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1、專題過(guò)關(guān)檢測(cè)十動(dòng)量與原子物理學(xué)一、單項(xiàng)選擇題1(2022蘇州調(diào)研)(1)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_。A光和電子都具有波粒二象性B放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)C比結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定D大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子(2)用頻率為的紫光照射某金屬(極限頻率為0)，且0。普朗克常量為h。那么該金屬的逸出功W為_，光電子的最大初動(dòng)能Ek為_。(3)質(zhì)量為m1 kg的小球由高h(yuǎn)0.45 m處自由下落，落到水平地面后，以vt2 m/s的速度向上反彈，小球與地面接觸的時(shí)間為t0.1 s，取g10 m/s2。求：小球落地前

2、速度v的大?。恍∏蜃矒舻孛孢^(guò)程中，地面對(duì)小球平均作用力F的大小。解析：(1)光和電子都具有波粒二象性，選項(xiàng)A正確；放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確；大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可產(chǎn)生C426種不同頻率的光子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)逸出功Wh0，由光電效應(yīng)方程EkhW，代入得Ekh(0)。(3)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，有v22gh代入數(shù)據(jù)得v3 m/s。小球觸地反彈，取向上為正方向由動(dòng)量定理得mvt(mv)Ftmgt代入數(shù)據(jù)得F60 N。答案：(1)AC(2)h0h(0) (3)3 m/s6

3、0 N2(2022南京、鹽城模擬)(1)鈾核裂變的一種方程為 UXSrXe2n，原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如下圖，以下說(shuō)法正確的有_。AX粒子是中子BX粒子是質(zhì)子C. U、Sr、Xe相比，Sr的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定D. U、Sr、Xe相比，U的質(zhì)量數(shù)最多，結(jié)合能最大，最穩(wěn)定(2)利用如下圖的電路做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)光照射到光電管的金屬材料上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)。經(jīng)檢查實(shí)驗(yàn)電路完好。那么發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能有_和_。(3)在光滑水平面上，質(zhì)量均為m的三個(gè)物塊排成直線，如下圖。第1個(gè)物塊以動(dòng)量p0向右運(yùn)動(dòng)，依次與其余兩個(gè)靜止物塊發(fā)生碰撞，并粘在起，求：物塊的最終速度大??；碰撞過(guò)程中損失

4、的總動(dòng)能。解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖可知U、Sr、Xe Xe相比，Sr的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定；U的質(zhì)量數(shù)最多，結(jié)合能最大，比結(jié)合能最小，最不穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)當(dāng)光照射到光電管的金屬材料上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，那么說(shuō)明可能沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)，即入射光的頻率小于極限頻率；也可能是所加反向電壓大于遏止電壓。(3)依據(jù)動(dòng)量守恒定律得p03mv解得v。由p0mv0，Ek0mv02解得初動(dòng)能Ek0末動(dòng)能Ek3mv2所以損失的總動(dòng)能為EEk0Ek。答案：(1)AC(2)入射光的頻率小于極限頻率所加反向電壓大于

5、遏止電壓(3)3(1)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是_。A金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率隨入射光頻率的變化而變化B黑體的熱輻射就是反射外來(lái)的電磁波C氫原子中電子具有波動(dòng)性，并非沿經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)D核聚變需要極高的溫度，反響過(guò)程中需要外界持續(xù)提供能量(2)1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，1957年吳健雄用鈷原子核(Co)在極低溫(0.01 K)和強(qiáng)磁場(chǎng)中的衰變實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了令人信服的證明。Co在極低溫下的半衰期_(選填“大于“等于或“小于)常溫下的半衰期；Co發(fā)生衰變生成鎳(Ni)的方程式為_。(3) Co是金屬元素鈷的一種放射性同位素，用中子輻照金屬鈷(Co)可得到Co。一

6、質(zhì)量為 m0、速度大小為 v0的中子打進(jìn)一個(gè)靜止的、質(zhì)量為m1的原子核Co，形成一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的新核Co，新核輻射光子后躍遷到基態(tài)。真空中光速為 c，不考慮相對(duì)論效應(yīng)。求處于激發(fā)態(tài)新核Co的速度大小v；原子核Co的質(zhì)量為m2，求整個(gè)過(guò)程中由于質(zhì)量虧損釋放的核能E。解析：(1)金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率與金屬板的逸出功有關(guān)，與入射光頻率無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；黑體的熱輻射就是吸收外來(lái)的電磁波，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫原子中電子具有波動(dòng)性，并非沿經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)，這種理論就是教材中提到的波爾假說(shuō)，C項(xiàng)正確；核聚變需要極高的溫度，但反響過(guò)程中不需要外界持續(xù)提供能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)半衰期由原子核本身決定，與溫度

7、等無(wú)關(guān)；根據(jù)核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反響方程：CoNie。(3)由動(dòng)量守恒定律有m0v0(m0m1)v解得v。質(zhì)量虧損mm1m0m2釋放的核能Emc2解得E(m1m0m2)c2。答案：(1)C(2)等于CoNie (3)(m1m0m2)c24(2022蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研)(1)在氫原子光譜中，賴曼線系是氫原子從較高能級(jí)(n2,3，4)躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光譜線系。類似地，有巴耳末系、帕邢系、布喇開系等線系，如下圖。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是_。A該圖說(shuō)明氫原子光譜是分立的B賴曼線系中從n2能級(jí)躍遷到基態(tài)放出的光子頻率最大C巴爾末線系中從n躍遷到n2能級(jí)放出的光子波長(zhǎng)最大D假設(shè)巴爾末系的某種光能使一金屬發(fā)

8、生光電效應(yīng)，那么賴曼系的都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)(2)原子物理中，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)互換的原子核稱為鏡像核。Li的鏡像核是_(鏡像核的元素符號(hào)可用X表示)；Li的比結(jié)合能是_。(設(shè)Li質(zhì)量為mLi，中子質(zhì)量為mn，質(zhì)子質(zhì)量為mp，真空中光速為c)(3)如圖，光滑水平桌面上，質(zhì)量為m的小球甲以速度v與質(zhì)量為2m的靜止小球乙發(fā)生對(duì)心正碰，碰后甲以速率反彈，碰撞時(shí)間為t，不計(jì)空氣阻力。求碰撞過(guò)程中甲、乙間的平均作用力大??；通過(guò)計(jì)算判斷該碰撞是否為彈性碰撞。解析：(1)能級(jí)圖說(shuō)明氫原子光譜是分立的，A項(xiàng)正確；賴曼線系中從n2能級(jí)躍遷到基態(tài)放出的光子能量最小，頻率最小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；巴爾末線系中從n躍遷到n2能

9、級(jí)放出的光子能量最大，頻率最大，波長(zhǎng)最小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光頻率大于極限頻率，頻率越大，越容易發(fā)生光電效應(yīng)，D項(xiàng)正確。(2)根據(jù)題意，鏡像核是質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)互換，所以Li的鏡像核是X(或Be)。寫出核反響方程4n3HLi，所以質(zhì)量虧損為4mn3mpmLi, Li的比結(jié)合能是(4mn3mpmLi)c2。(3)對(duì)甲，以向右為正方向，由動(dòng)量定理得：mmvFt，可得F負(fù)號(hào)說(shuō)明乙對(duì)甲的平均作用力方向向左，兩球間平均作用力大小是F。設(shè)碰后乙球速度為v1，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒：mvm2mv1，解得v1v碰前系統(tǒng)動(dòng)能E1mv2，碰后系統(tǒng)動(dòng)能E2m22m2mv2說(shuō)明該碰撞為彈性碰撞。答案：(1)A

10、D(2)X(或Be)(4mn3mpmLi)c2 (3)該碰撞為彈性碰撞5(1)關(guān)于核反響UnSr Xexn，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_。Ax10B質(zhì)量數(shù)不守恒C向外釋放能量 D這是U的衰變(2)在如下圖裝置中，陰極K在光子動(dòng)量為p0的單色光1的照射下發(fā)生了光電效應(yīng)，調(diào)節(jié)滑片P至某一位置，使電流表的示數(shù)恰好為零；在保持上述滑片P的位置不變的情況下，改用光子動(dòng)量為0.5p0的單色光2照射陰極K，那么電流表的示數(shù)將_(選填“為0”或“不為0”)，單色光1、2的波長(zhǎng)之比為_。(3)在如下圖足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，有質(zhì)量分別為3 kg和1 kg的甲、乙兩滑塊，將僅與甲拴接的輕彈簧壓緊后處于靜止?fàn)顟B(tài)，乙的右側(cè)有

11、一擋板P?，F(xiàn)將兩滑塊由靜止釋放，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，甲的速度大小為2 m/s, 此時(shí)乙尚未與P相撞。求彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)乙的速度大小；假設(shè)乙與擋板P碰撞反彈后，不能再與彈簧發(fā)生碰撞。求擋板P對(duì)乙的沖量的最大值。解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知，x23519013610，故A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；核反響UnSrXexn屬于裂變，裂變時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，向外釋放能量，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)分析可知單色光2的頻率比單色光1的頻率小，結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0，用單色光2照射時(shí)電子的初動(dòng)能Ek減小，所以電子仍不能到達(dá)A極板，故電流表的示數(shù)將仍為零。由光子的動(dòng)量公式p，可知波長(zhǎng)和動(dòng)量p成反比，所以。(3)由動(dòng)量守恒定律得0m甲v甲m乙v乙代入數(shù)據(jù)解得v乙6 m/s，即乙的速度大小為6 m/s，方向與甲相反。假設(shè)乙與擋板P碰撞反彈后，不能再與彈簧發(fā)生碰撞，那么乙與擋板碰后最大速度為v乙2 m/s，由動(dòng)量定理得擋板對(duì)乙的沖量Ipm乙v乙(m乙v乙)8 Ns即擋板對(duì)乙球的沖量最大值為8 Ns。答案：(1)AC(2)為0 12 (3)6 m/s8 Ns- 5 -