高考復(fù)習(xí)指導(dǎo)高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題十六 動(dòng)量守恒定律和原子物理限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練.docVIP

專題十六 動(dòng)量守恒定律和原子物理限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練單獨(dú)成冊(cè)(時(shí)間：45分鐘)1(2015高考山東卷)(1)(多選)14c發(fā)生放射性衰變成為14n，半衰期約5 700年已知植物存活期間，其體內(nèi)14c與12c的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14c的比例持續(xù)減小現(xiàn)通過測(cè)量得知，某古木樣品中14c的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一下列說法正確的是_a該古木的年代距今約5 700年b12c、13c、14c具有相同的中子數(shù)c14c衰變?yōu)?4n的過程中放出射線d增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14c的衰變(2)如圖，三個(gè)質(zhì)量相同的滑塊a、b、c，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上現(xiàn)給滑塊a向右的初速度v0，一段時(shí)間后a與b發(fā)生碰撞，碰后a、b分別以v0、v0的速度向右運(yùn)動(dòng)，b再與c發(fā)生碰撞，碰后b、c粘在一起向右運(yùn)動(dòng)滑塊a、b與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值兩次碰撞時(shí)間均極短求b、c碰后瞬間共同速度的大小解析：(1)古木樣品中14c的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約5 700年，選項(xiàng)a正確同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤.14c的衰變方程為cne，所以此衰變過程放出射線，選項(xiàng)c正確放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關(guān)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，選項(xiàng)d錯(cuò)誤(2)設(shè)滑塊質(zhì)量為m，a與b碰撞前a的速度為va，由題意知，碰撞后a的速度vav0，b的速度vbv0，由動(dòng)量守恒定律得mvamvamvb設(shè)碰撞前a克服軌道阻力所做的功為wa，由功能關(guān)系得wamvmv設(shè)b與c碰撞前b的速度為vb，b克服軌道阻力所做的功為wb，由功能關(guān)系得wbmvmvb2據(jù)題意可知wawb設(shè)b、c碰撞后瞬間共同速度的大小為v，由動(dòng)量守恒定律得mvb2mv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vv0答案：(1)ac(2)v02.(1)氫原子的能級(jí)如圖所示有一群處于n4能級(jí)的氫原子，若原子從n4向n2躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則：這群氫原子發(fā)出的光中共有_種頻率的光能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)；從n4向n1躍遷時(shí)發(fā)出的光照射該金屬，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_ev.(2)如圖所示，質(zhì)量為2m的小滑塊p和質(zhì)量為m的小滑塊q都可看做質(zhì)點(diǎn)，與輕質(zhì)彈簧相連的q靜止在光滑水平面上p以某一初速度v向q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，求：彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，p、q的速度大小；彈簧的最大彈性勢(shì)能解析：(1)n4向n2躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，e4e22.55 ev，所以該金屬逸出功w02.55 ev.氫原子躍遷時(shí)，共發(fā)出6種頻率的光，光子能量分別為e2e110.2 ev，e3e112.09 ev，e4e112.75 ev，e4e30.66 ev，e4e22.55 ev，e3e21.89 ev，其中大于或等于2.55 ev的有4種n4向n1躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量為12.75 ev，根據(jù)光電效應(yīng)方程hekw0，可得ek10.2 ev.(2)當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，p、q速度相等，設(shè)為v1，由動(dòng)量守恒定律：2mv0(2mm)v1解得：v1v設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為em，由能量守恒定律得：2mv2(2mm)vem解得：emmv2答案：(1)410.2(2)vmv23(2015山東濰坊質(zhì)檢)(1)(多選)下列說法正確的是()a玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律b原子核發(fā)生衰變時(shí)，新核與粒子的總質(zhì)量等于原來的原子核的質(zhì)量c氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)氫原子的能量減少d在原子核中，比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固(2)如右圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖，對(duì)某金屬用紫外線照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)的過程中，電流表的示數(shù)不可能_(選填“減小”、“增大”)如果改用頻率略低的紫光照射，電流表_(選填“一定”、“可能”或“一定沒”)有示數(shù)(3)在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m、速度為v的a球，與質(zhì)量也為m的另一靜止的b球發(fā)生正碰，若它們發(fā)生的是彈性碰撞，碰撞后b球的速度是多少？若碰撞后結(jié)合在一起，共同速度是多少？解析：(1)因有質(zhì)量虧損，新核與粒子的總質(zhì)量小于原來的原子核的質(zhì)量，b錯(cuò)誤；在原子核中，比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，所以d錯(cuò)誤，故選項(xiàng)a、c正確(2)滑片向右滑動(dòng)，a、k間的正向電壓增大，到達(dá)a上電子的個(gè)數(shù)增多或不變，所以電流增大或不變，不可能減??；因不確定金屬的截止頻率與紫光頻率的大小關(guān)系，故紫光照射，可能會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，所以電流表可能有示數(shù)(3)設(shè)a、b球碰后的速度分別為v1、v2，根據(jù)動(dòng)量守恒mvmv1mv2，因是彈性碰撞，故mv2mvmv，聯(lián)立解得v10，v2v；若碰撞后結(jié)合在一起，mv2mv，vv.答案：(1)ac(2)減小可能(3)vv4(2015陜西西工大附中四模)(1)(多選)下列說法正確的是_a普朗克在研究黑體輻射問題時(shí)提出了能量子假說b大量的氫原子從n3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)只會(huì)輻射兩種不同頻率的光c發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的光強(qiáng)一定，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少d比結(jié)合能小的原子核分解為比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定釋放核能e運(yùn)動(dòng)的宏觀物體也具有波動(dòng)性，其速度越大，物質(zhì)波的波長(zhǎng)越大(2)如圖，質(zhì)量均為m，可視為質(zhì)點(diǎn)的a、b兩物體緊挨著靜止在水平面上的o點(diǎn)，左邊有豎直墻壁m，右邊在n點(diǎn)與光滑的、半徑為r的圓弧槽相連，mor，on3r.a物體與水平面間的摩擦力忽略不計(jì)，b物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，現(xiàn)讓a物體以初速度v0向左開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)a與豎直墻壁、a與b均發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞，要使b物體第一次被a碰撞后，恰能上升至圓弧槽最高點(diǎn)p點(diǎn)，已知重力加速度為g，求：a物體的初速度v0；b物體最終停在何處？解析：(1)能量子假說是普朗克在研究黑體輻射問題時(shí)提出的，a正確；由n知，b錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的光強(qiáng)一定，頻率越高，單個(gè)光子的能量越大，光子數(shù)越少，故單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越少，c正確；比結(jié)合能小的原子核分解為比結(jié)合能大的原子核時(shí)有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知，一定釋放核能，d正確；德布羅意指出，運(yùn)動(dòng)的宏觀物體也具有波動(dòng)性，根據(jù)hp知，其速度越大，動(dòng)量p越大，則物質(zhì)波的波長(zhǎng)越小，e錯(cuò)誤(2)因a、b相互作用時(shí)無機(jī)械能損失mvmvmv碰撞時(shí)動(dòng)量也守恒，則mv0mv1mv2解得v2v0即a、b一定是在o點(diǎn)進(jìn)行碰撞且速度互換要使b物體恰能上升至圓弧最高點(diǎn)p點(diǎn)，求a物體的初速度，即是求b物體在o點(diǎn)向右出發(fā)的速度對(duì)b物體從o點(diǎn)至p點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：mg3rmgr0mv解得v0設(shè)b物體在返回過程中在on間運(yùn)動(dòng)的路程為s從p點(diǎn)開始，對(duì)b物體用動(dòng)能定理：mgrmgs00解得s2r故b物體最終停在n點(diǎn)左側(cè)2r處答案：(1)acd(2)n點(diǎn)左側(cè)2r處5(2015江西高三二模)(1)約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素p衰變成si的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是_，p是p的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)，1 mg p隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)估算4 mg的p經(jīng)_天的衰變后還剩0.25 mg.(2)如圖所示，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊a、b、c，b的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì))設(shè)a以速度v0朝b運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧；當(dāng)a、b速度相等時(shí)，b與c恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)假設(shè)b和c碰撞過程時(shí)間極短求從a開始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過程中，整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能；彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能解析：(1)根據(jù)題意p的衰變方程為：psie，即這種粒子為正電子題圖中p縱坐標(biāo)表示剩余的質(zhì)量，設(shè)經(jīng)過t天4 mg的p還剩0.25 mg，也就是1 mg中還剩 mg，由題圖估讀出此時(shí)對(duì)應(yīng)天數(shù)為56天(5458天均算對(duì))(2)從a壓縮彈簧到a與b具有相同速度v1時(shí)，對(duì)a、b與彈簧組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得：mv02mv1此時(shí)b與c發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰撞后瞬時(shí)速度為v2，損失的機(jī)械能為e，對(duì)b、c組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得：mv12mv2mve(2m)v聯(lián)立解得：emv因v2v1，a將繼續(xù)壓縮彈簧，直至a、b、c三者速度相同，設(shè)此速度為v3，此時(shí)彈簧被壓縮至最短，其彈性勢(shì)能為ep，由動(dòng)量守恒和能量守恒得：mv03mv3mve(3m)vep聯(lián)立解得：epmv答案：(1)正電子56(5458天均對(duì))(2)mvmv6(1)下列說法正確的是()a具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子互稱同位素b某原子核經(jīng)過一次衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少4個(gè)c.pu與u的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)和不同的核子數(shù)d進(jìn)行光譜分析時(shí)既可以用連續(xù)光譜，也可以用線狀光譜(2)如圖所示，質(zhì)量為m210 kg的滑塊靜止于光滑水平面上，一小球m15 kg，以v110 m/s的速度與滑塊相碰后以2 m/s的速率被彈回碰撞前兩物體的總動(dòng)能為_j，碰撞后兩物體的總動(dòng)能為_j，說明這次碰撞是_(選填“彈性碰撞”或“非彈性碰撞”)(3)氫原子的能級(jí)如圖所示，求：當(dāng)氫原子從n4向n2的能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，則該金屬的逸出功為多少？現(xiàn)有一群處于n4的能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有多少種？解析：(1)同位素的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，a正確；某原子核經(jīng)過一次衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少2個(gè)，b錯(cuò)誤；pu和u的核內(nèi)具有相同的核子數(shù)和不同的中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)，c錯(cuò)誤；進(jìn)行光譜分析時(shí)只能用線狀光譜，不能用連續(xù)光譜，d錯(cuò)誤(2)碰撞前總動(dòng)能為m1v250 j，碰