2015高考物理 動(dòng)量守恒 原子物理沖關(guān)訓(xùn)練（含解析）

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1、動(dòng)量守恒 原子物理 一、選擇題 1．(2013·3月北京市懷柔區(qū)適應(yīng)性訓(xùn)練)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．陰極射線來(lái)源于原子核 B．普朗克為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說(shuō) C．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D．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)太短 【解析】　陰極射線來(lái)源于原子核外的電子躍遷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．愛(ài)因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說(shuō)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)C正確．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)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　C

2、 2．(多選)(2013·廣東省十校聯(lián)考)圖9－10是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，由圖象可知： 圖9－10 A．該金屬的逸出功等于E B．該金屬的逸出功等于hν0 C．入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2 E D．入射光的頻率為ν0/2時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E/2 【解析】　根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，結(jié)合題給光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率v的關(guān)系圖象，該金屬的逸出功等于E，等于hν0，選項(xiàng)A、B正確．入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E，入射光的頻率為ν0/2時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)

3、誤． 【答案】　AB 3．(2013·河南名校質(zhì)檢)已知金屬鈣的逸出功為2.7 eV，氫原子的能級(jí)圖如圖9－11所示．一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能級(jí)狀態(tài)，則(　　) 圖9－11 A．氫原子可能輻射6種頻率的光子 B．氫原子可能輻射5種頻率的光子 C．有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng) D．有4種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng) 【解析】　因?yàn)橐蝗簹湓幽墚a(chǎn)生的光譜線種類為6種，而在這6種中，從4、3、2躍遷到1的發(fā)光能量都大于已知金屬鈣的逸出功2.7 eV，都能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)，而輻射的其他光子的能量都小于金屬鈣的逸出功2.7 eV，都不能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)，因此只有3

4、種．A、C正確． 【答案】　AC 4．(多選)(2013·遼寧省五校協(xié)作體模擬)質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M的小車上，小車靜止在水平地面上，車與地面摩擦不計(jì)．當(dāng)人從小車左端走到右端時(shí)， 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．人在車上行走的平均速度越大，則車在地面上運(yùn)動(dòng)的平均速度也越大 B．人在車上行走的平均速度越大，則車在地面上移動(dòng)的距離也越大 C．不管人以什么樣的平均速度行走，車在地面上移動(dòng)的距離相同 D．人在車上行走時(shí)，若人相對(duì)車突然停止，則車也立刻停止 【解析】　當(dāng)人從小車左端走到右端時(shí)，由動(dòng)量守恒定律，人在車上行走的平均速度越大，則車在地面上運(yùn)動(dòng)的平均速度也越大，但是車在地面上移動(dòng)的

5、距離只與人在車上移動(dòng)的位移有關(guān)，與人的平均速度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、C正確，B錯(cuò)誤．人在車上行走時(shí)，若人相對(duì)車突然停止，由動(dòng)量守恒定律，則車也立刻停止，選項(xiàng)D正確． 【答案】　ACD 5．(多選)(2013·山東省日照市一模)“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個(gè)核外電子，核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子(其質(zhì)量小于電子質(zhì)量且不帶電)．若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動(dòng)量可不計(jì))，則(　　) A．生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同 B．生成新核的核電荷數(shù)增加 C．生成的新核與衰變前的原子核互為同位素 D．生成的新核與中

6、微子的動(dòng)量大小相等 【解析】　一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同，生成新核的核電荷數(shù)減小，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤．根據(jù)動(dòng)量守恒定律，生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等，選項(xiàng)D正確． 【答案】　AD 6．(多選)(2013·湖南省12校聯(lián)考)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是(　　) A．紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大 B．比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 C．重核的裂變過(guò)程質(zhì)量增大，輕核的聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損 D．根據(jù)玻爾理論，氫原子

7、的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小 【解析】　紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)B正確．重核的裂變過(guò)程有質(zhì)量虧損，輕核的聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)D正確． 【答案】　BD 二、非選擇題 7．(2013·長(zhǎng)沙模擬)(1)一氫原子從能量為E2的能級(jí)躍遷至能量為E1的

8、較低能級(jí)時(shí)釋放的光子的波長(zhǎng)為_(kāi)______________．(真空中光速為c，普朗克常量h) (2)盧瑟福用α粒子轟擊氮核時(shí)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．完成其核反應(yīng)方程：N＋He―→______________. 【解析】　(1)由玻爾假設(shè)可得hc/λ＝E2－E1，釋放的光子的波長(zhǎng)為λ＝. (2)由核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為N＋He―→O＋H. 【答案】　(1)　(2)O＋H 8．(1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn)． 圖9－12 請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成績(jī)： ①_________________________

9、__________________________________. ②___________________________________________________________. (2)在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，如圖9－12為三種射線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途．____________________________________________. (3)在氫原子光譜中，電子從較高能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)發(fā)出的譜線屬于巴耳末線系．若一群氫原子自發(fā)躍過(guò)時(shí)發(fā)出的譜線中只有2條屬于巴耳末線系，則

10、這群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)最多可發(fā)出________條不同頻率的譜線． 【解析】　(1)①盧瑟福：提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；②玻爾：首次把量子理論引入到原子結(jié)構(gòu)中，提出了軌道量子化和能量量子化的思想，進(jìn)一步發(fā)展了原子結(jié)構(gòu)理論，并成功解釋了氫光譜； (2)1為α射線，利用它的電離作用很強(qiáng)，可消除靜電.2為γ射線，利用它的穿透本領(lǐng)很強(qiáng)，可用于工業(yè)探傷.3為β射線，利用它的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，可用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上某些金屬板的厚度．(3)譜線中只有2條屬于巴耳末線系，說(shuō)明電子處于n＝4能級(jí)，則這群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)最多可發(fā)出C＝6條不同頻率的譜線． 【答案】　(1)見(jiàn)解析　(2)見(jiàn)解析　(3)6 9．如圖

11、9－13所示，質(zhì)量為2 kg的平板車B上表面水平，原來(lái)靜止在光滑水平面上，平板車一端靜止著一塊質(zhì)量為2 kg的物體A，一顆質(zhì)量為0.01 kg的子彈以600 m/s的速度水平瞬間射穿A后，速度變?yōu)?00 m/s，如果A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05，求： 圖9－13 (1)A的最大速度； (2)若A不會(huì)滑離B，B的最大速度是多少？ 【解析】　(1)子彈剛射穿A時(shí)，A的速度最大．對(duì)于子彈和物體A組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律，得m0v0＝mAvA，解得vA＝2.5 m/s. (2)A在B上滑動(dòng)時(shí)，A做減速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A、B速度相同時(shí)，B的速度最大，對(duì)于A、B系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定

12、律，得mAvA＝(mA＋mB)v，解得v＝1.25 m/s. 【答案】　(1)2.5 m/s　(2)1.25 m/s 10．2005年7月4日13時(shí)52分，美國(guó)宇航局“深度掩擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器“擊中”目標(biāo)——坦普爾1號(hào)彗星，這次撞擊只能使該彗星自身的運(yùn)行速度出現(xiàn)每秒0.000 1 mm的改變．探測(cè)器上所攜帶的總質(zhì)量達(dá)370 kg的彗星“撞擊器”將以每小時(shí)38 000 km的速度徑直撞向彗星的彗核部分，撞擊彗星后“撞擊器”融化消失． 問(wèn)：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算一下彗星的質(zhì)量是多少？(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】　以彗星和撞擊器組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)彗星的質(zhì)量為M，初速度為v01，撞擊器質(zhì)量m＝370 kg，速度v02＝38 000 km/h＝1.1×104 m/s，撞擊后速度為v 由動(dòng)量守恒定律得： Mv01－mv02＝(M＋m)v ① 由于M遠(yuǎn)大于m，所以，上式可以化為： Mv01－mv02＝Mv ② 解得：M＝ ③ 由題給信息知，撞擊后彗星的運(yùn)行速度改變了0.000 1 mm/s，即 v01－v＝1×10－7 m/s ④ 代入③式解得　M≈4×1013 kg ⑤ 【答案】　4×1013 kg