【创新设计】（山东专用）高考物理二轮专题辅导训练 专题6 第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核（含解析）.doc

第15讲动量守恒定律原子结构和原子核1(2012山东卷，38)(1)氢原子第n能级的能量为en，其中e1为基态能量当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则_.(2)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b、c均静止，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6151对b、c木块：mbvb(mbmc)v由a与b间的距离保持不变可知vav联立式，代入数据得vbv0.答案(1)(2)v02(2013山东卷，38)(1)恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反就，当温度达到108 k时，可以发生“氦燃烧”完成“氦燃烧”的核反应方程：he_be.be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016 s一定质量的be，经7.81016 s后所剩be占开始时的_(2)如图6152所示，光滑水平轨道上放置长板a(上表面粗糙)和滑块c，滑块b置于a的左端，三者质量分别为ma2 kg、mb1 kg、mc2 kg.开始时c静止，a、b一起以v05 m/s的速度匀速向右运动，a与c发生碰撞(时间极短)后c向右运动，经过一段时间，a、b再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与c碰撞求a与c发生碰撞后瞬间a的速度大小图6152解析(1)根据质量数和电荷数守恒可知hehebe.经历半衰期的次数n3，故剩余的占开始时的()3.(2)因碰撞时间极短，a与c碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间a的速度为va，c的速度为vc，以向右为正方向，由动量守恒定律得mav0mavamcvca与b在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vab，由动量守恒定律得mavambv0(mamb)vaba与b达到共同速度后恰好不再与c碰撞，应满足vabvc联立式，代入数据得va2 m/s答案(1)he(2)2 m/s3. (2014山东卷，39)(1)氢原子能级如图6153所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是_(双选，填正确答案标号) 图6153a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级图6154(2)如图6154所示，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)根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n2能级跃迁到n1的能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此a选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知b选项错误，d选项正确；一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以c选项正确(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，碰撞瞬间b的速度为2v，由动量守恒定律得mmb2v(mmb)v由式得mb从开始到碰撞后的全过程，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em()2mb(2v)2(mmb)v2联立式得emv答案(1)cd(2)mv4(2014新课标全国卷，35)(1)(6分)关于天然放射性，下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分每选错1个扣3分，最低得分为0分) a所有元素都可能发生衰变b放射性元素的半衰期与外界的温度无关c放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d、和三种射线中，射线的穿透能力最强e一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线图6155(2)(9分)如6155所示，质量分别为ma、mb的两个弹性小球a、b静止在地面上方，b球距离地面的高度h0.8 m，a球在b球的正上方先将b球释放，经过一段时间后再将a球释放当a球下落t0.3 s时，刚好与b球在地面上方的p点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间a球的速度恰为零已知mb3ma，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：b球第一次到达地面时的速度；p点距离地面的高度解析(1)只有原子序号超过83的元素才能发生衰变，选项a错半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项b对放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项c对、三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项d对一个原子核在一次衰变中要么是衰变、要么是衰变，同时伴随射线的产生，选项e错(2)设b球第一次到达地面时的速度大小为vb，由运动学公式有vb将h0.8 m代入上式，得vb4 m/s设两球相碰前后，a球的速度大小分别为v1和v1(v10)，b球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可得v1gt由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有mav1mbv2mbv2mavmbvmbv22设b球与地面相碰后的速度大小为vb，由运动学及碰撞的规律可得vbvb设p点距地面的高度为h，由运动学规律可得h联立式，并代入已知条件可得h0.75 m答案(1)bcd(2)4 m/s0.75 m5. (2014新课标全国卷，35)(1)(5分)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)a密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值b贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 c居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(po)和镭(ra)两种新元素d卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子e汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷(2)(10分)现利用图6156所示的装置验证动量守恒定律在图中，气垫导轨上有a、b两个滑块，滑块a右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块b左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间图6156实验测得滑块a的质量m10.310 kg，滑块b的质量m20.108 kg，遮光片的宽度d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f50.0 hz.将光电门固定在滑块b的右侧，启动打点计时器，给滑块a一向右的初速度，使它与b相碰碰后光电计时器显示的时间为tb3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图6157所示图6157若实验允许的相对误差绝对值(|100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程解析(1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.61019 c，选项a正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了放射性元素，选项b错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(po)和镭(ra)两种新元素，选项c正确；卢瑟福通过粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，选项d错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，选项e正确(2)按定义，物体运动的瞬时速度大小为v则v式中s为物块在很短时间t内走过的路程，设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ta，则ta0.02 sta可视为很短，设在a碰撞前后瞬时速度大小分别为v0、v1，将式和图给实验数据代入式可得：v0 m/s2.00 m/sv1 m/s0.970 m/s设b在碰撞后的速度大小为v2，由式有v2代入题所给的数据可得：v22.86 m/s设两滑块在碰撞前后的动量分别为p和p，则pm1v0pm1v1m2v2两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为|100%联立式并代入有关数据，可得：1.7%5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律答案(1)ace(2)见解析从近几年山东卷来看，本专题考查的题型及知识内容都比较稳定从题型看，试题一大一小的组合题型小题是填空题或选择题，大题是计算题从知识内容上看，小题考查的主要有：玻尔理论、核反应