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1、提能专训(十四)碰撞与动量守恒、近代物理初步1(2013开封模拟)下列说法正确的是()A光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损答案：AB解析：放射性元素的半衰期由原子核本身因素决定，与外部温度、压强等因素无关；原子核的质量小于组成它的核子的质量，C、D错误2在进行光电效应实验时，用黄光照射某金属表面时发生光电效应现象，并产生了光电流，则()A若增大黄光的照射强度，光电子的最大初动能将增大B若增大黄光的照射强度
2、，单位时间内出射的电子数目将增多C若改用红光照射该金属，一定能产生光电效应现象D若改用蓝光照射该金属，饱和光电流一定增大答案：B解析：由光电效应方程知光电子的最大初动能只决定于入射光的频率，与光的强度无关，则选项A错误；单位时间内出射的电子数目与光的强度有关，光照越强，饱和光电流越大，单位时间内出射的电子数目越多，选项B正确，D错误；若改用红光照射该金属，频率减小，能否发生光电效应现象结果未知，选项C错误3下列说法正确的是()A.NHCHe是衰变方程B.HeAlPn是衰变方程C.HHHe是核聚变反应方程D.UThHe是核裂变反应方程答案：C解析：放射性元素的原子核发出粒子，称之为衰变，A选项错
3、误；衰变为nHe，B选项错误；铀的裂变反应方程为UnBaKr3n，D选项错误；C选项正确4(2013广东卷)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是UnBaKr3n.下列说法正确的有()A上述裂变反应中伴随着中子放出B铀块体积对链式反应的发生无影响 C铀核的链式反应可人工控制D铀核的半衰期会受到环境温度的影响答案：AC解析：从铀核裂变方程可以看出，反应中伴随着中子放出，A项正确；铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，B项错误；通过控制中子数可以控制链式反应，C项正确；铀核的半衰期与物理、化学状态无关，因此不受环境影响，D项错误5(2013课标全国)关于原子核的结合能，下列说法正
4、确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定E自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能答案：ABC解析：核子结合为原子核时释放的能量叫做原子核的结合能，则原子核分解为核子时需要的最小能量等于结合能，A项正确；重核衰变时，同时向外释放能量，因此衰变产物的结合能大于原来重核的结合能，B项正确；铅原子核中的核子数量多，结合能也就大，C项正确；比结合能越大，原子核越稳定，D项错误；核子组成原子核
5、时，质量亏损对应的能量等于原子核的结合能，E项错误6(2013唐山二模)下列说法中正确的是_A氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率B.Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与粒子的总质量C粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的D分别用紫光和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用紫光照射时光电子的最大初动能较大E法国物理学家德布罗意预言了实物粒子的波动性答案：DE解析：氢原子跃迁到n2以上的激发态，在向低能级跃迁时放出的光子有多种可能，A错误；发生衰变时有质量亏损，B错误；粒子散射实验只能说明原子具有核式
6、结构，C错误；紫光光子能量大，最大初动能较大，D正确；E正确选DE.72012年7月，媒体披露已故8年之久的巴勒斯坦领导人阿拉法特生前衣物被发现含有高剂量放射性物质钋，由此引发阿拉法特可能是中毒身亡的猜测放射性物质钋(Po)210，原子序数为84，半衰期为138天，是1898年居里夫妇在处理沥青铀矿时发现的下列说法正确的是()A钋(Po)210原子核内中子数与质子数之差是42B钋原子的核外电子数是126C此报道的猜测在理论上是成立的D此报道的猜测在理论上是不成立的E元素钋的衰变方程为PoPbHe答案：ADE解析：根据质子数中子数质量数得钋(Po)210原子核内中子数为21084126，所以中子
7、数与质子数之差是42，A正确；钋原子的核外电子数等于原子序数，B错误；因为元素钋的半衰期为138天，所以C错误，D正确；根据衰变规律，发生衰变必须满足电荷数守恒和质量数守恒，E正确8如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.623.11 eV，锌板的电子逸出功为3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B用能量为11.0 eV的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C处于n2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原
8、子电离E用波长为60 nm的伦琴射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子答案：BDE解析：氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光子能量大于锌板电子的逸出功3.34 eV，锌板能发生光电效应，选项A错误；n2能级的轨道能量3.4 eV，紫外线的最小能量为3.11 eV，则该氢原子只能吸收特定波段的紫外线，选项C错误9(2013云南省第一次高中毕业复习统一检测)(1)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV质子H轰击静止的锂核Li，生成两个动能为8.9 MeV的He核，上述核反应方程为_；若反应中产生的核能全部转化为He核的动能，该反应中产生的质量亏损为_u(1 u相当于
9、931 MeV，计算结果保留三位有效数字)(2)如图所示，弧形轨道与水平轨道平滑连接，小球B静止于水平轨道上，小球A从弧形轨道上距水平轨道高h处由静止开始下滑后与B发生弹性正碰，碰后小球A被弹回，在弧形轨道上上升能达到的最大高度为h/2，不计一切摩擦，求A、B的质量比.答案：(1)HLi2He1.86102(2)32解析：(1)根据质量数守恒、电荷数守恒可得方程式，注意要用箭头，不能用等号由能量守恒，E28.9 MeV0.5 MeV，m1.86102 u.(2)A沿斜轨道下滑过程机械能守恒mAghmAvA、B碰撞过程，动量守恒、机械能守恒mAv1mAvAmBvBmAvmAvmBvA返回斜轨道上
10、滑过程机械能守恒mAghmAv解得3210物理选修35(1)一个静止的钴核衰变成一个电子和另外一个新核X，并释放出一定的能量，其核衰变方程为CoXe，则新核X的中子数为_设该衰变过程中发出波长为1和2的两个光子，则这两个光子的总能量所对应的质量亏损为_(真空中的光速为c，普朗克常量为h)(2)如图所示，光滑水平轨道上有三个物块A、B、C，A的质量为3m，B的质量为2m，C的质量为m.先让A和C以大小为v0、方向相反的速度向B运动，A先与B发生碰撞，碰后分开；之后B又与C发生碰撞并与C粘在一起共同运动，此时三个物块运动的速度相同求：最终三个物块运动速度的大小；物块B与C碰撞过程中损失的机械能答案
11、：(1)32(2)见解析解析：(1)本题考查衰变方程、质量亏损根据核衰变时满足质量数和电荷数守恒，新核X的质量数为60，质子数为28，则X的中子数为32；由题意，mc2hh，解得m.(2)本题考查动量守恒定律的应用设最终三个小球运动速度的大小为v，根据动量守恒得3mv0mv0(3m2mm)v解得v小球A与小球B发生碰撞后，小球B的速度为v，由动量守恒定律得3mv03mv2mv小球B与C碰撞过程损失的机械能为E2mv2mv(2mm)v2解得Emv11(2013山西六校高三诊断考试)(1)如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4
12、.5 eV.现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，那么下列各图中，没有光电子到达金属网的是_(填入选项前的字母代号)，能够到达金属网的光电子的最大动能是_eV.(2)如图所示，在平静的水平面上有A、B两艘小船，A船的左侧是岸，在B船上站着一个人，人与B船的总质量是A船的10倍两船开始时都处于静止状态，当人把A船以相对于地面的速度v向左推出，A船到达岸边时岸上的人马上以原速率将A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出直到B船上的人不能再接到A船，试求B船上的人推船的次数答案：(1)AC1.8(2)6解析：(1)A选项中，入射光子的能量小于逸出功，没有光电子逸
13、出，C选项中，逸出的光电子最大初动能为1.3 eV，在反向电压影响下，不能到达对面极板；B项中逸出的光电子最大初动能为0.3 eV，到达金属网时最大动能为1.8 eV，D项中逸出的光电子最大初动能为2.3 eV，到达金属网时最大动能为0.8 eV.(2)取向右为正，B船上的人第一次推出A船时，由动量守恒定律得mBv1mAv0即v1v当A船向右返回后，B船上的人第二次将A推出，有mAvmBv1mAvmBv2即v2v1v设第n次推出A时，B的速度大小为vn，由动量守恒定律得mAvmBvn1mAvmBvn得vnvn1v，所以vn(2n1)v由vvn，得n5.5，取n6，即第6次推出A时，B船上的人就
14、不能再接到A船12(2012课标全国理综)(1)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为HHHeX，式中X是某种粒子已知H、H、He和粒子X的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u931.5 MeV.由上述反应方程和数据可知，粒子X是_，该反应释放出的能量为_MeV(结果保留3位有效数字)(2)如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60.忽略空气阻力，求：两球a、b的质量之比；两球在碰撞过程中损失
15、的机械能与球b在碰前的最大动能之比答案：(1)n(或中子)17.6(2)11解析：(1)根据质量数和电荷数守恒有X的电荷数为0，质量数为(234)1，可知X为中子；根据质能方程有Em931.5(2.014 13.016 14.002 61.008 7)MeV17.6 MeV.(2)(1)设球b的质量为m2，细线长为L，球b下落至最低点，但未与球a相碰时的速率为v，由机械能守恒定律得m2gLm2v2式中g是重力加速度的大小设球a的质量为m1；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v，以向左为正由动量守恒定律得m2v(m1m2)v设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为，由机械能守恒定律得(m1m2)v2(m1m2)gL(1cos )联立式得1代入题给数据得1(2)两球在碰撞过程中的机械能损失是Qm2gL(m1m2)gL(1cos )联立式，Q与碰前球b的最大动能Ek之比为1(1cos )联立式，并代入题给数据得18