2019-2020年高考物理一轮复习 高频考点强化卷12 动量 原子物理.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 高频考点强化卷12 动量 原子物理一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(xx上海高考)核反应方程BeHeCX中的X表示()A质子B电子C光子D.中子【解析】根据质量数守恒可知X的质量数为1；根据电荷数守恒可知X的电荷数为0，所以X表示中子选D.【答案】D2(xx上海高考)在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A光电效应是瞬时发生的B所有金属都存在极限频率C光电流随着入射光增强而变大D入射光频率越大，光电子最大初动能越大【解析】光电效应产生的时间极短，电子吸收光的能量是瞬间完成的，而不像波动理论所预计的那样可以逐渐叠加，A错误光电效应中所有金属都存在极限频率，当入射光的频率低于极限频率时不能发生光电效应光的波动理论认为不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可以获得足够能量从而逸出表面，不应存在极限频率，B错误光电效应中入射光越强，光电流越大，这与光的波动理论不矛盾，C正确光电效应中入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大光的波动理论认为光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初动能越大，D错误【答案】C3(xx南宁模拟)已知电子处于最内层轨道时的能量为E，该电子吸收频率为的光子后跃迁到最外层轨道，随后又立即辐射出一个光子，从而跃迁到中层轨道，此时电子的能量为E，则该辐射光子的波长为(已知普朗克常量为h，真空中光速为c)A.B.C.D.【解析】根据能级跃迁公式，电子吸收光子后跃迁到最外层轨道，则电子在最外层轨道时的能量为Eh；而后由于不稳定，再次进行跃迁，根据跃迁公式可得：EhEh，根据波速公式可得：，选项D正确，选项ABC错误【答案】D4(xx江南十校联考) 如图1所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则图1AM和m组成的系统机械能守恒，动量守恒BM和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒Cm从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动Dm从A到B的过程中，M运动的位移为【解析】M和m组成的系统只有动能和重力势能的相互转化，没有其他能量产生，因此系统机械能守恒，而系统在水平方向所受合外力为零，动量在水平方向守恒，竖直方向上动量不守恒，因此系统总的动量不守恒，A错，B对；m从A到C的过程中对M有向左下方的压力使之向左加速运动，m从C到B的过程中对M有向右下方的压力使之向左减速运动，C错；M和m组成的系统满足水平方向上动量守恒，故有Mv1mv2，对应的平均速度满足Mv1mv2，两边都乘以时间有Mv1tmv2t，即对应位移满足Mx1mx2，而2Rx1x2，联立解得x1，D错【答案】B5(xx皖南八校联考)氢原子由原子核和一个核外电子组成，电子绕原子核做匀速圆周运动；电子运动的半径可以变化，且沿不同轨道运动时原子具有的能量不同(原子能量为电子动能与原子电势能之和)现有一氢原子吸收了一定的能量后其核外电子从半径为R1的轨道跃迁到半径为R2的轨道上若已知氢原子电势能Ep(e为电子的电荷量)则A核外电子的动能增加了B核外电子的动能减少了C氢原子吸收的能量等于D氢原子吸收的能量等于【解析】电子在半径为R1的轨道上运动时，由ke2/Rmv/R1，得Ek1ke2/2R1，由Epke2/R得Eplke2/R1.同理可得电子在半径为R2的轨道上运动时，动能和电势能分别为Ek2ke2/2R2，Ep2ke2/R2，氢原子吸收能量后，轨道半径增大，动能减小，减少量为EklEk2，AB选项错误；氢原子吸收能量等于原子增加能量，大小为(Ek2Ep2)(Ek1Ep1)，C选项正确，D项错误【答案】C6. (xx天津高考)一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图2所示，则a、b两束光()图2A垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大【解析】由图知nanb，则由n知vatb，A正确由sin C知CaCb，故B正确因对同种介质频率越大、波长越短时折射率越大，故ab，结合双缝干涉条纹宽度x可知C错误由光电效应方程EkmhWhW可知，同一金属W相同时，a光频率高，用a光照射时逸出的光电子最大初动能大，D错误【答案】AB7. 某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图3中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()图3A从p至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量B从p至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功C从p至b过程中人的速度不断增大D从a至c过程中加速度方向保持不变【解析】人完成从p到c的过程中经历了自由下落、变加速、变减速三个运动过程考虑全过程p至c，外力的总冲量等于重力的冲量和弹性绳的弹力冲量的矢量和，由动量定理知人所受外力的总冲量等于人的动量变化，人在p和c两处，速度均为零即动量都为零，因此动量的变化为零，则有重力的冲量与弹性绳弹力的冲量大小相等，方向相反，总冲量为零，选项A错；同样人在p和c两处，动能均为零，动能的变化为零，由动能定理知，重力所做的功等于人克服弹力所做的功，选项B正确；人由p到b的过程，前一过程(pa)自由落体，后一过程(ab)由于弹性绳伸长，弹力F增加，重力G不变，人所受合力GF不断减小，方向向下，人做的是加速度在减小的加速运动，选项C正确；由于b是人静止悬吊时的平衡位置，当人由b运动至c的过程，弹力大于重力，合力方向向上，加速度方向向上，因此选项D错【答案】BC8(xx贵州六校联考)下列说法正确的是()A若氢原子核外电子从激发态n3跃迁到基态发出的光子刚好能使某金属发生光电效应，则从激发态n2跃迁到基态发出的光子一定能使该金属发生光电效应B英籍物理学家卢瑟福用粒子打击金箔得出了原子的核式结构模型，在1919年用粒子轰击氮核打出了两种粒子，测出了它们的质量和电荷量，证明了原子核内部是由质子和中子组成的C任何原子核在衰变过程中质量数和电荷数都守恒D光子除了具有能量外还具有动量【解析】根据光电效应中极限频率和玻尔理论可知，A错误；英籍物理学家卢瑟福用粒子打击金箔时得出了原子的核式结构模型，卢瑟福并没有证明原子核内部是由质子和中子组成以及测出它们的质量和电荷量，B错误；根据原子核的衰变规律可知，任何原子核在衰变过程中都遵循质量数和电荷数守恒，C正确；根据光量子理论，光子不仅具有能量还具有动量，D正确【答案】CD二、非选择题(共4小题，共52分按题目要求作答计算题要有必要的文字说明和解题步骤有数值计算的要注明单位)9. (11分)(xx山东高考)如图4，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半求：图4 (1)B的质量(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失【解析】(1)以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB.(2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mv0(mmB)v设碰撞过程A、B系统机械能的损失为E，则Em2mB(2v)2(mmB)v2联立式得Emv.【答案】(1)(2)mv10(11分)如图5所示，光滑水平面上滑块A、C质量均为m1 kg，B质量为M3 kg.开始时A、B静止，现将C以初速度v02 m/s的速度滑向A，与A碰后粘在一起向右运动与B发生碰撞，碰后B的速度vB0.8 m/s，B与墙发生碰撞后以原速率弹回(水平面足够长)图5(1)求A与C碰撞后的共同速度大小；(2)分析判断B反弹后能否与AC再次碰撞？【解析】(1)设AC与B碰前的速度为v1，与B碰后的速度为v2，A、C碰撞过程中动量守恒有mv02mv1代入数据得v11 m/s(2)AC与B碰撞过程动量守恒，有2mv12mv2MvB代入数据得：v20.2 m/svB大于v2，故能发生第二次碰撞【答案】(1)1 m/s(2)能11(15分) (1)如图6所示为氢原子的能级图若有一群处于n4能级的氢原子，则其跃迁时最多能发出_种频率的光若氢原子从n4能级向n2能级跃迁时发出的光恰好能使某种金属产生光电效应，则这群氢原子发出的光中共有_种频率的光能使该金属产生光电子效应，所产生的光电子的最大初动能为_eV.图6图7(2)如图7所示，质量为m的小球A静止在光滑的水平面上，质量为3m的小球B以速度v与小球A发生正碰，碰撞有可能是弹性的，也有可能是非弹性的，试计算碰撞后小球B的速度大小范围【解析】(1)n4能级的氢原子，根据原子的跃迁理论，共可以产生6种不同频率的光当氢原子从n4能级向n2能级跃迁时释放出的能量为E0.85 eV(3.4 eV)2.55 eV，由分析可知，6种不同频率的光子中能量大于2.55 eV的有3种由题意可知，该金属的逸出功为2.55 eV，而辐射出的光子的能量的最大值为12.75 eV，所以产生的光电子的最大初动能为EkhW10.2 eV.(2)当A、B两小球发生完全非弹性碰撞时，设碰后B球的速度大小为v1，由动量守恒定律得3mv(3mm)v1解得：v1v当A、B两小球发生完全弹性碰撞时，设碰后A球的速度为v2，B球的速度为v2，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得3mvmv23mv23mv2mv3mv以上两式联立可解得：v2v，v2v(舍)所以碰撞后B球的速度大小范围为vvBv【答案】(1)6410.2(2)vvBv12(15分)(1)双衰变是原子核同时发射两个电子和两个中微子(中微子的质量数和电荷数均为零)的一种衰变方式已知静止的Se发生双衰变时会转变成一个新核X，则新核X的中子数为_；若衰变过程中释放的核能为E，真空中的光速为c，则衰变过程中的质量亏损为_(2) 如图8所示，质量为m的小球悬挂在长为L的细线下端，将它拉至细线与竖直方向夹角为60的位置后自由释放，当小球摆至最低点时，恰与放置在粗糙水平面上静止的、质量为2 m的木块相碰，碰后小球速度反向且为碰前的.求小球与木块在碰撞过程中产生的热量Q1和木块与地面摩擦产生的热量Q2的比值图8【解析】(1)由题意可知Se发生双衰变生成新核X，则新核X的中子数为823646(个)，由质能方程Emc2可得衰变过程中的质量亏损m.(2)小球从如图所示的位置落到最低点的过程中机械能守恒，设小球在最低点时的速度大小为v0，则由机械能过恒定律可得：mgL(1cos )mv小球在最低点与水平面上静止的木块发生碰撞，设碰后木块的速度大小为v，小球的速度大小为v，则由动量守恒定律可得：mv02mvmv又因为vv0所以vv0由能量守恒可知在碰撞过程中产生的热量Q1mvmv22mv2整理可得：Q1mgL木块由于摩擦会减速滑行直至停止，有Q22mv2将vv0代入可得：Q2mgL所以.【答案】(1)46(2)