（全国通用）高三物理二轮复习 专题十五 动量和原子物理限时训练.doc

专题十五 动量和原子物理(限时:45分钟) 【测控导航】考点题号(难易度)1.核反应方程与核能1(1)(易),5(1)易2.氢原子能级跃迁、光电效应4(1)(易),2(1)(易),3(1)(易)3.动量定理的应用4(2)(中),5(2)(中)4.动量守恒定律的应用2(2)(中),3(2)(难),1(2)(中),5(2)(中)1.(1)(2015大庆市第二次质检)下列说法中正确的是.a.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应b.卢瑟福的粒子散射实验为原子的核式结构模型提供了实验依据c.原子的能量是不连续的,只能取一系列不连续的数值d.天然放射线中的射线是高速电子流,是原子的核外电子受到激发后放出的e.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定(2)(2015遵义市第二次联考)如图,质量分别为ma,mb的两个弹性小球a,b,b静止在弹簧上方,b球距地面的高度h=0.8 m,a球在b球的正上方.先将a球释放,下落t=0.4 s时,刚好与b球在弹簧上相碰,碰撞时间极短,忽略空气阻力,碰撞中无动能损失.已知mb=3ma,两球运动始终在竖直方向,重力加速度大小g=10 m/s2.求:a球与b球碰撞前瞬间的速度;a球第一次反弹到达最高点时距地面的高度.解析:(1)太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应,故a错误;卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,建立了原子的核式结构模型,故b正确;玻尔理论指出氢原子能级是分立的,原子的能量是不连续的,故c正确;天然放射线中的射线是高速电子流,是原子核放出的,故d错误;比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,打开原子核需要的能量越大,原子核越稳定,故e正确.(2)a球下落做自由落体运动,由运动学规律可得v1=gt=4 m/s;由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰过程中的动量守恒,总动能保持不变.规定向下的方向为正,有mav1=mav1+mbv212mav12=12mav12+12mbv22v1=-2 m/sa球往上做竖直上抛运动,由机械能守恒得:magh=12mav12h=0.2 mh=h+0.8 m=1 m.答案:(1)bce(2)4 m/s1 m2.(1)(2015湖北重点中学高三起点考试)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,并记录相关数据.对于这两组实验,下列判断正确的是.a.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压uc不同b.饱和电流一定不同c.光电子的最大初动能不同d.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同e.分别用不同频率的光照射之后绘制uc图像(为照射光频率,图为其中一小组绘制的图像),图像的斜率可能不同(2)(2014山东理综)如图,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:b的质量;碰撞过程中a,b系统机械能的损失.解析:(1)根据ek=h-w0和euc=ek得出,频率相同,逸出功不同,则遏止电压不同,光电子的最大初动能也不同,故选项a,c正确;虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和电流不一定相同,故选项b错误,d正确;由uc=he-w0e,知uc图线的斜率等于he为一定值,故e错误.(2)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v2,碰撞前瞬间b的速度为2v,由动量守恒定律得mv2+2mbv=(m+mb)v由式得mb=m2;从开始到碰后的全过程,由动量守恒定律得mv0=(m+mb)v设碰撞过程a,b系统机械能的损失为e,则e=12m(v2)2+12mb(2v)2-12(m+mb)v2联立式得e=16mv02.答案:(1)acd(2)m216mv023.(1)如图所示,氢原子在不同能级间发生a,b,c三种跃迁时,释放光子的波长分别是a,b,c,则下列说法正确的是.a.释放光子的波长关系为b=a+cb.从n=3能级跃迁到n=2能级时,辐射的光子频率最小c.从n=3能级跃迁到n=2能级时,电子的动能增加,电势能减小,氢原子的总能量减小d.若用波长为c的光照射某金属时恰好能发生光电效应,则用波长为a的光照射该金属时也一定能发生光电效应e.用12.09 ev的光子照射大量处于基态的氢原子时,可以发出三种频率的光(2)(2015贵州省高招适应性考试)如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽末端与水平面相切.一个质量为m的小球从弧形槽上高h处由静止释放,小球与弹簧发生作用的过程中无机械能损失,重力加速度为g.求:第一次小球与弹簧相互作用的过程中,弹簧对小球的冲量大小;小球与弹簧第一次分离后在弧形槽上能上升的最大高度.解析:(1)根据e=h,可得b=a+c,bca,b正确;由=c得a错误;氢原子从高能级向低能级跃迁,将以辐射光子的形式向外放出能量,电子的动能增加,电势能减小,氢原子的总能量减小,c正确;由于ca,用波长为a的光照射该金属时一定不能发生光电效应,d错误;大量处于基态的氢原子吸收12.09 ev的光子后跃迁到n=3的能级,大量处于n=3能级的这种原子向低能级跃迁时可以发出三种频率的光,e正确.(2)设小球到达水平面时速度大小为v1,槽的速度大小为v2,在球下滑过程中,0=mv1-2mv2mgh=12mv12+122mv22解得v1=2gh3,v2=gh3在小球第一次与弹簧发生作用的过程中i弹=p球=-mv1-mv1=-2mv1=-4mgh3即弹簧对小球的冲量大小是4mgh3小球上升到最大高度时,对小球和槽组成的系统: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)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为c,当用频率为2c的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为.当照射光的频率继续增大时,则逸出功(填“增大”“减小”或“不变”).(2)(2015郑州市第二次质量预测)如图所示,质量为m=245 g的物块(可视为质点)放在质量为m=0.5 kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为=0.4.质量为m0=5 g的子弹以速度v0=300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),g取10 m/s2.子弹射入后,求:物块相对木板滑行的时间;物块相对木板滑行的距离.解析:(1)根据爱因斯坦光电效应方程,所求光电子的最大初动能为ek=h-w0=2hc-hc=hc.金属的逸出功与金属本身有关,而与照射光的频率无关,所以即使照射光的频率增大了,逸出功也不会改变.(2)子弹打入物块过程,由动量守恒定律得m0v0=(m0+m)v1物块在木板上滑动过程,由动量守恒定律得(m0+m)v1=(m0+m+m)v2对子弹物块整体,由动量定理得-(m0+m)gt=(m0+m)(v2-v1)联立解得物块相对木板的滑行时间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联立解得d=3 m.答案:(1)hc不变(2)1 s3 m5.(1)(2015山西省大同市高考前监测a卷)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能.核反应方程式92235u+01n56141ba+3692kr+ax是反应堆中发生的许多核反应中的一种,x是某种粒子,a是x粒子的个数,用mu,mba,mkr分别表示92235u、56141ba、3692kr核的质量,mx表示x粒子的质量,c为真空中的光速,以下说法正确的是.a.x为中子,a=2b.x为中子,a=3c.上述核反应中放出的核能e=(mu-mba-mkr-2mx)c2d.上述核反应中放出的核能e=(mu-mba-mkr-3mx)c2e.只有铀块体积达到临界体积才可能发生链式反应(2)(2015大连一模)如图所示,光滑水平面上有一平板车,平板车上固定一竖直直杆,杆的最高点o通过一长为l的轻绳拴接一个可视为质点的小球,小球的质量为小车(包括杆的质量)质量的一半,悬点o距离地面的高度为绳长的二倍.轻绳水平时,小球与小车速度均为零,释放小球,当小球运动到最低点时,轻绳断开.重力加速度为g.求:小球运动到最低点时的速度;小球从释放到落地的过程中,小车向右移动的距离.(结果可以保留根式)解析:(1)由电荷数守恒知x的电荷数为0,故x为中子;由质量数守恒知a=3,故a错误,b正确;由题意知,核反应过程中的质量亏损m=mu-mba-mkr-2mx,由质能方程可知,释放的核能e=mc2=(mu-mba-mkr-2mx)c2,故c正确,d错误.核反应堆进行的链式反应,只有铀块体积达到临界体积才能发生,故e正确.(2)小球下落过程中,小球与车组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒,设小球运动到最低点时,小球的速度大小为v1,小车的速度大小为v2,由机械能守恒定律和动量守恒可得:mv1=2mv2mgl=12mv12+12