（江苏专用）2020版高考物理二轮复习专题过关检测（十）动量与原子物理学.docx

专题过关检测（十）动量与原子物理学一、单项选择题1(2019苏州调研)(1)下列说法正确的是_。A光和电子都具有波粒二象性B放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关C比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子(2)用频率为的紫光照射某金属(极限频率为0)，且0。已知普朗克常量为h。则该金属的逸出功W为_，光电子的最大初动能Ek为_。(3)质量为m1 kg的小球由高h0.45 m处自由下落，落到水平地面后，以vt2 m/s的速度向上反弹，已知小球与地面接触的时间为t0.1 s，取g10 m/s2。求：小球落地前速度v的大小；小球撞击地面过程中，地面对小球平均作用力F的大小。解析：(1)光和电子都具有波粒二象性，选项A正确；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项B错误；比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定，选项C正确；大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生C426种不同频率的光子，选项D错误。(2)逸出功Wh0，由光电效应方程EkhW，代入得Ekh(0)。(3)小球做自由落体运动，有v22gh代入数据得v3 m/s。小球触地反弹，取向上为正方向由动量定理得mvt(mv)Ftmgt代入数据得F60 N。答案：(1)AC(2)h0h(0) (3)3 m/s60 N2(2019南京、盐城模拟)(1)铀核裂变的一种方程为 UXSrXe2n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的有_。AX粒子是中子BX粒子是质子C. U、Sr、Xe相比，Sr的比结合能最大，最稳定D. U、Sr、Xe相比，U的质量数最多，结合能最大，最稳定(2)利用如图所示的电路做光电效应实验，当光照射到光电管的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过。经检查实验电路完好。则发生这种现象的原因可能有_和_。(3)在光滑水平面上，质量均为m的三个物块排成直线，如图所示。第1个物块以动量p0向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，并粘在起，求：物块的最终速度大小；碰撞过程中损失的总动能。解析：(1)根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，选项A正确，B错误；根据题图可知U、Sr、Xe Xe相比，Sr的比结合能最大，最稳定；U的质量数最多，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，选项C正确，D项错误。(2)当光照射到光电管的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过，则说明可能没有发生光电效应，即入射光的频率小于极限频率；也可能是所加反向电压大于遏止电压。(3)依据动量守恒定律得p03mv解得v。由p0mv0，Ek0mv02解得初动能Ek0末动能Ek3mv2所以损失的总动能为EEk0Ek。答案：(1)AC(2)入射光的频率小于极限频率所加反向电压大于遏止电压(3)3(1)下列说法中正确的是_。A金属发生光电效应的截止频率随入射光频率的变化而变化B黑体的热辐射就是反射外来的电磁波C氢原子中电子具有波动性，并非沿经典力学描述下的轨道运动D核聚变需要极高的温度，反应过程中需要外界持续提供能量(2)1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，1957年吴健雄用钴原子核(Co)在极低温(0.01 K)和强磁场中的衰变实验结果给出了令人信服的证明。Co在极低温下的半衰期_(选填“大于”“等于”或“小于”)常温下的半衰期；Co发生衰变生成镍(Ni)的方程式为_。(3) Co是金属元素钴的一种放射性同位素，用中子辐照金属钴(Co)可得到Co。一质量为 m0、速度大小为 v0的中子打进一个静止的、质量为m1的原子核Co，形成一个处于激发态的新核Co，新核辐射光子后跃迁到基态。已知真空中光速为 c，不考虑相对论效应。求处于激发态新核Co的速度大小v；已知原子核Co的质量为m2，求整个过程中由于质量亏损释放的核能E。解析：(1)金属发生光电效应的截止频率与金属板的逸出功有关，与入射光频率无关，A项错误；黑体的热辐射就是吸收外来的电磁波，B项错误；氢原子中电子具有波动性，并非沿经典力学描述下的轨道运动，这种理论就是教材中提到的波尔假说，C项正确；核聚变需要极高的温度，但反应过程中不需要外界持续提供能量，D项错误。(2)半衰期由原子核本身决定，与温度等无关；根据核电荷数和质量数守恒写出核反应方程：CoNie。(3)由动量守恒定律有m0v0(m0m1)v解得v。质量亏损mm1m0m2释放的核能Emc2解得E(m1m0m2)c2。答案：(1)C(2)等于CoNie (3)(m1m0m2)c24(2019苏锡常镇调研)(1)在氢原子光谱中，赖曼线系是氢原子从较高能级(n2,3，4)跃迁到基态时辐射的光谱线系。类似地，有巴耳末系、帕邢系、布喇开系等线系，如图所示。下列说法中正确的是_。A该图说明氢原子光谱是分立的B赖曼线系中从n2能级跃迁到基态放出的光子频率最大C巴尔末线系中从n跃迁到n2能级放出的光子波长最大D若巴尔末系的某种光能使一金属发生光电效应，则赖曼系的都能使该金属发生光电效应(2)原子物理中，质子数和中子数互换的原子核称为镜像核。Li的镜像核是_(镜像核的元素符号可用X表示)；Li的比结合能是_。(设Li质量为mLi，中子质量为mn，质子质量为mp，真空中光速为c)(3)如图，光滑水平桌面上，质量为m的小球甲以速度v与质量为2m的静止小球乙发生对心正碰，碰后甲以速率反弹，碰撞时间为t，不计空气阻力。求碰撞过程中甲、乙间的平均作用力大小；通过计算判断该碰撞是否为弹性碰撞。解析：(1)能级图说明氢原子光谱是分立的，A项正确；赖曼线系中从n2能级跃迁到基态放出的光子能量最小，频率最小，B项错误；巴尔末线系中从n跃迁到n2能级放出的光子能量最大，频率最大，波长最小，C项错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，频率越大，越容易发生光电效应，D项正确。(2)根据题意，镜像核是质子数和中子数互换，所以Li的镜像核是X(或Be)。写出核反应方程4n3HLi，所以质量亏损为4mn3mpmLi, Li的比结合能是(4mn3mpmLi)c2。(3)对甲，以向右为正方向，由动量定理得：mmvFt，可得F负号说明乙对甲的平均作用力方向向左，两球间平均作用力大小是F。设碰后乙球速度为v1，碰撞过程动量守恒：mvm2mv1，解得v1v碰前系统动能E1mv2，碰后系统动能E2m22m2mv2说明该碰撞为弹性碰撞。答案：(1)AD(2)X(或Be)(4mn3mpmLi)c2 (3)该碰撞为弹性碰撞5(1)关于核反应UnSr Xexn，下列说法正确的是_。Ax10B质量数不守恒C向外释放能量 D这是U的衰变(2)在如图所示装置中，阴极K在光子动量为p0的单色光1的照射下发生了光电效应，调节滑片P至某一位置，使电流表的示数恰好为零；在保持上述滑片P的位置不变的情况下，改用光子动量为0.5p0的单色光2照射阴极K，则电流表的示数将_(选填“为0”或“不为0”)，单色光1、2的波长之比为_。(3)在如图所示足够长的光滑水平面上，有质量分别为3 kg和1 kg的甲、乙两滑块，将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态，乙的右侧有一挡板P。现将两滑块由静止释放，当弹簧恢复原长时，甲的速度大小为2 m/s, 此时乙尚未与P相撞。求弹簧恢复原长时乙的速度大小；若乙与挡板P碰撞反弹后，不能再与弹簧发生碰撞。求挡板P对乙的冲量的最大值。解析：(1)根据质量数守恒可知，x23519013610，故A项正确、B项错误；核反应UnSrXexn属于裂变，裂变时出现质量亏损，向外释放能量，故C项正确、D项错误。(2)分析可知单色光2的频率比单色光1的频率小，结合爱因斯坦光电效应方程EkhW0，用单色光2照射时电子的初动能Ek减小，所以电子仍不能到达A极板，故电流表的示数将仍为零。由光子的动量公式p，可知波长和动量p成反比，所以。(