（全國(guó)通用）高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題十五 動(dòng)量和原子物理限時(shí)訓(xùn)練.doc

專題十五 動(dòng)量和原子物理(限時(shí):45分鐘) 【測(cè)控導(dǎo)航】考點(diǎn)題號(hào)(難易度)1.核反應(yīng)方程與核能1(1)(易),5(1)易2.氫原子能級(jí)躍遷、光電效應(yīng)4(1)(易),2(1)(易),3(1)(易)3.動(dòng)量定理的應(yīng)用4(2)(中),5(2)(中)4.動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用2(2)(中),3(2)(難),1(2)(中),5(2)(中)1.(1)(2015大慶市第二次質(zhì)檢)下列說(shuō)法中正確的是.a.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)b.盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)為原子的核式結(jié)構(gòu)模型提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)c.原子的能量是不連續(xù)的,只能取一系列不連續(xù)的數(shù)值d.天然放射線中的射線是高速電子流,是原子的核外電子受到激發(fā)后放出的e.比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定(2)(2015遵義市第二次聯(lián)考)如圖,質(zhì)量分別為ma,mb的兩個(gè)彈性小球a,b,b靜止在彈簧上方,b球距地面的高度h=0.8 m,a球在b球的正上方.先將a球釋放,下落t=0.4 s時(shí),剛好與b球在彈簧上相碰,碰撞時(shí)間極短,忽略空氣阻力,碰撞中無(wú)動(dòng)能損失.已知mb=3ma,兩球運(yùn)動(dòng)始終在豎直方向,重力加速度大小g=10 m/s2.求:a球與b球碰撞前瞬間的速度;a球第一次反彈到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距地面的高度.解析:(1)太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng),故a錯(cuò)誤;盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故b正確;玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的,原子的能量是不連續(xù)的,故c正確;天然放射線中的射線是高速電子流,是原子核放出的,故d錯(cuò)誤;比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,打開原子核需要的能量越大,原子核越穩(wěn)定,故e正確.(2)a球下落做自由落體運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得v1=gt=4 m/s;由于碰撞時(shí)間極短,重力的作用可以忽略,兩球相碰過(guò)程中的動(dòng)量守恒,總動(dòng)能保持不變.規(guī)定向下的方向?yàn)檎?有mav1=mav1+mbv212mav12=12mav12+12mbv22v1=-2 m/sa球往上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),由機(jī)械能守恒得:magh=12mav12h=0.2 mh=h+0.8 m=1 m.答案:(1)bce(2)4 m/s1 m2.(1)(2015湖北重點(diǎn)中學(xué)高三起點(diǎn)考試)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別在各自的實(shí)驗(yàn)室,約定用相同頻率的單色光,分別照射鋅和銀的表面,結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng),并記錄相關(guān)數(shù)據(jù).對(duì)于這兩組實(shí)驗(yàn),下列判斷正確的是.a.因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?所以遏止電壓uc不同b.飽和電流一定不同c.光電子的最大初動(dòng)能不同d.因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同e.分別用不同頻率的光照射之后繪制uc圖像(為照射光頻率,圖為其中一小組繪制的圖像),圖像的斜率可能不同(2)(2014山東理綜)如圖,光滑水平直軌道上兩滑塊a,b用橡皮筋連接,a的質(zhì)量為m,開始時(shí)橡皮筋松弛,b靜止,給a向左的初速度v0.一段時(shí)間后,b與a同向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞并粘在一起.碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間a的速度的兩倍,也是碰撞前瞬間b的速度的一半.求:b的質(zhì)量;碰撞過(guò)程中a,b系統(tǒng)機(jī)械能的損失.解析:(1)根據(jù)ek=h-w0和euc=ek得出,頻率相同,逸出功不同,則遏止電壓不同,光電子的最大初動(dòng)能也不同,故選項(xiàng)a,c正確;雖然光的頻率相同,但光強(qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同,而飽和電流不一定相同,故選項(xiàng)b錯(cuò)誤,d正確;由uc=he-w0e,知uc圖線的斜率等于he為一定值,故e錯(cuò)誤.(2)以初速度v0的方向?yàn)檎较?設(shè)b的質(zhì)量為mb,a,b碰撞后的共同速度為v,由題意知碰撞前瞬間a的速度為v2,碰撞前瞬間b的速度為2v,由動(dòng)量守恒定律得mv2+2mbv=(m+mb)v由式得mb=m2;從開始到碰后的全過(guò)程,由動(dòng)量守恒定律得mv0=(m+mb)v設(shè)碰撞過(guò)程a,b系統(tǒng)機(jī)械能的損失為e,則e=12m(v2)2+12mb(2v)2-12(m+mb)v2聯(lián)立式得e=16mv02.答案:(1)acd(2)m216mv023.(1)如圖所示,氫原子在不同能級(jí)間發(fā)生a,b,c三種躍遷時(shí),釋放光子的波長(zhǎng)分別是a,b,c,則下列說(shuō)法正確的是.a.釋放光子的波長(zhǎng)關(guān)系為b=a+cb.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí),輻射的光子頻率最小c.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí),電子的動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,氫原子的總能量減小d.若用波長(zhǎng)為c的光照射某金屬時(shí)恰好能發(fā)生光電效應(yīng),則用波長(zhǎng)為a的光照射該金屬時(shí)也一定能發(fā)生光電效應(yīng)e.用12.09 ev的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時(shí),可以發(fā)出三種頻率的光(2)(2015貴州省高招適應(yīng)性考試)如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,弧形槽末端與水平面相切.一個(gè)質(zhì)量為m的小球從弧形槽上高h(yuǎn)處由靜止釋放,小球與彈簧發(fā)生作用的過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,重力加速度為g.求:第一次小球與彈簧相互作用的過(guò)程中,彈簧對(duì)小球的沖量大小;小球與彈簧第一次分離后在弧形槽上能上升的最大高度.解析:(1)根據(jù)e=h,可得b=a+c,bca,b正確;由=c得a錯(cuò)誤;氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,將以輻射光子的形式向外放出能量,電子的動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,氫原子的總能量減小,c正確;由于ca,用波長(zhǎng)為a的光照射該金屬時(shí)一定不能發(fā)生光電效應(yīng),d錯(cuò)誤;大量處于基態(tài)的氫原子吸收12.09 ev的光子后躍遷到n=3的能級(jí),大量處于n=3能級(jí)的這種原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以發(fā)出三種頻率的光,e正確.(2)設(shè)小球到達(dá)水平面時(shí)速度大小為v1,槽的速度大小為v2,在球下滑過(guò)程中,0=mv1-2mv2mgh=12mv12+122mv22解得v1=2gh3,v2=gh3在小球第一次與彈簧發(fā)生作用的過(guò)程中i彈=p球=-mv1-mv1=-2mv1=-4mgh3即彈簧對(duì)小球的沖量大小是4mgh3小球上升到最大高度時(shí),對(duì)小球和槽組成的系統(tǒng):mv1+2mv2=(2m+m)v共12mv12+122mv22=12(2m+m)v共2+mgh解得h=19h.答案:(1)bce(2)4mgh319h4.(1)已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為c,當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時(shí),所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為.當(dāng)照射光的頻率繼續(xù)增大時(shí),則逸出功(填“增大”“減小”或“不變”).(2)(2015鄭州市第二次質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示,質(zhì)量為m=245 g的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為m=0.5 kg的木板左端,足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.4.質(zhì)量為m0=5 g的子彈以速度v0=300 m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(時(shí)間極短),g取10 m/s2.子彈射入后,求:物塊相對(duì)木板滑行的時(shí)間;物塊相對(duì)木板滑行的距離.解析:(1)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,所求光電子的最大初動(dòng)能為ek=h-w0=2hc-hc=hc.金屬的逸出功與金屬本身有關(guān),而與照射光的頻率無(wú)關(guān),所以即使照射光的頻率增大了,逸出功也不會(huì)改變.(2)子彈打入物塊過(guò)程,由動(dòng)量守恒定律得m0v0=(m0+m)v1物塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程,由動(dòng)量守恒定律得(m0+m)v1=(m0+m+m)v2對(duì)子彈物塊整體,由動(dòng)量定理得-(m0+m)gt=(m0+m)(v2-v1)聯(lián)立解得物塊相對(duì)木板的滑行時(shí)間t=v2-v1-g=1 s;由能量守恒定律得(m0+m)gd=12(m0+m)v12-12(m0+m+m)v22聯(lián)立解得d=3 m.答案:(1)hc不變(2)1 s3 m5.(1)(2015山西省大同市高考前監(jiān)測(cè)a卷)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng),釋放出大量核能.核反應(yīng)方程式92235u+01n56141ba+3692kr+ax是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,x是某種粒子,a是x粒子的個(gè)數(shù),用mu,mba,mkr分別表示92235u、56141ba、3692kr核的質(zhì)量,mx表示x粒子的質(zhì)量,c為真空中的光速,以下說(shuō)法正確的是.a.x為中子,a=2b.x為中子,a=3c.上述核反應(yīng)中放出的核能e=(mu-mba-mkr-2mx)c2d.上述核反應(yīng)中放出的核能e=(mu-mba-mkr-3mx)c2e.只有鈾塊體積達(dá)到臨界體積才可能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(2)(2015大連一模)如圖所示,光滑水平面上有一平板車,平板車上固定一豎直直桿,桿的最高點(diǎn)o通過(guò)一長(zhǎng)為l的輕繩拴接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,小球的質(zhì)量為小車(包括桿的質(zhì)量)質(zhì)量的一半,懸點(diǎn)o距離地面的高度為繩長(zhǎng)的二倍.輕繩水平時(shí),小球與小車速度均為零,釋放小球,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),輕繩斷開.重力加速度為g.求:小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度;小球從釋放到落地的過(guò)程中,小車向右移動(dòng)的距離.(結(jié)果可以保留根式)解析:(1)由電荷數(shù)守恒知x的電荷數(shù)為0,故x為中子;由質(zhì)量數(shù)守恒知a=3,故a錯(cuò)誤,b正確;由題意知,核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損m=mu-mba-mkr-2mx,由質(zhì)能方程可知,釋放的核能e=mc2=(mu-mba-mkr-2mx)c2,故c正確,d錯(cuò)誤.核反應(yīng)堆進(jìn)行的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),只有鈾塊體積達(dá)到臨界體積才能發(fā)生,故e正確.(2)小球下落過(guò)程中,小球與車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),小球的速度大小為v1,小車的速度大小為v2,由機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒可得:mv1=2mv2mgl=12mv12+12