2019-2020年高考物理一轮复习 专题六 选考部分 第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核提升训练.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 专题六 选考部分 第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核提升训练1.xx苏、锡、常、镇四市高三教学情况调研(一)(1)下列说法正确的是_。A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.粒子散射实验能揭示原子具有核式结构C.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关D.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子(2)在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_。若用波长为(0)单色光做实验，则其截止电压为_。(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)(3)光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA3m、mBmCm，开始时木块B、C均静止，木块A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。图1解析(1)原子核发生衰变时，遵守电荷数守恒，质量数守恒，但质量不守恒，在发生衰变时，释放能量，由爱因斯坦的质能方程知，原子核的质量减小，故A错误；粒子散射实验中，大多数的粒子不改变方向，少数有较大角度的偏转，说明原子内部大部分是空的，带正电的原子核，集中在很小的空间，揭示了原子具有核式结构，故B正确；由光电效应方程EkhW逸可知，电子的初动能只与入射光的频率、金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故C错误；氢原子的能量是量子化的，从激发态向基态跃迁时遵从hEmEn，因此只有几个特定频率的光子，故D正确。(2)光电效应方程EkhW逸，当Ek0时，对应的波长为0，得W逸h0h，当入射光的波长为时eU截Ek，由以上三式可得eU截hh，U截()。(3)把A、B、C看成一个系统，整个过程中由动量守恒定律得mAv0(mAmBmC)vB、C碰撞过程中由动量守恒定律mBvB(mBmC)v联立得vBv0。答案(1)BD(2)h()(3)v02.(xx江苏省高考命题研究专家原创卷)(1)下列说法中正确的是_。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(2)如图2所示为氢原子的能级示意图。一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠。这群氢原子能发出_种不同频率的光，其中有_种频率的光能使金属钠发生光电效应。图2(3)太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子。若太阳辐射能量的总功率P，质子、氦核、正电子的质量分别为mp、mHe、me，真空中光速为c。求t时间内参与核反应的质子数。解析(1)物理或化学方法不会改变放射性元素的半衰期，A错误；从高空对地面进行遥感摄影利用的是红外线，C错误；由于质量亏损，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，D错误。(2)根据题意，氢原子在跃迁过程中有以下三种方式：3至1，3至2，2至1，对应的也发出3种不同频率的光；要使金属钠发生光电效应，氢原子发出的光子的能力必须大于2.49 eV，而3至1的为11.09 eV，3至2的为1.89 eV，2至1的为10.2 eV，所以两种频率的光可以使金属钠发生光电效应。(3)该反应放出的能量Emc2(4mp2memHe)c2设t时间内参与核反应的质子数n答案(1)B(2)32(3)3.(xx苏、锡、常、镇四市高三教学情况调研)(1)如图3所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是_。图3A.入射光强度较弱B.入射光波长太长C.光照射时间太短D.电源正负极接反(2)如图4为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒实验的装置，两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明_。烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关系式_，则说明该实验动量守恒。图4(3)P是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5 min，能衰变为Si和一个未知粒子。写出该衰变的过程；已知容器中原有纯P的质量为m，求5 min后容器中剩余P的质量。解析(1)灵敏电流计中没有电流通过可能原因是，入射光频率较小(波长较长)，不能发生光电效应，也可能是光电子不能到达阳极，故选项B、D正确。(2)滑块在导轨能自由静止，说明导致水平，因为滑块在气垫导轨上所受阻力忽略不计，认为是零，若上述过程A、B系统动量守恒，则有，mAvAmBvB，又由于两遮光条等宽，则或0。(3)衰变方程为PSie5 min后还剩余P的质量为m。答案(1)BD(2)气垫导轨水平0(3)PSie4.(1)下列说法中正确的是_。A.射线是原子受激发后向低能级跃迁时放出的B.在稳定的重原子核中，质子数比中子数多C.核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能D.诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子(2)xx年三位科学家因发明高亮度蓝色发光二极管而获得诺贝尔物理学奖，发光二极管(LED)产生波长450 nm455 nm的蓝光，照射荧光粉后发光，荧光粉辐射光子的波长_(选填“”、“”或“”)入射蓝光光子的波长，荧光粉辐射光形成的光谱是_(选填“连续”、“光谱”或“线状谱”)。(3)1930年英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器，他们获得了高速运动的质子，用来轰击静止的锂7(Li)原子核，形成一个不稳定的复合核后分解成两个相同的原子核。写出核反应方程式；已知质子的质量为m、初速度为v0，反应后产生的一个原子核速度大小为v0，方向与质子运动方向相反，求反应后产生的另一个原子核的速度以及反应过程中释放的核能(设反应过程中释放的核能全部转变为初能)。解析(1)射线是一般伴随着或射线产生的电磁波，具有一定的能量，原子核受激发后向低能级跃迁时放出的，故A错误；在稳定的重原子核中，质子数比中子数少，故B错误；核反应过程中如果核子的平均质量减小，说明核反应的过程中有质量亏损，属于要释放核能，故C错误；给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将碘131作为示踪原子，故D正确。(2)荧光粉吸收蓝光后受激辐射产生的光的光子能量小于或等于蓝光的光子能量，根据公式Eh和c，有E；故荧光粉辐射光子的波长大于或等于入射蓝光光子的波长；荧光粉辐射光形成的光谱是发射光谱，故一定是线状谱；(3)根据质量与电荷数守恒，则有LiH2He由动量守恒定律得mv04 m(v0)4 mv解得vv0释放的核能为E(4 m)v24 m(v0)2mv解得Emv答案(1)D(2)线状谱(3)LiH2Hev0mv5.(xx扬州中学5月模拟)(1)下列说法正确的是_。A.测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度B.无线电波没有偏振现象C.红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象D.在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关(2)如图5所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知普朗克常量为_Js，金属的截止频率为_Hz(均保留两倍有效数字)图5(3)如图6所示，质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止。求第一次碰后m1球速度的大小。图6解析(1)测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以根据多普勒效应推算该恒星远离地球的速度，A正确；无线电波是横波，偏振现象是横波所特有的现象，故B错误；根据电磁波谱可知红外线波长比无线电波的波长短，因而更不容易发生干涉和衍射，故C错误。根据爱因斯坦相对论知，在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关，故D正确。(2)根据爱因斯坦光电效应方程EkmhW0，Ekm图象的斜率是普朗克常量h，由图可知h6.51034Js；横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.31014Hz。(3)设两个小球第一次碰后m1和m2速度的大小分别为v1和v2，由动量守恒定律得：m1v1m2v2m1v1m2v2两个小球再一次碰撞，m1v1m2v20得：v1答案(1)AD(2)6.510344.31014(3)6.(1)下列说法正确的是_。A.随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C.放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件无关D.比结合能大的原子核结合或分解成比结合能小的原子核时一定释放核能(2)静止的Li核俘获一个速度为v17.7104 m/s的中子而发生核反应，生成一个新核和速度大小为v22.0104 m/s、方向与反应前中子速度方向相同的氦核(He)。上述核反应方程为_，新核的速度大小为_m/s。(3)已知氢原子基态电子轨道半径为r00.5281010m。量子数为n的激发态的能量EneV。求：图7有一群氢原子处于量子数n3的激发态，能级如图7所示，在图上用箭头标明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？通过计算说明这几条光谱线中波长最长的一条光谱线能否使极限频率为4.51014Hz金属板发生光电效应(已知1 eV1.601019J，h6.631034 Js。解析(3)能级图如图所示，可得三条光谱线波长最长的光对应处于n3的激发态的氢原子向n2能级跃迁所发出光的光谱线，能量为EE3E21.89 eV由Eh，得4.561014Hz4.51014Hz所以能发生光电效应。答案(1)C(2)LinHHe1103(3)见解析