高考物理 终极猜想题23 动量守恒　原子结构和原子核.doc

终极猜想二十三动量守恒原子结构和原子核(本卷共4小题，满分45分建议时间：30分钟 )命题老师寄语135这部分知识在新课标卷物理中要出一组选考题，主要考查动量守恒定律的应用、原子结构和原子核等知识2一组题中要考查多个知识点、规律，试题常将原子能级跃迁与动量守恒组合，或将原子核知识与动量守恒定律组合来考查【题组1】原子能级跃迁与动量守恒的组合1(1)下列说法中错误的是_a卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为henohb铀核裂变的核反应是ubakr2nc质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2d放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化(2)已知金属钙的逸出功为2.7 ev，图1氢原子的能级图如图1所示，一群氢原子处于量子数n4能级状态，则_a氢原子可能辐射6种频率的光子b氢原子可能辐射5种频率的光子c有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应d有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应(3)如图2所示，图2一长为l，质量为m的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的滑块以初速度v0滑到木板上，木板长度至少为多少才能使滑块不滑出木板(设滑块与木板间动摩擦因数为)解析(3)滑块与木板相互作用系统动量守恒，滑块不从木板上滑出则滑块与木板有相等的末速度设末速度为v，滑块滑动位移为s，则木板滑动位移为sl，由动量守恒定律，得mv0(mm)v，由动能定理，得mgsmvmv2，mg(sl)mv2，由，得mglmv(mm)v2，代入，得l.答案(1)bd(2)ac(3)2(1)用能量为15 ev的光子照到某种金属上，图3能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45 ev，则该金属的逸出功为_ ev.氢原子的能级如图3所示，现有一群处于n3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有_种图4(2)如图4所示，质量m40 g的靶盒a静止在光滑水平导轨上的o点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板p上，另一端与靶盒a连接，q处有一固定的发射器b，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度v050 m/s、质量m10 g的弹丸当弹丸打入靶盒a后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力弹丸进入靶盒a后，弹簧的最大弹性势能为多少？解析(1)根据光电效应方程可得：week2.55 ev，根据能级图可知，e3e1e2e110.2 evwe3e21.89 ev，故共有2种光子能使该金属发生光电效应(2)弹丸进入靶盒a后，设弹丸与靶盒a的共同速度为v，由系统动量守恒得：mv0(mm)v靶盒a的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得：ep(mm)v2解得：epv代入数值得ep2.5 j.答案(1)2.55 ev2(2)2.5 j【题组2】原子核与动量守恒的组合3(1)以下说法中正确的是_a汤姆孙通过实验发现了质子b贝克勒尔通过实验发现了中子c卢瑟福通过实验提出了原子的核式结构模型d查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构(2)2012年11月23日上午，舰载机歼15在我国首艘航母“辽宁舰”上成功起降可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备，其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力.unbakryx是若干核反应中的一种，其中n为中子，x为待求粒子，y为x的个数，则x是_(选填“质子”、“中子”或“电子”)，y_.图5(3)一质量为0.5 kg的小球a以2.0 m/s的速度和静止于光滑水平面上质量为1 kg的另一大小相等的小球b发生正碰，碰撞后它以0.2 m/s的速度反弹求：原来静止小球b获得的速度大小；碰撞过程中损失的机械能解析(1)汤姆孙通过实验发现了电子而不是质子，选项a错误；贝克勒尔发现天然放射性现象，揭示了原子核的复杂性，而中子是由英国物理学家查德威克发现的，所以选项b、d错误；卢瑟福通过粒子的散射实验提出了原子的核式结构模型，选项c正确(2)由反应前后的质量数和电荷数守恒可知x的质子数为零，所以x为中子，y3.(3)由动量守恒定律得m1v10m1vm2v2所以v21.1 m/sem1vm1v2m2v0.385 j答案(1)c(2)中子3(3)1.1 m/s0.385 j4(1)下列说法中正确的是()a太阳辐射的能量主要来源于重核裂变b衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的cx射线是处于激发态的原子核辐射出来的d比结合能越大表示原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定(2)如图6所示，图6在光滑水平面上有一块长为l的木板b，其上表面粗糙在其左端有一个光滑的圆弧槽c与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，b、c静止在水平面上现有滑块a以初速度v0从右端滑上b并以的速度滑离b，恰好能到达c的最高点a、b、c的质量均为m，试求：木板b上表面的动摩擦因数.圆弧槽c的半径r.解析(1)太阳辐射的能量主要来源于核聚变，a错误；衰变的实质在于原子核内某个中子转化成了质子和电子，b正确；x射线是原子内层电子跃迁时发射出来的波长很短的电磁波，c错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，d错误(2)由于水平面光滑，a与b、c组成的系统动量守恒和能量守恒，有：mv0m2mv1mg