2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題7 選修部分 第3講（選修3-5）動(dòng)量守恒和原子結(jié)構(gòu)、原子核課時(shí)作業(yè)集訓(xùn)

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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題7 選修部分 第3講（選修3-5）動(dòng)量守恒和原子結(jié)構(gòu)、原子核課時(shí)作業(yè)集訓(xùn) 1．(1)(5分)下列說(shuō)法正確的是________． A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu) B．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的裂變反應(yīng) C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng) D．將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變 E．康普頓效應(yīng)揭示了光的粒子性的一面 (2)(10分)如圖所示，質(zhì)量為3m的木塊靜止放置在光滑水平面上，質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0水平向右射入木塊，穿出木塊時(shí)速度變?yōu)関0

2、，已知木塊的長(zhǎng)為L(zhǎng)，設(shè)子彈在木塊中的阻力恒定．試求： ①子彈穿出木塊后，木塊的速度大小v； ②子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t. 解析：　(2)①子彈與木塊相互作用過(guò)程，滿足動(dòng)量守恒定律：mv0＝mv0＋3mv 解得：v＝ ②對(duì)系統(tǒng)：FfL＝mv－m2－3mv2 解得：Ff＝ 對(duì)木塊：Fft＝3mv 解得：t＝. 答案：　(1)CDE　(2)①?、? 2.(1)(5分)如圖所示，現(xiàn)有大量氫原子從n＝4的能級(jí)發(fā)生躍遷，并發(fā)射光子照射一個(gè)鈉光電管，其逸出功為2.29 eV，以下說(shuō)法正確的是________． A．氫原子只能發(fā)出6種不同頻率的光 B．能夠讓鈉光電管發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的

3、有4種光子 C．為了增加鈉光電管的光電流強(qiáng)度，可增加入射光的頻率 D．光電管發(fā)出的光電子與原子核發(fā)生β衰變時(shí)飛出的電子都是來(lái)源于原子核內(nèi)部 E．鈉光電管發(fā)出的光電子最多能夠讓氫原子從n＝1的能級(jí)躍遷到n＝4的能級(jí) (2)(10分)如圖所示，質(zhì)量為m的有孔物體A套在固定的光滑水平桿上，在A的下面用細(xì)繩掛一質(zhì)量為M的物體B，若A固定不動(dòng)，給B一個(gè)水平?jīng)_量I，B恰能上升到使繩水平的位置；當(dāng)A不固定時(shí)，要B物體上升到使繩水平的位置，則給它的水平瞬時(shí)沖量應(yīng)為多大？ 解析：　(2)若A固定：I＝Mv Mv2＝MgL 聯(lián)立解得：I＝M 若A不固定：I′＝Mv1 Mv1＝(m＋M)v2

4、 Mv＝MgL＋(m＋M)v 聯(lián)立解得：v1＝ I′＝Mv1＝I 答案：　(1)ABE　(2)I 3．(1)(5分)下列說(shuō)法正確的是________． A．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．玻爾在研究原子結(jié)構(gòu)中引進(jìn)了量子化的觀念，并指出氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)要吸收光子 C．查德威克首先發(fā)現(xiàn)了中子 D．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小 E．鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和10次β衰變 (2)(10分)如圖所示，木板A和有光滑圓弧面的滑塊B靜止在光滑水平面上，A的上表面與圓弧的最低點(diǎn)相切，A的左端有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小鐵

5、塊C.現(xiàn)突然給C一水平向右的初速度，C經(jīng)過(guò)A的右端時(shí)速度變?yōu)槌跛俣鹊囊话耄蠡紹上并剛好能到達(dá)圓弧的最高點(diǎn)．圓弧的半徑為R，若A、B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g.求C的初速度． 解析：　(2)先以A、B、C為系統(tǒng)，水平方向不受外力，所以動(dòng)量守恒，則 mv0＝m＋2mv1，得v1＝ C到B上后，B與A脫離，以B、C為系統(tǒng)，水平方向依然動(dòng)量守恒，則 m＋m＝2mv2，解得v2＝v0 由機(jī)械能守恒得： m2＋m2＝×2mv＋mgR 由以上各式得：v0＝8 答案：　(1)ABC　(2)8 4．(1)(5分)下列說(shuō)法正確的是________． A．Th核發(fā)生一次α衰變時(shí)，

6、新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4 B．太陽(yáng)輻射的能量最主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng) C．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小 D．用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離 E．光電管是基于光電效應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器件，可使光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) (2)(10分)如圖所示，兩塊長(zhǎng)度均為d＝0.2 m的木塊A、B，緊靠著放在光滑水平面上，其質(zhì)量均為M＝0.9 kg.一顆質(zhì)量為m＝0.02 kg的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)重力)以速度v0＝500 m/s水平向右射入木塊A，當(dāng)子彈恰水平穿出A時(shí)，測(cè)得木塊的速度為v＝2 m/s，子彈最終停留在木塊B中．求： ①子彈離開(kāi)木塊A時(shí)的速

7、度大小及子彈在木塊A中所受的阻力大?。? ②子彈穿出A后進(jìn)入B的過(guò)程中，子彈與B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能． 解析：　(2)①設(shè)子彈離開(kāi)A時(shí)速度為v1，對(duì)子彈和A、B整體，有： mv0＝mv1＋2Mv Fd＝mv－mv－×2Mv2 聯(lián)立解得：v1＝320 m/s，F(xiàn)＝7 362 N ②子彈在B中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，最后二者共速，速度設(shè)為v2，對(duì)子彈和B整體，有 mv1＋Mv＝(m＋M)v2 解得：v2＝ m/s≈8.9 m/s ΔE＝mv－(m＋M)v＝987 J 答案：　(1)BDE　(2)①7 362 N　②987 J 5．(1)(5分)下列關(guān)于原子和原子核的說(shuō)法正確的是_____

8、___． A．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 B.U(鈾)衰變?yōu)镻a(鏷)要經(jīng)過(guò)1次α衰變和1次β衰變 C．質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量虧損并釋放能量 D．β射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流 E．放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間 (2)(10分)如圖所示，光滑水平面上靜放有兩個(gè)滑塊A和B，其質(zhì)量分別為mA＝6 kg和mB＝3 kg，滑塊A和B間用細(xì)線相連，中間有一壓縮的輕質(zhì)彈簧(彈簧和A相連，和B不相連)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep＝36 J，現(xiàn)剪斷細(xì)線，滑塊B和墻壁發(fā)生彈性碰撞(無(wú)機(jī)械

9、能損失)后再次壓縮彈簧．求彈簧再次壓縮最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能． 解析：　(2)滑塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)在滑塊被彈開(kāi)過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，規(guī)定水平向左為正方向，則有： 0＝mAvA＋mB(－vB) Ep＝mAv＋mBv 解得：vA＝2 m/s　vB＝4 m/s 滑塊B與墻壁發(fā)生彈性碰撞后，速度大小不變，方向變?yōu)樗较蜃?，和滑塊A壓縮彈簧至最短時(shí)兩滑塊速度相等，由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律可得： mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v 解得：v＝ m/s Ep′＝Ep－(mA＋mB)v2＝4 J 答案：　(1)BCE　(2)4 J 6．(5分)(1)如圖甲所示是用光照

10、射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4.27，與縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0.5)，圖乙是氫原子的能級(jí)圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該金屬的極限頻率為4.27×1014 Hz B．根據(jù)該圖線能求出普朗克常量 C．該金屬的逸出功為0.5 eV D．用n＝3能級(jí)的氫原子躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) E．用頻率ν＝5.5×1014 Hz的光照射該金屬時(shí)，該金屬發(fā)出的光電子去激發(fā)處于n＝2能級(jí)的氫原子，可能使氫原子躍遷到n＝3能級(jí) (2)(10分)如圖所示，有一個(gè)固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形等高軌道，兩個(gè)小

11、球A、B質(zhì)量分別為m、3m.B球靜止在軌道最低點(diǎn)，A球從軌道左邊某高處由靜止釋放，與B球在最低點(diǎn)發(fā)生彈性正碰，碰撞后A球被反向彈回，且A、B球能達(dá)到的最大高度均為R，重力加速度為g.求： ①小球A開(kāi)始釋放的位置離軌道最低點(diǎn)的高度； ②第二次碰撞后A球的速度． 解析：　(1)根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν圖象在橫軸上的截距等于該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率ν0，由圖甲知該金屬的極限頻率ν0＝4.27×1014 Hz，該金屬的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014 J＝2.83×10－19 J＝1.77 eV，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方

12、程Ek＝hν－W0可知圖線的斜率表示普朗克常量，根據(jù)該圖線可求出普朗克常量，選項(xiàng)B正確；氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子所具有的能量E＝1.89 eV，這個(gè)能量大于該金屬的逸出功W0＝1.77 eV，選項(xiàng)D正確；用頻率ν＝5.5×1014 Hz的光照射該金屬時(shí)，該金屬發(fā)生光電效應(yīng)釋放出來(lái)的光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝0.5 eV，用該金屬發(fā)出的光電子去激發(fā)處于n＝2能級(jí)的氫原子，不能使氫原子躍遷到n＝3能級(jí)，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． (2)①設(shè)A球開(kāi)始釋放的位置離軌道最低點(diǎn)的高度為h，兩球在最低點(diǎn)發(fā)生彈性正碰，動(dòng)量守恒，則 mgh＝mv mg×R＝mv 3mg×R＝×3mv mvA＝3mvB′－mvA′ 解得：h＝R 因此，A球開(kāi)始釋放位置在軌道上與圓心等高的位置． ②第二次碰撞過(guò)程3m －m ＝mv1＋3mv2 mgh＝mv＋×3mv 解得v1＝，方向水平向左 答案：　(1)ABD　(2)①R?、凇》较蛩较蜃?