高考復習指導高三物理二輪復習 專題十六 動量守恒定律和原子物理限時規(guī)范訓練.doc

專題十六 動量守恒定律和原子物理限時規(guī)范訓練單獨成冊(時間：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14c與12c的比例不變；生命活動結束后，14c的比例持續(xù)減小現(xiàn)通過測量得知，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增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14c的衰變(2)如圖，三個質量相同的滑塊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的速度向右運動，b再與c發(fā)生碰撞，碰后b、c粘在一起向右運動滑塊a、b與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值兩次碰撞時間均極短求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a正確同位素具有相同的質子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項b錯誤.14c的衰變方程為cne，所以此衰變過程放出射線，選項c正確放射性元素的半衰期與核內部自身因素有關，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關，選項d錯誤(2)設滑塊質量為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，由動量守恒定律得mvamvamvb設碰撞前a克服軌道阻力所做的功為wa，由功能關系得wamvmv設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，由功能關系得wbmvmvb2據(jù)題意可知wawb設b、c碰撞后瞬間共同速度的大小為v，由動量守恒定律得mvb2mv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vv0答案：(1)ac(2)v02.(1)氫原子的能級如圖所示有一群處于n4能級的氫原子，若原子從n4向n2躍遷時所發(fā)出的光正好使某種金屬產生光電效應，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生光電效應；從n4向n1躍遷時發(fā)出的光照射該金屬，所產生的光電子的最大初動能為_ev.(2)如圖所示，質量為2m的小滑塊p和質量為m的小滑塊q都可看做質點，與輕質彈簧相連的q靜止在光滑水平面上p以某一初速度v向q運動并與彈簧發(fā)生碰撞，求：彈簧的彈性勢能最大時，p、q的速度大??；彈簧的最大彈性勢能解析：(1)n4向n2躍遷時所發(fā)出的光正好使某種金屬產生光電效應，e4e22.55 ev，所以該金屬逸出功w02.55 ev.氫原子躍遷時，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躍遷時發(fā)出的光子能量為12.75 ev，根據(jù)光電效應方程hekw0，可得ek10.2 ev.(2)當彈簧的彈性勢能最大時，p、q速度相等，設為v1，由動量守恒定律：2mv0(2mm)v1解得：v1v設彈簧的最大彈性勢能為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驗規(guī)律b原子核發(fā)生衰變時，新核與粒子的總質量等于原來的原子核的質量c氫原子的核外電子由離原子核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時氫原子的能量減少d在原子核中，比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固(2)如右圖所示為研究光電效應的電路圖，對某金屬用紫外線照射時，電流表指針發(fā)生偏轉將滑動變阻器滑動片向右移動的過程中，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，一個質量為m、速度為v的a球，與質量也為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？若碰撞后結合在一起，共同速度是多少？解析：(1)因有質量虧損，新核與粒子的總質量小于原來的原子核的質量，b錯誤；在原子核中，比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固，所以d錯誤，故選項a、c正確(2)滑片向右滑動，a、k間的正向電壓增大，到達a上電子的個數(shù)增多或不變，所以電流增大或不變，不可能減小；因不確定金屬的截止頻率與紫光頻率的大小關系，故紫光照射，可能會發(fā)生光電效應，所以電流表可能有示數(shù)(3)設a、b球碰后的速度分別為v1、v2，根據(jù)動量守恒mvmv1mv2，因是彈性碰撞，故mv2mvmv，聯(lián)立解得v10，v2v；若碰撞后結合在一起，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提出了能量子假說b大量的氫原子從n3的能級向低能級躍遷時只會輻射兩種不同頻率的光c發(fā)生光電效應時，入射光的光強一定，頻率越高，單位時間內逸出的光電子數(shù)就越少d比結合能小的原子核分解為比結合能大的原子核時一定釋放核能e運動的宏觀物體也具有波動性，其速度越大，物質波的波長越大(2)如圖，質量均為m，可視為質點的a、b兩物體緊挨著靜止在水平面上的o點，左邊有豎直墻壁m，右邊在n點與光滑的、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，b物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，現(xiàn)讓a物體以初速度v0向左開始運動，設a與豎直墻壁、a與b均發(fā)生無機械能損失的碰撞，要使b物體第一次被a碰撞后，恰能上升至圓弧槽最高點p點，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提出的，a正確；由n知，b錯誤；發(fā)生光電效應時，入射光的光強一定，頻率越高，單個光子的能量越大，光子數(shù)越少，故單位時間內逸出的光電子數(shù)越少，c正確；比結合能小的原子核分解為比結合能大的原子核時有質量虧損，根據(jù)愛因斯坦質能方程知，一定釋放核能，d正確；德布羅意指出，運動的宏觀物體也具有波動性，根據(jù)hp知，其速度越大，動量p越大，則物質波的波長越小，e錯誤(2)因a、b相互作用時無機械能損失mvmvmv碰撞時動量也守恒，則mv0mv1mv2解得v2v0即a、b一定是在o點進行碰撞且速度互換要使b物體恰能上升至圓弧最高點p點，求a物體的初速度，即是求b物體在o點向右出發(fā)的速度對b物體從o點至p點，由動能定理得：mg3rmgr0mv解得v0設b物體在返回過程中在on間運動的路程為s從p點開始，對b物體用動能定理：mgrmgs00解得s2r故b物體最終停在n點左側2r處答案：(1)acd(2)n點左側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年的諾貝爾化學獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素p衰變成si的同時放出另一種粒子，這種粒子是_，p是p的同位素，被廣泛應用于生物示蹤技術，1 mg p隨時間衰變的關系如圖所示，請估算4 mg的p經_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質量均為m的物塊a、b、c，b的左側固定一輕彈簧(彈簧左側的擋板質量不計)設a以速度v0朝b運動，壓縮彈簧；當a、b速度相等時，b與c恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運動假設b和c碰撞過程時間極短求從a開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中，整個系統(tǒng)損失的機械能；彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能解析：(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縱坐標表示剩余的質量，設經過t天4 mg的p還剩0.25 mg，也就是1 mg中還剩 mg，由題圖估讀出此時對應天數(shù)為56天(5458天均算對)(2)從a壓縮彈簧到a與b具有相同速度v1時，對a、b與彈簧組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得：mv02mv1此時b與c發(fā)生完全非彈性碰撞，設碰撞后瞬時速度為v2，損失的機械能為e，對b、c組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得：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，設此速度為v3，此時彈簧被壓縮至最短，其彈性勢能為ep，由動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)(2)mvmv6(1)下列說法正確的是()a具有相同的質子數(shù)而中子數(shù)不同的原子互稱同位素b某原子核經過一次衰變后，核內質子數(shù)減少4個c.pu與u的核內具有相同的中子數(shù)和不同的核子數(shù)d進行光譜分析時既可以用連續(xù)光譜，也可以用線狀光譜(2)如圖所示，質量為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能為_j，碰撞后兩物體的總動能為_j，說明這次碰撞是_(選填“彈性碰撞”或“非彈性碰撞”)(3)氫原子的能級如圖所示，求：當氫原子從n4向n2的能級躍遷時，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功為多少？現(xiàn)有一群處于n4的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有多少種？解析：(1)同位素的質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，a正確；某原子核經過一次衰變后，核內質子數(shù)減少2個，b錯誤；pu和u的核內具有相同的核子數(shù)和不同的中子數(shù)和質子數(shù)，c錯誤；進行光譜分析時只能用線狀光譜，不能用連續(xù)光譜，d錯誤(2)碰撞前總動能為m1v250 j，碰