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2019-2020年高三物理二輪復習 第1部分 專題7 選修部分 第3講（選修3-5）動量守恒和原子結構、原子核課時作業(yè)集訓 1．(1)(5分)下列說法正確的是________． A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結構 B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的裂變反應 C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太長 D．將放射性元素摻雜到其他穩(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)以初速度v0水平向右射入木塊，穿出木塊時速度變?yōu)関0，已知木塊的長為L，設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子彈在木塊中運動的時間t. 解析：　(2)①子彈與木塊相互作用過程，滿足動量守恒定律：mv0＝mv0＋3mv 解得：v＝ ②對系統(tǒng)：FfL＝mv－m2－3mv2 解得：Ff＝ 對木塊：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的能級發(fā)生躍遷，并發(fā)射光子照射一個鈉光電管，其逸出功為2.29 eV，以下說法正確的是________． 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)生光電效應現(xiàn)象的有4種光子 C．為了增加鈉光電管的光電流強度，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衰變時飛出的電子都是來源于原子核內(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的能級躍遷到n＝4的能級 (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的下面用細繩掛一質(zhì)量為M的物體B，若A固定不動，給B一個水平?jīng)_量I，B恰能上升到使繩水平的位置；當A不固定時，要B物體上升到使繩水平的位置，則給它的水平瞬時沖量應為多大？ 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 Mv＝MgL＋(m＋M)v 聯(lián)立解得：v1＝ I′＝Mv1＝I 答案：　(1)ABE　(2)I 3．(1)(5分)下列說法正確的是________． A．盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型 B．玻爾在研究原子結構中引進了量子化的觀念，并指出氫原子從低能級躍遷到高能級要吸收光子 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)的過程中，要經(jīng)過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相切，A的左端有一可視為質(zhì)點的小鐵塊C.現(xiàn)突然給C一水平向右的初速度，C經(jīng)過A的右端時速度變?yōu)槌跛俣鹊囊话?，之后滑到B上并剛好能到達圓弧的最高點．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)，水平方向依然動量守恒，則 m＋m＝2mv2，解得v2＝v0 由機械能守恒得： m2＋m2＝2mv＋mgR 由以上各式得：v0＝8 答案：　(1)ABC　(2)8 4．(1)(5分)下列說法正確的是________． A．Th核發(fā)生一次α衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 B．太陽輻射的能量最主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應 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的光電轉換器件，可使光信號轉換成電信號 (2)(10分)如圖所示，兩塊長度均為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)點且不計重力)以速度v0＝500 m/s水平向右射入木塊A，當子彈恰水平穿出A時，測得木塊的速度為v＝2 m/s，子彈最終停留在木塊B中．求： ①子彈離開木塊A時的速度大小及子彈在木塊A中所受的阻力大??； ②子彈穿出A后進入B的過程中，子彈與B組成的系統(tǒng)損失的機械能． 解析：　(2)①設子彈離開A時速度為v1，對子彈和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中運動過程中，最后二者共速，速度設為v2，對子彈和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?、?87 J 5．(1)(5分)下列關于原子和原子核的說法正確的是________． A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，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1次α衰變和1次β衰變 C．質(zhì)子與中子結合成氘核的過程中發(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)生衰變所需要的時間 (2)(10分)如圖所示，光滑水平面上靜放有兩個滑塊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)，彈簧的彈性勢能為Ep＝36 J，現(xiàn)剪斷細線，滑塊B和墻壁發(fā)生彈性碰撞(無機械能損失)后再次壓縮彈簧．求彈簧再次壓縮最短時具有的彈性勢能． 解析：　(2)滑塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)在滑塊被彈開過程中滿足動量守恒和機械能守恒，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较蜃螅突瑝KA壓縮彈簧至最短時兩滑塊速度相等，由動量守恒和機械能守恒定律可得： 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射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點的橫坐標為4.27，與縱軸的交點的縱坐標為0.5)，圖乙是氫原子的能級圖，下列說法正確的是(　　) A．該金屬的極限頻率為4.271014 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能級的氫原子躍遷到n＝2能級時所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應 E．用頻率ν＝5.51014 Hz的光照射該金屬時，該金屬發(fā)出的光電子去激發(fā)處于n＝2能級的氫原子，可能使氫原子躍遷到n＝3能級 (2)(10分)如圖所示，有一個固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形等高軌道，兩個小球A、B質(zhì)量分別為m、3m.B球靜止在軌道最低點，A球從軌道左邊某高處由靜止釋放，與B球在最低點發(fā)生彈性正碰，碰撞后A球被反向彈回，且A、B球能達到的最大高度均為R，重力加速度為g.求： ①小球A開始釋放的位置離軌道最低點的高度； ②第二次碰撞后A球的速度． 解析：　(1)根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν圖象在橫軸上的截距等于該金屬發(fā)生光電效應的極限頻率ν0，由圖甲知該金屬的極限頻率ν0＝4.271014 Hz，該金屬的逸出功W0＝hν0＝6.6310－344.271014 J＝2.8310－19 J＝1.77 eV，選項A正確，C錯誤；根據(jù)光電效應方程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B正確；氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光子所具有的能量E＝1.89 eV，這個能量大于該金屬的逸出功W0＝1.77 eV，選項D正確；用頻率ν＝5.51014 Hz的光照射該金屬時，該金屬發(fā)生光電效應釋放出來的光電子的最大初動能為Ek＝0.5 eV，用該金屬發(fā)出的光電子去激發(fā)處于n＝2能級的氫原子，不能使氫原子躍遷到n＝3能級，選項E錯誤． (2)①設A球開始釋放的位置離軌道最低點的高度為h，兩球在最低點發(fā)生彈性正碰，動量守恒，則 mgh＝mv mgR＝mv 3mgR＝3mv mvA＝3mvB′－mvA′ 解得：h＝R 因此，A球開始釋放位置在軌道上與圓心等高的位置． ②第二次碰撞過程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?