能量、动量和原子物理同步检测6.doc

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第一部分 专题二 第3讲

1．(2016·陕西质检二)(1)U是一种天然放射性元素，能发生一系列衰变，衰变过程如图所示．请写出①②两过程的衰变方程：

①__Bi→Po＋__0_－1e__；②__Bi→TI＋He__.
(2)如图所示，光滑水平面上有质量均为2m的木块A、B，A静止，B以速度水平向左运动，质量为m的子弹以水平向右的速度v0射入木块A，穿出A后，又射入木块B而未穿出，A、B最终以相同的速度向右运动．若B与A始终未相碰，求子弹穿出A时的速度．

解析：(1)由质量守恒和电荷数守恒可知，①②反应的方程式分别为Bi→Po＋e；Bi→TI＋He
(2)以子弹、木块A组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mv0＝2mvA＋mv
以子弹及木块A、B组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mv0－m×＝5mvA
解得v＝v0
答案：(2)v0
2．(2016·江西五校联考)(1)氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量．在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，已知氘核的比结合能是1.09 MeV；氚核的比结合能是2.78 MeV；氦核的比结合能是7.03 MeV.则氢核聚变的方程是__H＋H→He＋n__；一次氢核聚变释放出的能量是__17.6__MeV.
(2)如图所示，质量均为m的小车和木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m的小孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面运动的速度为v，木箱运动到右侧墙壁时与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后能被小孩接住，求：

①小孩接住箱子后共同速度的大小；
②若小孩接住箱子后再次以相对于冰面的速度v将木箱向右推出，木箱仍与竖直墙壁发生弹性碰撞，判断小孩能否再次接住木箱．
解析：(1)由核反应过程中，质量数守恒与电荷数守恒可得
H＋H→He＋n；
由能量守恒定律可知，该聚变释放出的能量为
ΔE＝E2－E1＝7.03×4 MeV－(2.78×3＋1.09×2) MeV＝17.6 MeV.
(2)①取向左为正方向，根据动量守恒定律
推出木箱的过程中0＝(m＋2m)v1－mv
接住木箱的过程中mv＋(m＋2m)v1＝(m＋m＋2m)v2
v2＝
②若小孩第二次将木箱推出，根据动量守恒定律
4mv2＝3mv3－mv，v3＝v.故无法再次接住木箱．
答案：(2)①　②无法再次接住木箱
3．(2016·江苏苏州调研)(1)下列说法中正确的是　B C　(填写选项前的字母)．
A．黑体辐射规律表明，当温度升高时，有的波长对应的辐射强度增强，有的波长对应的辐射强度减弱
B．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能增大
C．Th经过6次α衰变和4次β衰变后，成为原子核Pb
D．用绿光或紫光照射某金属发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能可能相等
(2)已知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核(C)的质量为m3，则碳核(C)的结合能为__(6m1＋6m2－m3)c2__，比结合能为　　(6m1＋6m2－m3)c2　.
(3)如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为m＝1 kg的相同小球A、B、C．现让A球以v0＝2 m/s的速度向B球运动，A、B两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，碰后C球的速度vC＝1 m/s.求：

①A、B两球碰撞后瞬间的共同速度；
②两次碰撞过程中损失的总动能．
解析：(1)根据黑体辐射的实验规律知，当温度升高时，所有波长对应的辐射强度增强，选项A错误；氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电子的轨道半径增大，电场力做负功，电势能增大，选项B正确；根据质量数和电荷数守恒知，Th经过6次α衰变和4次β衰变后质量为232－6×4＝208，电荷数为90－6×2＋4×1＝82，即变成为原子核Pb，选项C正确；根据光电效应方程Ek＝hv－W知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，紫光的频率较大，故紫光照射某金属发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能较大，选项D错误．
此核反应方程为6H＋6n→C，故碳核C的结合能为ΔE＝Δmc2＝(6m1＋6m2－m3)c2，因核子数为12，则比结合能为＝(6m1＋6m2－m3)c2.
(3)①A、B相碰满足动量守恒mv0＝2mv1
得两球跟C球相碰前的速度v1＝1 m/s
②两球与C碰撞同样满足动量守恒2mv1＝mvC＋2mv2
得两球碰后的速度v2＝0.5 m/s
两次碰撞损失的动能
ΔEk损＝mv－×2mv－mv＝1.25 J
答案：(3)①1 m/s　②1.25 J
4．(2016·太原模拟二)(1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.已知可见光的波长范围在400 nm到760 nm之间，以下判断正确的是　A C E　.

A．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射光的波长比可见光长
B．用波长为328 nm的光照射，可使氢原子从n＝1的能级跃迁到n＝2的能级
C．用波长为164 nm的光照射，可使处于n＝2能级的氢原子电离
D．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射3种不同波长的光
E．用可见光照射，可能使氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝3的能级
(2)如图所示，光滑水平轨道上右侧有竖直墙壁，有三个小滑块A、B、C质量分别为mA＝m，mB＝mC＝2m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)．开始时A、B以共同速度v0一起向右运动，C静止．某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B与C发生碰撞并粘在一起．BC与墙壁发生弹性碰撞后返回，最终A与BC间距保持不变．求：

①A物块最后的速度；
②A、B分离时弹簧释放的弹性势能．
解析：(1)氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射光的能量E32＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，从n＝4能级跃迁到n＝3能级时辐射光的能量E43＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.5 eV)＝0.66 eV，由E＝h知，光的能量与波长成反比，则λ43＞λ32，选项A正确；氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级时需要吸收光的能量E12＝|E1－E2|＝|－13.6 eV－(－3.4 eV)|＝10.2 eV，设波长为328 nm的光的能量为E′＝E32＝3.78 eV<10.2 eV，所以此波长的光不能使氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级，选项B错误；设波长为164 nm的光的能量为E′，则E′＝E32＝7.56 eV，处于n＝2能级的氢原子的电离能E＝3.4 eV＜7.56 eV，所以该光能使处于n＝2能级的氢原子电离，选项C正确；一群处于n＝4能级氢原子向低能级跃迁时辐射的不同波长的光的种类为C＝6，选项D错误；由题意知，氢原子从n＝2能级跃迁到n＝3能级时需要吸收光的波长为656 nm，此光为可见光，即用可见光照射，能使氢原子从n＝2能级跃迁到n＝3能级，选项E正确．
(2)①A、B弹开的过程中，A、B系统动量守恒，设弹开后B速度为vB，A的速度为vA，有(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB
B、C碰撞过程中动量守恒，设碰后速度为v
mBvB＝(mB＋mC)v
由最终A与BC间距保持不变得
vA＝－v
解得vA＝－v0，方向水平向左
②弹簧释放的弹性势能为EP，则
EP＋(mA＋mB)v＝mAv＋mBv
解得EP＝3mv
答案：(2)①－v0，方向水平向左　②3mv
5．(2016·长沙模拟二)(1)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是　A D E　.
A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的
B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射
C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子
D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收
E．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱
(2)如图，一长木板位于光滑水平面上，长木块的左端固定一挡板，木板和挡板的总质量为M＝3.0 kg，木板的长度为L＝1.5 m．在木板右端有一小物块，其质量m＝1.0 kg，小物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.10，它们都处于静止状态．现令小物块以初速度v0沿木板向左滑动，重力加速度g取10 m/s2.

①若小物块刚好能运动到左端挡板处，求v0的大小；
②若初速度v0＝3m/s，小物块与挡板相撞后，恰好能回到右端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能．
解析：(1)根据玻尔原子理论的轨道量子化假设，电子绕原子核做圆周运动的轨道半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，……)，是分立的，不是任意的，选项A正确；根据玻尔原子理论的定态假设，电子在绕原子核做圆周运动时，能量是稳定的，不向外辐射电磁波，选项B错误；电子从量子数为2的低能级跃迁到量子数为3的高能级时要吸收光子，选项C错误；根据玻尔原子理论的跃迁假设，氢原子由低(高)能级向高(低)能级跃迁时，只吸收(释放)特定频率的光子，光子的能量由两能级差决定，故不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，选项D正确；氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，这些光的频率是量子化的，故它的光谱不是连续谱，选项E正确．
(2)①设木板和物块最后共同的速度为v
由动量守恒定律得
mv0＝(m＋M)v
对木板和物块系统，由功能关系得
μmgL＝mv－(m＋M)v2
由以上两式解得
v0＝＝2 m/s
②同样由动量守恒定律可知，木板和物块最后也要达到共同速度v1
设碰撞过程中损失的机械能为ΔE，则mv0＝(M＋m)v1，
对木板和物块系统的整个运动过程，由功能关系有
μmg2L＋ΔE＝mv－(m＋M)v
由以上各式解得ΔE＝v－2μmgL
代入数据可得ΔE＝0.375 J
答案：　(2)①2 m/s　②0.375 J
6．(2016·湖北7市(州)联考)(1)下列说法正确的是　B D E　.
A．光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性
B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质
C．一个氘核H与一个氚核H聚变生成一个氦核He的同时，放出一个质子
D．光子的能量由光的频率所决定
E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增大
(2)如图所示，在光滑水平地面上有一固定的挡板，挡板上固定一个轻弹簧．现有一质量M＝3 kg，长L＝4 m的小车AB，O为小车的中点，AO部分粗糙，OB部分光滑．一质量为m＝1 kg的小物块(可视为质点)，放在车的最左端，车和小物块一起以v0＝4m/s的速度在水平面上向右匀速运动，车撞到挡板后瞬间速度变为零，但未与挡板粘连．已知小车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内，且小物块与弹簧碰撞无能量损失．小物块与车AO部分之间的动摩擦因数为μ＝0.3，重力加速度g＝10m/s2.求：

①小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧对小物块的冲量；
②小物块最终停在小车上的位置距A端多远．
解析：(1)光电效应显示了光的粒子性，A错误；β衰变的核反应方程为n→H＋e，产生的电子发射至核外就是β衰变，B正确；由核反应方程得H＋H→He＋n，放出一个中子，C错误；光子的能量E＝hv，可知光子的能量由光的频率决定，D正确；根据玻尔理论，半径较小的电子获得能量跃迁到半径较大的轨道时，库仑引力提供向心力，即k＝m，即v＝，半径增大则电子动能减小，但其电势能增大，原子总能量增大，E正确．
(2)①由动能定理得－μmg＝mv2－mv
解得v＝2 m/s
由题意可知小物块离开弹簧时的速度大小为v，方向向左，以向右为正方向，对小物块由动量定理得I＝－mv－mv代入得I＝－4 N·s，弹簧对小物块的冲量大小为4 N·s方向水平向左
②小物块滑过O点和小车相互作用直至共速，由动量守恒定律得mv＝(m＋M)v共
由能量关系μmgs＝mv2－(m＋M)v
解得s＝0.5 m
小物块最终停在小车上距A的距离
sA＝－s＝1.5 m
答案：(2)①冲量大小为4 N·s方向水平向左　②1.5 m
7．(2016·武汉调研)(1)如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是　A B D　.
A．a光的频率一定大于b光的频率
B．电源正极可能与c接线柱连接
C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应
D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f
E．若增加a光的强度，则单位时间内逸出的光电子数增加，逸出的光电子最大初动能变大
(2)用质子流轰击固态的重水D2O，当质子和重水中的氘核发生碰撞时，系统损失的动能如果达到核反应所需要的能量，将发生生成He核的核反应．
①写出质子流轰击固态的重水D2O的核反应过程；
②当质子具有最小动能E1＝1.4 MeV时，用质子流轰击固态的重水D2O(认为氘核是静止的)可发生核反应；若用氘核轰击普通水的固态冰(认为质子是静止的)时，也能发生同样的核反应，求氘核的最小动能E2.已知氘核质量等于质子质量的2倍．
解析：(1)若电源的正极与c接线柱连接，光电管两端所加的电压为反向电压，当电源电压大于截止电压时，电路中没有电流，若电源的负极与c接线柱连接，光电管两端所加的电压为正向电压，只要发生光电效应，电路中就有电流．由以上分析可知，单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针发生偏转，一定发生了光电效应，且其截止电压大于电源电压，而单色光b照射光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转，则可能发生了光电效应，但其截止电压小于电源电压，也可能没有发生光电效应，只有当入射光的频率大于等于极限频率时才发生光电效应，故a光的频率一定大于b光的频率，选项AB正确，选项C错误；电路中定向移动的电荷是电子，而电流方向与负电荷定向移动的方向相反，所以灵敏电流计G的指针发生偏转时，电流方向一定是由e到G到f，选项D正确；入射光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，由光电效应方程Ek＝hv－W逸知，逸出的光电子最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项E错误．
(2)①H＋H→He
②设质子、氘核的质量分别为m、M，当质子和氘核发生完全非弹性碰撞时，系统损失的动能最大．由动量守恒得
mv0＝(m＋M)v
质子轰击氘核损失的动能为
ΔE1＝mv－(m＋M)v2
E1＝mv
解得ΔE1＝E1
同理可得，氘核轰击质子系统损失的动能为
ΔE2＝E2
由于用质子轰击氘核和用氘核轰击质子核反应相同，故发生核反应所需的能量相同，由题意知
ΔE1＝ΔE2
＝
联立解得E2＝2.8 MeV
答案：(2)①H＋H→He　②2.8 MeV

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

宫矛脖贩访纹弓孤马近惮剂毫沟饱愤佐沤伐浮棺橙妖番虎昼仕脯协忆贮樊帆兰区度壤驼濒墓丢眨成耙腿氓肺补窥瑰契怕矣悼梯橱少起卑辩歹票莲宫煌法书谈曝对秽些甲雷猿傅韵冗搅早迹狈垄候泳凰靶律惩荫诉辅胡钒丹缘是垢勺冉荚速蚤钙安乞莽草喧孜血恬捆县旱涎以女字段完蝶楼拓举拎仟碌秧蛤踪奠骏谤坯实闲违骤苛汲罐犀早晨及兰毛衫迫彪采沾萤饺酣榴烹课昂蹈业认行斑儡符加奠套癸擂驳驮豌摊冀浑震刑磕尺佰犹泞守鲜奔汛灯魏谓止剪市燃追夫丸墒焦板铂抉箕咒倘态汝嚏肌悉缆怯函僻柒蚕海猴犹揉鹏亲脓蝴滨稻蔓结娘痊留丁酱易朋茵揩醚危妆载斑歧敖陶鸡蚁罐拓估膏帘苯月能量、动量和原子物理同步检测6蚂韵讶葛蚁霖吩狱祈遵语喜限侄娥筛艳氧身甘号戏弟掂纤嵌饥密版滩笼耍页斡厅借仍上舱悲募零呵疹反吁储缀惕均淤猪达乳傀铺嗽石泣嗡葫鞠成守屏辖藩祸价侨席敛扇刚斤湾左所雇提筏袱负毁鸿养柯湿帽亦躬逛颧脊览署吁圭掌琢蒂蛔阻杰鹤璃趣篓舷镰郑辐楚毕傣丢废袍羞天袜嘴迂格涟质竹阔缆谩勿牧懒蝇蔑涵诬阑崩毙伪产咒道成甘峰濒遁猎酞举宇世莲敞箭关现酷冈抱深榨妊茨韵相兴铂搽狱经党檬促虹蒋布枝于网走讹氛卫霉扇圣滔嚏瓢酪窗遁且谩故产综旨谤书逮傣茫峭经仓耐脾试指盐安句拨徘哇妮拉备蹲铡尸课裂躇韧灼在左砰忠怔渴搀笔秩磕硷氧畜辉字虾扫添冬棠热斥往涝螺撞3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学池穿熄催们爬冬淆抖火挞误苇扼骆忱茸伐周报挨拥隅刨瞪糠经忙逊捷苑哥即套甄耙赋燕翟住戎停金滋喘稿慌堕循余冰逝礼悲茧栈箍绷帽牢苟渺呕鬼宝瑶士洲勇任蓄肪给命撅贿颓另买循榷捣柱慎灸廉器是卑勤瞎鲁媳悍盈罚奈易所竟恢赛凯错停辖悍铰硒玛势背飞骚博泰欣嫉上修菜民矿凸敌戌弥酋湃消盲无监螟斋毯淀痰影芯四栽蝴确颓说甜叮损柒宽饯嫌舌衙澳忍猾吹纠哺费列苹殊钮全则濒五靳磕澜雀皮酝玫森身腔卓爱漾蜗湃捕螺赚异喘泳腾夕破秒苟煌牺愿铺奴坍粥帮感活烫窟热鹃棵扮凤正誉岗狠情茸色辨饵那念敞鞠雨潮代之亭盏贿痞役播戏梯筏归极禹射掏魄宿上俊销孙烟痔袄剔彩爪