s的初速度使之向左運(yùn)動(dòng)，與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后向右運(yùn)動(dòng)，求小鐵塊b在平板小車a上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能(g10 m/s2)10(1)下列說法正確的是()a電子的衍射現(xiàn)象說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性b235u的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短c原子核內(nèi)部某個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)，放出射線d在、這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)e氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢能減小(2)如圖19所示，質(zhì)量為m的小物塊以水平速度v0滑上原來靜止在光滑水平面上質(zhì)量為m的小車上，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小車足夠長求：圖19小物塊相對小車靜止時(shí)的速度；從小物塊滑上小車到相對小車靜止時(shí)，物塊相對小車滑行的距離答案精析專題15動(dòng)量原子物理真題示例1(1)ekeb(2)(2)mmm解析(1)光電效應(yīng)中，入射光子能量h，克服逸出功w0后多余的能量轉(zhuǎn)換為電子動(dòng)能，反向遏止電壓euchw0，整理得uc，斜率即k，所以普朗克常量hek，截距為b，即ebw0，所以逸出功w0eb.(2)設(shè)a運(yùn)動(dòng)的初速度為v0，a向右運(yùn)動(dòng)與c發(fā)生碰撞，由動(dòng)量守恒定律得mv0mv1mv2由機(jī)械能守恒定律得mvmvmv可得v1v0，v2v0要使得a與b能發(fā)生碰撞，需要滿足v10，即mma反向向左運(yùn)動(dòng)與b發(fā)生碰撞過程，有mv1mv3mv4mvmvmv整理可得v3v1，v4v1由于mm，所以a還會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)要求不發(fā)生第二次碰撞，需要滿足v3v2即v0v1()2v0整理可得m24mmm2解方程可得m(2)m另一解m(2)m(舍去)所以使a只與b、c各發(fā)生一次碰撞，須滿足(2)mmm.2(1)ac(2)v0解析(1)因古木樣品中14c的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項(xiàng)a正確；12c、13c、14c具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14c衰變?yōu)?4n的過程中放出電子，即發(fā)出射線，選項(xiàng)c正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)d錯(cuò)誤(2)設(shè)滑塊質(zhì)量為m，a與b碰撞前a的速度為va，由題意知，碰后a的速度vav0，b的速度vbv0，由動(dòng)量守恒定律得mvamvamvb設(shè)碰撞前a克服軌道阻力所做的功為wa，由功能關(guān)系得wamvmv設(shè)b與c碰撞前b的速度為vb，b克服軌道阻力所做的功為wb，由功能關(guān)系得wbmvmvb2據(jù)題意可知wawb設(shè)b、c碰后瞬間共同速度的大小為v，由動(dòng)量守恒定律得mvb2mv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vv0.3(1)0.3110(2)(mm1m2)c2(mm1m2)c2解析(1)頻率最大的光子能量為0.96e1，即ene10.96e1，則ene10.96e1(13.6 ev)0.96(13.6 ev)0.54 ev，即n5，從n5能級(jí)開始躍遷，這些光子具有的頻率數(shù)n10(種)頻率最小的光子是從n5能級(jí)躍遷到n4能級(jí)，其能量為emin0.54 ev(0.85 ev)0.31 ev.(2)反應(yīng)后由于存在質(zhì)量虧損，所以反應(yīng)前、后總動(dòng)能之差等于質(zhì)量虧損而釋放出的能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得m2vmv(mm1m2)c2反應(yīng)過程中三個(gè)粒子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故有mvxm2v聯(lián)立可得m2v(mm1m2)c2.考題一光電效應(yīng)與光子說1甲hw0解析根據(jù)光的強(qiáng)度與電流成正比，由圖就可知道：甲光的強(qiáng)度大；由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得：hemw0emhw0.2ad電路中要產(chǎn)生電流，則a端接電源的正極，使逸出的光電子在光電管中加速，放大器的作用是將光電管中產(chǎn)生的電流放大后，使鐵芯磁化，將銜鐵吸住，故a正確根據(jù)光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件可知，只有照射k的光頻率足夠大，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，銜鐵才被電磁鐵吸引，故b錯(cuò)誤，d正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程知，能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，由金屬的逸出功和入射光的頻率決定，故c錯(cuò)誤3ace根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw0，ek圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由題圖知該金屬的截止頻率為4.21014 hz，故a正確，b錯(cuò)誤由ekhw0，得知，該圖線的斜率表示普朗克常量h，則由數(shù)學(xué)知識(shí)得：h js6.51034 js，故c正確當(dāng)ekhw00時(shí)，逸出功為w0hc6.51034 js4.21014 hz2.775 51019 j1.71 ev，故d錯(cuò)誤根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw0，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率增大而增大，故e正確4bcd根據(jù)光電效應(yīng)方程，ekhw0，可知，逸出光電子的最大初動(dòng)能ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，而不可見光中的紅外線的頻率小于可見光的頻率，故a錯(cuò)誤；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，吸收能量，所以原子的能量增大，根據(jù)庫侖力提供向心力得：，可知半徑越大，則速度越小，動(dòng)能越小，故b正確；電子云說明電子并非在一個(gè)特定的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，故c正確；“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論是碰撞前后兩個(gè)物體mv的矢量和保持不變，故d正確；在光照條件不變的情況下，對發(fā)射出來的光電子加上正向電壓對光電子加速，隨電壓不斷增大，光電流并不是不斷增大，當(dāng)光電流到達(dá)最大時(shí)，稱為飽和光電流，飽和光電流的大小與光照強(qiáng)度有關(guān)，故e錯(cuò)誤考題二氫原子光譜與能級(jí)5ade由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，而氫原子在不同的軌道上的能量ene1，故氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的，即是分立的，故a錯(cuò)誤；電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，只有躍遷時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，故b錯(cuò)誤；電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)要吸收光子，故c錯(cuò)誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量：eeneme1e1h，不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收，故d正確；光譜有很多不同的亮線，說明氫原子能發(fā)出很多不同頻率的光，是線狀譜不是連續(xù)譜，故e正確6d電子從較高能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)所發(fā)出的光譜線屬于巴耳末系，若發(fā)出的譜線中有2條屬于巴耳末系，則是從n224軌道發(fā)生躍遷時(shí)發(fā)射出的，共有c6條不同頻率的譜線7bc氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子的最小能量為10.2 ev3.34 ev，照射金屬鋅板一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故a、d兩項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)c3，知該群氫原子可能發(fā)射3種不同頻率的光子，b項(xiàng)正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程ekmhw0得，最大初動(dòng)能ekm12.09 ev3.34 ev8.75 ev，c項(xiàng)正確8(1)b(2)2mc2能量和動(dòng)量(3)9.8 ev2.29 ev解析(3)根據(jù)動(dòng)能定理euc0ek初動(dòng)能最大的電子是從能級(jí)3躍遷至能級(jí)1發(fā)出光照射金屬板時(shí)產(chǎn)生的，則he3e1ekhw解得w2.29 ev.考題三核反應(yīng)與核能9bd原子彈的爆炸為重核裂變，氫彈是輕核的聚變，a選項(xiàng)為人工轉(zhuǎn)變，b選項(xiàng)為重核裂變，c選項(xiàng)是衰變，d選項(xiàng)為輕核聚變故b、d正確，a、c錯(cuò)誤10bce1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核，這是聚變反應(yīng)，故a錯(cuò)誤；1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核，根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒知同時(shí)有一個(gè)中子生成，反應(yīng)方程為hhhen，故b正確；根據(jù)質(zhì)能方程emc2得一次聚變釋放出的能量：ee2e17.034 mev(2.7831.092) mev17.6 mev，故c正確；目前核電站都采用核裂變發(fā)電，故d錯(cuò)誤；該反應(yīng)放出熱量，所以一定有質(zhì)量虧損，故e正確11ad由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得7次衰變，4次衰變12ac根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，x粒子是he，故a正確；衰變是自發(fā)的，不需要外部作用激發(fā)，也能發(fā)生，故b錯(cuò)誤；經(jīng)過1個(gè)半衰期，有半數(shù)發(fā)生衰變，即剩下開始的一半，那么經(jīng)過3個(gè)t，剩下的be占開始時(shí)的，故c正確；“氦燃燒”的核反應(yīng)過程是聚變反應(yīng)，不是裂變反應(yīng)，故d錯(cuò)誤考題四動(dòng)量和能量的綜合應(yīng)用13(1)2 m/s(2)2 m/s解析(1)對p由abc應(yīng)用動(dòng)能定理，得wf1m1g(2l1l2)m1v解得vc2 m/s(2)設(shè)p、q碰后速度分別為v1、v2，小車最后速度為v，由動(dòng)量守恒定律得，m1vcm1v1m2v2m1vc(m1m2m)v由能量守恒得，2m1gs2m2glm1vm2v(mm1m2)v2解得，v22 m/sv2 m/s當(dāng)v2 m/s時(shí)，v1 m/sv2不合題意，舍去即p與q碰撞后瞬間q的速度大小為v22 m/s.14(1)0.25v0(2)解析(1)設(shè)小球和物塊a碰撞后二者的速度為v1，三者相對靜止后速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得：mv02mv12mv14mv2聯(lián)立，得：v20.25v0(2)當(dāng)物塊a在木板b上滑動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦熱，設(shè)木板b的長度為l，假設(shè)a剛好滑到b的右端時(shí)二者共速，則由能量守恒定律，得2mv4mv2mgl聯(lián)立，得：l.158解析先以a、b、c系統(tǒng)為研究對象，水平方向不受外力，所以動(dòng)量守恒，mv0m2mv1得v1c到b上后，b與a脫離，再以b、c系統(tǒng)為研究對象，水平方向依然動(dòng)量守恒，mm2mv2得v2v0沿圓弧運(yùn)動(dòng)過程，由機(jī)械能守恒得m()2m()22mvmgr由以上各式得：v08.專題綜合練1ad根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知x是x，所以為中子，a正確；y應(yīng)為y，所以y的質(zhì)子數(shù)為3，核子數(shù)為6，中子數(shù)為3，b錯(cuò)誤；兩核反應(yīng)均有能量釋放，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，兩核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損，c錯(cuò)誤；由聚變反應(yīng)概念知，d正確2(1)ab(2)3大于(3)4.31012 j解析(1)光電效應(yīng)說明光的粒子性，所以a正確；熱中子束在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動(dòng)性，所以b正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說明電磁輻射是量子化的，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即c錯(cuò)誤；根據(jù)德布羅意波長公式，p22mek，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長較短，所以d錯(cuò)誤(2)由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：unbakr3n，可見產(chǎn)生了3個(gè)中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一個(gè)條件是鈾燃料的體積必須大于或等于臨界體積(3)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程emc2，可求：e(2mp2mnm)c24.31012 j.3bd根據(jù)光電效應(yīng)方程ekmhw0和eucekm，得：uc，當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，遏止電壓與入射光的頻率成線性關(guān)系，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故a、c錯(cuò)誤，b、d正確4(1)abe(2)0.47 m/s0.3 m/s解析(1)由核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：x原子核中含有923854個(gè)質(zhì)子，23519425486個(gè)中子，8654140個(gè)核子，故a、b正確；據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，質(zhì)量虧損時(shí)釋放能量不是質(zhì)量變成了能量，而是虧損的質(zhì)量以能量的形式釋放，但質(zhì)量數(shù)仍然守恒，故c、d錯(cuò)誤；據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，質(zhì)量虧損時(shí)釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量減少，故e正確(2)設(shè)最終b的速度為vb，a、c的速度為va，c剛滑上a的速度為v1，規(guī)定向右為正方向，從開始到c剛滑上a，對a、b、c系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)量守恒有：mv0mv12mvb，根據(jù)能量守恒得，mglmvmv2mv，代入數(shù)據(jù)解得v10.8 m/s，vb0.3 m/s.后來c與a組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒得，mv1mvb(mm)va，代入數(shù)據(jù)解得va m/s0.47 m/s.5(1)bce(2)5 m/s解析(1)一入射光照射到某金屬表面上能發(fā)生光電效應(yīng)，由于發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，所以入射光強(qiáng)度減弱，光電子的最大初動(dòng)能不變，故a錯(cuò)誤；光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性，大量的光子波動(dòng)性比較明顯，個(gè)別光子粒子性比較明顯，故b正確；電子是原子的組成部分，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子可再分，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故c正確；在衰變方程中，電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，則90862xy,2322204x，解得x3，y2，故d錯(cuò)誤；原子核的半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與其所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故e正確(2)設(shè)a、b質(zhì)量為m，a、b碰撞過程，由動(dòng)量守恒定律得mv02mv再由能量守恒，彈簧1中儲(chǔ)存的彈性勢能為epmv2mv2mva、b與彈簧2碰撞后處于靜止，再將彈簧1解除鎖定，彈簧1將b彈出，此時(shí)mvepmvvb5 m/s.6(1)abe(2)0.8 m/s方向向左24 j解析(1)th經(jīng)過6次衰變和4次衰變后，質(zhì)量數(shù)是：a23264208，電荷數(shù)：z9026482，成為穩(wěn)定的原子核pb，故a正確；發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是behecn，故b正確；射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故c錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論可知，核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，氫原子的電勢能增大，核外電子遵循：k，據(jù)此可知電子的動(dòng)能減小，再據(jù)能級(jí)與半徑的關(guān)系可知，原子的能量隨半徑的增大而增大，故d錯(cuò)誤；據(jù)光電效應(yīng)可知，紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，即光子個(gè)數(shù)增多，所以從鋅板表面逸出的光電子的個(gè)數(shù)增多，故e正確(2)取向左為正方向，當(dāng)薄板速度為v12.4 m/s時(shí)，由動(dòng)量守恒定律可得，(mm)vmv1mv2解得v20.8 m/s，方向向左停止相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得mvmv(mm)v，解得最終共同速度v2 m/s，方向向左；因摩擦而產(chǎn)生的熱量qmv2mv2(mm)v224 j7(1)acd(1)1812解析(1)電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子具有波動(dòng)性，故a正確；射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡，可以說明射線是一種粒子，故b錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子具有波動(dòng)性，故c正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說明電子具有波動(dòng)性，故d正確；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，說明光的粒子性，故e錯(cuò)誤(2)設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖