高考复习指导2016届高三物理二轮复习 专题十六 动量守恒定律和原子物理限时规范训练

1、专题十六 动量守恒定律和原子物理限时规范训练单独成册(时间：45分钟)1(2015高考山东卷)(1)(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是_A该古木的年代距今约5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线D增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变(2)如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A

2、与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求B、C碰后瞬间共同速度的大小解析：(1)古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A正确同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误.14C的衰变方程为CNe，所以此衰变过程放出射线，选项C正确放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误(2)设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰撞后A的速度vAv0，B的速

3、度vBv0，由动量守恒定律得mvAmvAmvB设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得WAmvmv设B与C碰撞前B的速度为vB，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得WBmvmvB2据题意可知WAWB设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvB2mv联立式，代入数据得vv0答案：(1)AC(2)v02.(1)氢原子的能级如图所示有一群处于n4能级的氢原子，若原子从n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：这群氢原子发出的光中共有_种频率的光能使该金属产生光电效应；从n4向n1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为_eV.(2)如图所

4、示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都可看做质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，求：弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度大小；弹簧的最大弹性势能解析：(1)n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，E4E22.55 eV，所以该金属逸出功W02.55 eV.氢原子跃迁时，共发出6种频率的光，光子能量分别为E2E110.2 eV，E3E112.09 eV，E4E112.75 eV，E4E30.66 eV，E4E22.55 eV，E3E21.89 eV，其中大于或等于2.55 eV的有4种n4向n1跃迁时发出的光子能量为12.75

5、eV，根据光电效应方程hEkW0，可得Ek10.2 eV.(2)当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等，设为v1，由动量守恒定律：2mv0(2mm)v1解得：v1v设弹簧的最大弹性势能为Em，由能量守恒定律得：2mv2(2mm)vEm解得：Emmv2答案：(1)410.2(2)vmv23(2015山东潍坊质检)(1)(多选)下列说法正确的是()A玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律B原子核发生衰变时，新核与粒子的总质量等于原来的原子核的质量C氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D在原子核中，比

6、结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固(2)如右图所示为研究光电效应的电路图，对某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能_(选填“减小”、“增大”)如果改用频率略低的紫光照射，电流表_(选填“一定”、“可能”或“一定没”)有示数(3)在光滑水平面上，一个质量为m、速度为v的A球，与质量也为m的另一静止的B球发生正碰，若它们发生的是弹性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，共同速度是多少？解析：(1)因有质量亏损，新核与粒子的总质量小于原来的原子核的质量，B错误；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以D错误

7、，故选项A、C正确(2)滑片向右滑动，A、K间的正向电压增大，到达A上电子的个数增多或不变，所以电流增大或不变，不可能减小；因不确定金属的截止频率与紫光频率的大小关系，故紫光照射，可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数(3)设A、B球碰后的速度分别为v1、v2，根据动量守恒mvmv1mv2，因是弹性碰撞，故mv2mvmv，联立解得v10，v2v；若碰撞后结合在一起，mv2mv，vv.答案：(1)AC(2)减小可能(3)vv4(2015陕西西工大附中四模)(1)(多选)下列说法正确的是_A普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B大量的氢原子从n3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光

8、C发生光电效应时，入射光的光强一定，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少D比结合能小的原子核分解为比结合能大的原子核时一定释放核能E运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大，物质波的波长越大(2)如图，质量均为m，可视为质点的A、B两物体紧挨着静止在水平面上的O点，左边有竖直墙壁M，右边在N点与光滑的、半径为R的圆弧槽相连，MOR，ON3R.A物体与水平面间的摩擦力忽略不计，B物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，现让A物体以初速度v0向左开始运动，设A与竖直墙壁、A与B均发生无机械能损失的碰撞，要使B物体第一次被A碰撞后，恰能上升至圆弧槽最高点P点，已知重力加速度为g，求：A物体的初速度v0

9、；B物体最终停在何处？解析：(1)能量子假说是普朗克在研究黑体辐射问题时提出的，A正确；由N知，B错误；发生光电效应时，入射光的光强一定，频率越高，单个光子的能量越大，光子数越少，故单位时间内逸出的光电子数越少，C正确；比结合能小的原子核分解为比结合能大的原子核时有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程知，一定释放核能，D正确；德布罗意指出，运动的宏观物体也具有波动性，根据hp知，其速度越大，动量p越大，则物质波的波长越小，E错误(2)因A、B相互作用时无机械能损失mvmvmv碰撞时动量也守恒，则mv0mv1mv2解得v2v0即A、B一定是在O点进行碰撞且速度互换要使B物体恰能上升至圆弧最高点P点，求

10、A物体的初速度，即是求B物体在O点向右出发的速度对B物体从O点至P点，由动能定理得：mg3RmgR0mv解得v0设B物体在返回过程中在ON间运动的路程为s从P点开始，对B物体用动能定理：mgRmgs00解得s2R故B物体最终停在N点左侧2R处答案：(1)ACD(2)N点左侧2R处5(2015江西高三二模)(1)约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_，P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的P经_天的衰变后还剩0.25 mg.(2)如图所示，光滑水平

11、直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，整个系统损失的机械能；弹簧被压缩到最短时的弹性势能解析：(1)根据题意P的衰变方程为：PSie，即这种粒子为正电子题图中P纵坐标表示剩余的质量，设经过t天4 mg的P还剩0.25 mg，也就是1 mg中还剩 mg，由题图估读出此时对应天数为56天(5458天均算对)(2)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定

12、律得：mv02mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后瞬时速度为v2，损失的机械能为E，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得：mv12mv2mvE(2m)v联立解得：Emv因v2v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep，由动量守恒和能量守恒得：mv03mv3mvE(3m)vEp联立解得：Epmv答案：(1)正电子56(5458天均对)(2)mvmv6(1)下列说法正确的是()A具有相同的质子数而中子数不同的原子互称同位素B某原子核经过一次衰变后，核内质子数减少4个C.Pu与U的核内具有相同的中子数和不同的核子数D进行光谱分析

13、时既可以用连续光谱，也可以用线状光谱(2)如图所示，质量为m210 kg的滑块静止于光滑水平面上，一小球m15 kg，以v110 m/s的速度与滑块相碰后以2 m/s的速率被弹回碰撞前两物体的总动能为_J，碰撞后两物体的总动能为_J，说明这次碰撞是_(选填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)(3)氢原子的能级如图所示，求：当氢原子从n4向n2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为多少？现有一群处于n4的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多少种？解析：(1)同位素的质子数相同，中子数不同，A正确；某原子核经过一次衰变后，核内质子数减少2个，B错误；Pu和U的核内具有相同的核子数和不同的中子数和质子数，C错误；进行光谱分析时只能用线状光谱，不能用连续光谱，D错误(2)碰撞前总动能为m1v250 J，