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1、1训练训练 1414动量守恒定律、原子结构和原子核中常考的动量守恒定律、原子结构和原子核中常考的 3 3 个问题个问题1(2012浙江自选，14)一个静止的钚核23994Pu 自发衰变成一个铀核23592U 和另一个原子核 X，并释放出一定的能量其核衰变方程为：23994Pu23592UX.(1)方程中的“X”核符号为_；(2)钚核的质量为 239.052 2 u，铀核的质量为 235.043 9 u，X 核的质量为 4.002 6 u，已知 1 u 相当于 931 MeV，则该衰变过程放出的能量是_MeV；(3)假设钚核衰变释放的能量全部转变为铀核和 X 核的动能，则 X 核与轴核的动能之比
2、是_2(1)图 1412 中甲、乙两幅图是氢原子的能级图，图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向，_(填“甲”或“乙”)图中电子在跃迁时吸收光子；在光电效应实验中，有两个学生分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系，得出的图象分别如丙、丁两幅图象所示、能正确表示光电流与电压关系的是_(填“丙”或“丁”)图图 1412(2)以下说法中正确的是()A光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应揭示了光的波动性B原子核的质量等于组成它的核子的质量之和C衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的D高速运动的质子、中子和电子都具有波动性(3)两个质量相等的物体，向同一方向运动，速度分别
3、为v13 m/s，v22 m/s，它们发生对心碰撞后，速度分别为v1和v2.若v12 m/s，则v2_m/s.在各种可能碰撞中，v1的最大值为_m/s.3(1)下列说法中正确的是()A用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B粒子散射实验中极少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C核反应方程：94Be42He126CX 中的 X 为质子2D.146C 的半衰期为 5 730 年，若测得一古生物遗骸中的146C 含量只有活体中的18，则此遗骸距今约有 21 480 年(2)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆
4、炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为m2.求爆炸后系统增加的机械能4(2012郑州市质量检测)(1)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图 1413 中的、所示下列判断正确的是_图 1413A与不一定平行B乙金属的极限频率大C图象纵轴截距由入射光强度决定D、的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系(2)如图 1414 所示，一轻质弹簧两端连接着物体A和物体B，放在光滑的水平面上，水平速度为v0的子弹射中物体A并嵌在其中，已知物体B的质量为mB，物体A的质量是物体B的质量的34，子弹的质量是物体B的质量的14，求弹簧被压缩到最短时的弹性势能图 1414
5、5(1)下列说法中正确的是_A一群氢原子处在n4 的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，辐射的光谱线条数为 4 条B原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下而发生的C衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的3D放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化(2)质量为m的物体A，以一定的速度v沿光滑的水平面运动，跟迎面而来速度大小为12v的物体B相碰撞，碰后两个物体结合在一起沿碰前A的方向运动，且它们的共同速度大小为13v.求B物体的质量和碰撞过程中损失的机械能6(1)下列说法正确的是()A最近发生事故的福岛核电站利用的是轻核聚变的原理发电的B用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金
6、属产生的光电子的初动、能要大C波粒二象性中的波动性是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是不同的D欲使处于基态的氢原子电离，可以用动能为 13.7 eV 的电子去碰撞(2)如图 1415 所示，C是放在光滑的水平面上的一块木板，木板的质量为 3m，在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B，它们与木板间的动摩擦因数均为.最初木板静止，A、B两木块同时以方向水平向右的初速度v0和 2v0在木板上滑动，木板足够长，A、B始终未滑离木板求：木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中，木块B所发生的位移图 14157(2012济南市高考模拟)(1)太阳内部有多种热核反应
7、，其中的一个反应方程是：21H31H42HeX.若已知21H 的质量为m1；31H 的质量为m2，42He 的质量为m3，X 的质量为m4，则下列说法中正确的是()AX 是中子B.21H 和31H 在常温下就能够发生聚变C这个反应释放的核能为E(m1m2m3m4)c2D我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的(2)如图 1416 所示，质量为mB2 kg 的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为mA2 kg 的物体A，一颗质量为m00.01 kg 的子弹以v0600 m/s 的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v100 m/s，已知A，B之间的动摩
8、擦因数不为零，且A和B最终达到相对静止求：4图 1416物体A的最大速度vA的大小；平板车B的最大速度vB的大小8(1)下列说法正确的是_A卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型B根据玻尔理论可知，当氢原子从n4 的状态跃迁到n2 的状态时，发射出光子C衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关(2)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.31H21H42He10n 是核聚变反应B.31H21H42He10n 是衰变C.23592U10n1
9、4456Ba8936Kr310n 是核裂变反应D.23592U10n14054Xe9438Sr210n 是衰变(3)如图 1417 所示，滑块A、B静止在水平气垫导轨上，两滑块间紧压一轻弹簧，滑块用细线连接，细线烧断后，轻弹簧掉落，两个滑块向相反方向运动 现拍得一组频闪照片 已知滑块A的质量为 100 g，求：滑块B的质量图 1417参考答案参考答案1解析(1)根据质量数、电荷数守恒，得 X 核的质量数为 2392354，核电核数为 94922，故“X”核为氦核，符号为42He.(2)钚核衰变过程中的质量亏损m239.052 2 u235.042 9 u4.002 6 u0.005 7 u，根
10、据爱因斯坦质能方程，得出衰变过程中放出的能量E0.005 7931 MeV5.31 MeV.5(3)钚核衰变成铀核和 X 核，根据动量守恒定律，两者动量大小相等，根据Ek12mv2p22m，得 X 核和铀核的动能之比EkmEkMMm58.7.答案(1)42He(2)5.31(3)58.72(1)乙丁(2)CD(3)32.53解析(2)爆炸后一块弹片沿原轨道返回，则该弹片速度大小为v，方向与原方向相反，设另一块爆炸后瞬时速度大小为v1，则爆炸过程中动量守恒，有mvm2vm2v1，解得v13v.爆炸过程中重力势能没有改变，爆炸前系统总动能Ek12mv2，爆炸后系统总动能Ek12m2v212m2(3
11、v)22.5mv2，系统增加的机械能E2mv2.答案(1)B(2)2mv24解析(1)由爱因斯坦光电效应方程可知EkhW0，可知最大初动能与入射光频率间的函数关系斜率h是定值，与入射光和金属材料均无关系，因此图线平行，选项 A 错误，D 正确；由图象横轴截距可知乙金属的极限频率大，选项 B 正确；图象纵轴截距数值等于W0，是由金属决定的，选项 C 错误；因此答案选 B、D.(2)子弹射入物体A的过程中，由动量守恒定律得：mB4v0mB43mB4v1，从子弹射入物体A到弹簧压缩到最短，由动量守恒定律得：mB43mB4v1mB43mB4mBv2，由机械能守恒定律得：12mB43mB4v2112mB
12、43mB4mBv22Ep由以上各式联立解得Ep164mBv20.答案(1)BD(2)164mBv205解析(1)一群氢原子处在n4 的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，辐射的光谱线条数为 3216 条，选项 A 错误；原子核的衰变是自发的，不是原子核在其他粒子的轰击下而发生的，选项 B 错误；衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，选项 C 正确；放射性元素的半衰期不随温度和压强的变化而变化，选项 D 错误6(2)由动量守恒定律得：mvmB12v(mmB)13v，解得mB4m5，由能量守恒定律可得，碰撞过程中损失的机械能，E12mv212mB12v212(mmB)13v212
13、mv2.答案(1)C(2)4m512mv26解析(1)目前的核电站都是利用的重核裂变发电的，因为受控热核反应目前还没有开始民用，选项 A 错误；不可见光还包括红外线，因此用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大，B 错误；波粒二象性中的波动性是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是不同的，选项C 正确；基态的氢原子的能量是13.6 eV，因此欲使处于基态的氢原子电离，可以用动能为 13.7 eV 的电子去碰撞，D 正确(2)木块A先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动；木块B一直做匀减速直线运动；木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动，直到
14、A、B、C三者的速度相等为止，设三者速度相等时的速度为v1.对A、B、C三者组成的系统，由动量守恒定律得：mv02mv0(mm3m)v1对木块B运用动能定理，有：mgs12mv2112m(2v0)2解得：s91v2050g.答案(1)CD(2)91v2050g7解析(1)由核反应方程知 A 正确；聚变发生的条件是高温；B 错误；由质能方程知 C 正确；大亚湾核电站是利用重核裂变发电的，D 错误(2)子弹穿过物体A的过程中，对子弹和物体A，由动量守恒定律得：m0v0m0vmAvA解得：vA2.5 m/s对物体A和平板车B，由动量守恒定律得：mAvA(mAmB)vB解得：vB1.25 m/s.答案
15、(1)AC(2)2.5 m/s1.25 m/s8解析(1)衰变是放射性原子核放射电子(粒子)而转变为另一种核的过程，射线来源于原子核而不是核外电子所以 C 错，A、B、D 正确(2)衰变时释放出电子(01e)，衰变时释放出氦原子核(42He)，可知选项 B、D 错误；选项A 中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项 C7中一个 U 235 原子核吸收一个中子，生成一个 Ba 原子核和一个 Kr 原子核并释放出三个中子A、C 正确(3)由动量守恒定律有：mAvAmBvB0其中：vAsAt，vBsBt，由题图可知sA1.5sB代入数据可得滑块B的质量mB150 g答案(1)ABD(2)AC(3)150 g