山东省2020届高三物理二轮专题复习：10 动量和原子物理 新人教版选修3-5VIP

1、专题专题 1010 动量和原子物理（选修动量和原子物理（选修 3-53-5）知识梳理）知识梳理 一、动量、冲量、动量守恒定律 1、动量 P=mv 方向与速度方向相同 2、冲量 I= Ft方向与恒力方向一致 3、动量守恒定律的三种表达方式 （1）PP （2）p1=p2 （3）m1vlm2v2m1v/lm2v/2 二、波尔理论 1、 氢原子能级与轨道半径 （1）能级公式：) 6 . 13( 1 11 2 eVEE n En （2）半径公式： )53 . 0 ( 11 2 Arrnrn （3）跃迁定则： 终初 EEh 三、原子核衰变、半衰期及核能 四、光电效应及其方程 1、光电效应规律 (1)任何一

2、种金属都有一个极限频率，入射光必须大于这个极限频率才能产生光 电效应 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度(数目)无关，只随着入射光的频率增大 而增大 (3)当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，则光电流的强度与入射光 的强度成正比 (4)从光照射到产生光电流的时间不超过 109s，几乎是瞬时的 2、光电效应方程 （1）爱因斯坦光电效应方程：Ek=hW (Ek是光电子的最大初动能；W 是逸出功：即从金属表面直接飞出的光电子克服正 电荷引力所做的功，也称电离能 ) （2）极限频率： 专题测试 1.(5 分) （2020 全国卷 1 第 18 题）.已知氢原子的基态能量为 E，激发态能量

3、2 1/n EEn，其中 n=2,3。用 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速。能使 氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 ( ) . A 1 4 3 hc E B. 1 2hc E C. 1 4hc E D. 1 9hc E 2. (5 分)（2020 天津卷第 1 题） 下列能揭示原子具有核式结构的实验是 （ ） A光电效应实验B伦琴射线的发现 C 粒子散射实验D氢原子光谱的发现 3.(5分) （2020上海卷第17题）.用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的 增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则 ( ) A.图像(a)表明光具有粒子性 B.图像(c)表

4、明光具有波动性 C.用紫外光观察不到类似的图像 D.实验表明光是一种概率波 4.(5 分)（2020 广东第 18 题）.光电效应实验中，下列表述正确的是 ( ) A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 5.(8 分)(1)氢原子从能级 A 跃迁到能级 B 吸收频率为 1的光子，从能级 A 跃迁到 能级 C 释 放频率为 2的光子，若 21，则当它从能级 B 跃迁到能级 C 时，将 _(填选项前的字母) A放出频率为 21的光子 B放出频率为 21的光子 C吸收频率为 21的光子 D吸收频率为 21的

5、光子 (2)“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘 获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并 放出一个中微子的过程中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早 就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的一个静止的原子核发生“轨道 电子俘获”(忽略电子的初动量)，衰变为子核并放出中微子下列关于该过程的 说法正确的是_(填选项前的字母) A母核的质量数小于子核的质量数 B母核的电荷数等于子核的电荷数 C子核的动量大小等于中微子的动量大小 D子核的动能大于中微子的动能 6.(8 分)(1)在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为

6、1 500 kg 向南行驶的长 途客车迎面 撞上了一辆质量为 3 000 kg 向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行 了一小段距离后停止，根据测速仪的规定，长途客车碰前以 20 m/s 的速率行驶， 由此可判断卡车碰前的行驶速率是_ A小于 10 m/s B大于 10 m/s 小于 20 m/s C大于 20 m/s 小于 30 m/s D大于 30 m/s 小于 40 m/s (2)近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核 电站采用的是轻水堆还是重水堆因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供 研制核武器的钚 239(PU). 这种PU可由铀 239(U)经过

7、衰变而产生，则 239942399423992 下列判断中正确的是() A. PU与U 的核内具有相同的中子数 2399423992 B. PU与U 的核内具有相同的质子数 2399423992 C. U 经过 2 次 衰变产生PU 2399223994 D. U 经过 1 次 衰变产生PU 2399223994 7.(6 分)(1)2020 年上海世博会力主“低碳世博” ，对绿色新能源的使用大大提高， 其中，太 阳能的利用成为本届世博会的“当家花旦” 太阳能是由于太阳内部高温高压条 件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是_(填选项前的字母) A. N HeO H 14 74 217 81 1

8、 B. H H He n 3 12 14 21 0 C. U nXeSr10 n 235921 01365490381 0 D. UTh He 23892234904 2 (2)在光滑的水平面上，质量 m12 kg 的球以速度 v15 m/s 和静止的质量为 m21 kg 的球发生正碰，碰后 m2的速度 v24 m/s，则碰后 m1_.(填选 项前的字母) A以 3 m/s 速度反弹 B以 3 m/s 速度继续向前运动 C以 1 m/s 速度继续向前运动 D立即停下 8.(6 分)(1)下列说法中正确的是_(填选项前的字母) A经典物理学能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性 B光电效应说明光

9、具有粒子性 C天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关 D天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 (2)甲、乙两车相向运动，碰撞后连成一体并沿甲车的原方向运动，由此可判断 _(填选项前的字母) A乙车的质量比甲车的小 B乙车的速度比甲车的小 C乙车的动量比甲车的小 D乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力 9.(13 分)(1)(3 分)下列说法中正确的是 ( ) A光电效应现象显示了光的粒子性，它否定了光的波动性 B为了解释原子光谱的不连续性，普朗克提出能量量子化观点 C某元素原子核内的质子数决定了核外电子的分布，进而决定了该元素的化学 性质 D核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化

10、可以表现为引力也可 以表现为 斥力 (2)(10 分)贫铀合金具有高密度、高强度、高韧性的特点，用它做弹芯，穿甲能 力强，可以摧毁坚固的目标贫铀弹的重要原料是铀 238，具有放射性，放出的 射线对人体会造成严重的伤害若某静止的铀核(U)发生 衰变生成钍核(Th)， 23892 并同时放出能量为 E 的 光子，已知铀核的质量为 mU，钍核的质量为 mTh， 粒子的质量为 m. 写出核反应方程 若放出的 光子动量可忽略，求衰变生成的 粒子的速率 10.(7 分)(1)下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是 ( ) A . 通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确 性 B

11、通过测试多种物质对 X 射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分 C通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象 D利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性 (2)氢原子的能级如图 1 所示有一群处于 n4 能级的氢原 子，这群氢原子能发出_种谱线，发出的光子照射某 金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于 _ eV. (3)近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反 应方程是 H H He n.若 H 和 H 迎面碰撞，初速度大小分别为 v1、 2 13 14 21 02 13 1 v2， H、 H、 He、 n 的质量分别为 m1、m2、m3、m4，反应后 He 的速度

12、大小为 2 13 14 21 04 2 v3，方向与 H 的运动方向相同，求中子 n 的速度(选取 m1的运动方向为正方向， 2 11 0 不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应) 11.(8 分)(1)(2 分)下列关于近代物理知识说法中正确的是( ) A光电效应显示了光的粒子性 B玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象 C康普顿效应进一步证实了光的波动特性 D为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化 的 (2)(2 分)在天然放射现象中，释放出的三种射线 a、b、c 在磁 场中运动轨迹如图 2 所示，其中_是 射线，_穿透能力最 强(选填“a” 、 “b”或“c”) 图 1 图

13、2 (3)(4 分)利用水平放置的气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，如图 3 所示，图中 A、B 装置叫_，其作用是_若测 得滑块甲的质量为 0.6 kg，滑块乙的质量为 0.4 kg，两滑块作用前甲的速度大 小为 0.8 m/s，乙的速度大小为 0.5 m/s，迎面相碰后甲乙粘在一起以 0.28 m/s 的速度沿甲原来的方向前进则两滑块相互作用过程中不变的量是_， 大小为_ 图 3 12.(8 分)(1)下列说法中正确的是 ( ) A氢原子在辐射出一个光子后，其核外电子的动能增大 B. U 经过两次 衰变产生Pu 2399223994 C 射线的电离本领比 射线的大 D放射性元素U 的

14、半衰期随温度的升高而变短 23992 (2)已知氢原子基态电子轨道半径为 r00.5281010 m，量子数为 n 的激发态 的能量 En eV.求： 13.6 n2 电子在基态轨道上运动的动能； 有一群氢原子处于量子数 n3 的激发态，画一个能级图，在图上用箭头标明 这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？ 计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长( k9.0109 Nm2/C2，e1.60 1019 C，h6.631034 J) 13.(8 分)用速度为 v0、质量为 m1的 He 核轰击质量为 m2的静止的N 核，发生核 4 214 7 反应，最 终产生两种新粒子 A 和 B.其中 A

15、 为O 核，质量为 m3，速度为 v3，B 的质量为 17 8 m4 (1)写出核反应方程式； (2)计算粒子 B 的速度 vB. 14.(8 分)在真空中，原来静止的原子核 X 在进行 衰变时，放出 粒子( He) b a4 2 的动能为 E0. 假设衰变后产生的新核用 Y 表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来， 真空中的光速为 c，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计 (1)写出衰变的核反应方程； (2)求衰变过程中总的质量亏损 答案 1.C 2.C 3.ABD 4.CD 5.(1)B(2)C 6.(1)A(2)C 7.(1)B(2)B 8.(1)B(2)C 9.(1)CD(全选对得 3 分，选对但不全得 1 分，有选错得 0 分) (2)(10 分)UTh He (2 分) 23892234904 2 由动量守恒定律得 mvmThvTh0 (2 分) 由质能方程得 E(mUmmTh)c2 (2 分) 由能量的转化和守恒得 E mv2 mThvTh2E (2 分) 1 2 1 2 解得 v (2 分) 2mTh(mUmmTh)c2E m(mmTh) 10.(1)CD(2 分，漏选得 1 分，错选不得分) (2)6(1 分)12.75(1 分) (3)设中子的速度为 v，由动