2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第15講 動(dòng)量守恒定律 原子結(jié)構(gòu)和原子核提升訓(xùn)練.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第15講 動(dòng)量守恒定律 原子結(jié)構(gòu)和原子核提升訓(xùn)練1.xx蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研(一)(1)下列說(shuō)法正確的是_。A.原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律B.粒子散射實(shí)驗(yàn)?zāi)芙沂驹泳哂泻耸浇Y(jié)構(gòu)C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動(dòng)能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子(2)在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為0，該金屬的逸出功為_(kāi)。若用波長(zhǎng)為(0)單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為_(kāi)。(已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h)(3)光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m、mBmCm，開(kāi)始時(shí)木塊B、C均靜止，木塊A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后分開(kāi)，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變。求B與C碰撞前B的速度大小。圖1解析(1)原子核發(fā)生衰變時(shí)，遵守電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)量不守恒，在發(fā)生衰變時(shí)，釋放能量，由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程知，原子核的質(zhì)量減小，故A錯(cuò)誤；粒子散射實(shí)驗(yàn)中，大多數(shù)的粒子不改變方向，少數(shù)有較大角度的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是空的，帶正電的原子核，集中在很小的空間，揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故B正確；由光電效應(yīng)方程EkhW逸可知，電子的初動(dòng)能只與入射光的頻率、金屬的逸出功有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；氫原子的能量是量子化的，從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)遵從hEmEn，因此只有幾個(gè)特定頻率的光子，故D正確。(2)光電效應(yīng)方程EkhW逸，當(dāng)Ek0時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為0，得W逸h0h，當(dāng)入射光的波長(zhǎng)為時(shí)eU截Ek，由以上三式可得eU截hh，U截()。(3)把A、B、C看成一個(gè)系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程中由動(dòng)量守恒定律得mAv0(mAmBmC)vB、C碰撞過(guò)程中由動(dòng)量守恒定律mBvB(mBmC)v聯(lián)立得vBv0。答案(1)BD(2)h()(3)v02.(xx江蘇省高考命題研究專家原創(chuàng)卷)(1)下列說(shuō)法中正確的是_。A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子C.從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力D.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量(2)如圖2所示為氫原子的能級(jí)示意圖。一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，并用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉。這群氫原子能發(fā)出_種不同頻率的光，其中有_種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)。圖2(3)太陽(yáng)內(nèi)部四個(gè)質(zhì)子聚變成一個(gè)粒子，同時(shí)發(fā)射兩個(gè)正電子和兩個(gè)沒(méi)有靜止質(zhì)量的中微子。若太陽(yáng)輻射能量的總功率P，質(zhì)子、氦核、正電子的質(zhì)量分別為mp、mHe、me，真空中光速為c。求t時(shí)間內(nèi)參與核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)。解析(1)物理或化學(xué)方法不會(huì)改變放射性元素的半衰期，A錯(cuò)誤；從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影利用的是紅外線，C錯(cuò)誤；由于質(zhì)量虧損，原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，D錯(cuò)誤。(2)根據(jù)題意，氫原子在躍遷過(guò)程中有以下三種方式：3至1，3至2，2至1，對(duì)應(yīng)的也發(fā)出3種不同頻率的光；要使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，氫原子發(fā)出的光子的能力必須大于2.49 eV，而3至1的為11.09 eV，3至2的為1.89 eV，2至1的為10.2 eV，所以兩種頻率的光可以使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)。(3)該反應(yīng)放出的能量Emc2(4mp2memHe)c2設(shè)t時(shí)間內(nèi)參與核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)n答案(1)B(2)32(3)3.(xx蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研)(1)如圖3所示，電路中所有元件完好，當(dāng)光照射到光電管上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，可能的原因是_。圖3A.入射光強(qiáng)度較弱B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C.光照射時(shí)間太短D.電源正負(fù)極接反(2)如圖4為實(shí)驗(yàn)室常用的氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)的裝置，兩帶有等寬遮光條的滑塊A和B，質(zhì)量分別為mA、mB，在A、B間用細(xì)線水平壓住一輕彈簧，將其置于氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌使其能實(shí)現(xiàn)自由靜止，這是表明_。燒斷細(xì)線，滑塊A、B被彈簧彈開(kāi)，光電門(mén)C、D記錄下兩遮光條通過(guò)的時(shí)間分別為tA和tB，若有關(guān)系式_，則說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)動(dòng)量守恒。圖4(3)P是人類(lèi)首先制造出的放射性同位素，其半衰期為2.5 min，能衰變?yōu)镾i和一個(gè)未知粒子。寫(xiě)出該衰變的過(guò)程；已知容器中原有純P的質(zhì)量為m，求5 min后容器中剩余P的質(zhì)量。解析(1)靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)可能原因是，入射光頻率較小(波長(zhǎng)較長(zhǎng))，不能發(fā)生光電效應(yīng)，也可能是光電子不能到達(dá)陽(yáng)極，故選項(xiàng)B、D正確。(2)滑塊在導(dǎo)軌能自由靜止，說(shuō)明導(dǎo)致水平，因?yàn)榛瑝K在氣墊導(dǎo)軌上所受阻力忽略不計(jì)，認(rèn)為是零，若上述過(guò)程A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有，mAvAmBvB，又由于兩遮光條等寬，則或0。(3)衰變方程為PSie5 min后還剩余P的質(zhì)量為m。答案(1)BD(2)氣墊導(dǎo)軌水平0(3)PSie4.(1)下列說(shuō)法中正確的是_。A.射線是原子受激發(fā)后向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的B.在穩(wěn)定的重原子核中，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C.核反應(yīng)過(guò)程中如果核子的平均質(zhì)量減小，則要吸收核能D.診斷甲狀腺疾病時(shí)，注入的放射性同位素碘131作為示蹤原子(2)xx年三位科學(xué)家因發(fā)明高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，發(fā)光二極管(LED)產(chǎn)生波長(zhǎng)450 nm455 nm的藍(lán)光，照射熒光粉后發(fā)光，熒光粉輻射光子的波長(zhǎng)_(選填“”、“”或“”)入射藍(lán)光光子的波長(zhǎng)，熒光粉輻射光形成的光譜是_(選填“連續(xù)”、“光譜”或“線狀譜”)。(3)1930年英國(guó)物理學(xué)家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺(tái)粒子加速器，他們獲得了高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子，用來(lái)轟擊靜止的鋰7(Li)原子核，形成一個(gè)不穩(wěn)定的復(fù)合核后分解成兩個(gè)相同的原子核。寫(xiě)出核反應(yīng)方程式；已知質(zhì)子的質(zhì)量為m、初速度為v0，反應(yīng)后產(chǎn)生的一個(gè)原子核速度大小為v0，方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反，求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)原子核的速度以及反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能(設(shè)反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)槌跄?。解析(1)射線是一般伴隨著或射線產(chǎn)生的電磁波，具有一定的能量，原子核受激發(fā)后向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的，故A錯(cuò)誤；在穩(wěn)定的重原子核中，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中如果核子的平均質(zhì)量減小，說(shuō)明核反應(yīng)的過(guò)程中有質(zhì)量虧損，屬于要釋放核能，故C錯(cuò)誤；給懷疑患有甲狀腺的病人注射碘131，診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病，是將碘131作為示蹤原子，故D正確。(2)熒光粉吸收藍(lán)光后受激輻射產(chǎn)生的光的光子能量小于或等于藍(lán)光的光子能量，根據(jù)公式Eh和c，有E；故熒光粉輻射光子的波長(zhǎng)大于或等于入射藍(lán)光光子的波長(zhǎng)；熒光粉輻射光形成的光譜是發(fā)射光譜，故一定是線狀譜；(3)根據(jù)質(zhì)量與電荷數(shù)守恒，則有LiH2He由動(dòng)量守恒定律得mv04 m(v0)4 mv解得vv0釋放的核能為E(4 m)v24 m(v0)2mv解得Emv答案(1)D(2)線狀譜(3)LiH2Hev0mv5.(xx揚(yáng)州中學(xué)5月模擬)(1)下列說(shuō)法正確的是_。A.測(cè)定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對(duì)比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠(yuǎn)離地球的速度B.無(wú)線電波沒(méi)有偏振現(xiàn)象C.紅外線比無(wú)線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D.在一個(gè)確定的參考系中觀測(cè)，運(yùn)動(dòng)物體上物理過(guò)程的時(shí)間進(jìn)程跟物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)(2)如圖5所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)。由圖可知普朗克常量為_(kāi)Js，金屬的截止頻率為_(kāi)Hz(均保留兩倍有效數(shù)字)圖5(3)如圖6所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速?gòu)椈兀峙cm1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止。求第一次碰后m1球速度的大小。圖6解析(1)測(cè)定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對(duì)比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以根據(jù)多普勒效應(yīng)推算該恒星遠(yuǎn)離地球的速度，A正確；無(wú)線電波是橫波，偏振現(xiàn)象是橫波所特有的現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；根據(jù)電磁波譜可知紅外線波長(zhǎng)比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短，因而更不容易發(fā)生干涉和衍射，故C錯(cuò)誤。根據(jù)愛(ài)因斯坦相對(duì)論知，在一個(gè)確定的參考系中觀測(cè)，運(yùn)動(dòng)物體上物理過(guò)程的時(shí)間進(jìn)程跟物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，故D正確。(2)根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW0，Ekm圖象的斜率是普朗克常量h，由圖可知h6.51034Js；橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為4.31014Hz。(3)設(shè)兩個(gè)小球第一次碰后m1和m2速度的大小分別為v1和v2，由動(dòng)量守恒定律得：m1v1m2v2m1v1m2v2兩個(gè)小球再一次碰撞，m1v1m2v20得：v1答案(1)AD(2)6.510344.31014(3)6.(1)下列說(shuō)法正確的是_。A.隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)方向移動(dòng)B.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)C.放射性元素原子核的半衰期長(zhǎng)短與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)D.比結(jié)合能大的原子核結(jié)合或分解成比結(jié)合能小的原子核時(shí)一定釋放核能(2)靜止的Li核俘獲一個(gè)速度為v17.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成一個(gè)新核和速度大小為v22.0104 m/s、方向與反應(yīng)前中子速度方向相同的氦核(He)。上述核反應(yīng)方程為_(kāi)，新核的速度大小為_(kāi)m/s。(3)已知?dú)湓踊鶓B(tài)電子軌道半徑為r00.5281010m。量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的能量EneV。求：圖7有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，能級(jí)如圖7所示，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子所能發(fā)出光的光譜線有哪幾條？通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這幾條光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的一條光譜線能否使極限頻率為4.51014Hz金屬板發(fā)生光電效應(yīng)(已知1 eV1.601019J，h6.631034 Js。解析(3)能級(jí)圖如圖所示，可得三條光譜線波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)處于n3的激發(fā)態(tài)的氫原子向n2能級(jí)躍遷所發(fā)出光的光譜線，能量為EE3E21.89 eV由Eh，得4.561014Hz4.51014Hz所以能發(fā)生光電效應(yīng)。答案(1)C(2)LinHHe1103(3)見(jiàn)解析