精练第十三章动量守恒定律 波粒二象性

1、单元滚动检测十三动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核考生注意：1答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上2本次考试时间90分钟，满分100分3请在密封线内作答，保持试卷清洁完整一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分，每小题只有一个选项符合题意1入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是(A从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D有可能不发生光电效应2如图1，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直

2、线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(图1AA和B都向左运动BA和B都向右运动CA静止，B向右运动DA向左运动，B向右运动3高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(A.mg B.mgC.mg D.mg4如图2所示，一质量M3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m1.0 kg的小

3、木块A.给A和B以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是(图2A1.8 m/s B2.4 m/sC2.8 m/s D3.0 m/s5如图3所示，某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3.a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，下列判断正确的是(图3AE1>E2>E3B(E3E2>(E2E1Cb光的波长最长Dc光的频率最高6如图4所示，在光滑水平面上质量分别为mA2 kg、mB4 kg，速率分别为vA5 m/s、vB2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动，则下列叙述

4、正确的是(图4A它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s，方向水平向右B它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s，方向水平向左C它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右D它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s，方向水平向左二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分每小题有多个选项符合题意全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分7以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有(A紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C原子

5、核式结构模型是由汤姆孙在粒子散射实验基础上提出的D太阳内部发生的核反应是热核反应8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若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行C结合能越大，原子核结构一定越稳定D用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应9下列说法正确的是(A.90Th经过6次衰变和4次 衰变后成为原子核82PbB在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出D将由放射性元素组成的化合物

6、进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期10下列说法正确的是(A用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变BX射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长11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C爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光

7、的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应12如图5所示是光电管的原理图，已知当有波长为0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(图5A若换用波长为1(10的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B若换用波长为2(20的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C保持入射光的波长不变，增大光强，光电流一定增大D增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大三、简答题(共计12分13(6分在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图6所示若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_图614(6分某同学利用打点计时器和气垫导

8、轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图7甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地飘浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差图7(1下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨空腔内通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2

9、放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图乙所示；测得滑块1(包括撞针的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥的质量为205 g.完善实验步骤的内容(2已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_ kg·m/s；两滑块相互用以后系统的总动量为_ kg·m/s(保留三位有效数字(3试说明(2中两结果不完全相等的主要原因是_.四、计算题：本题共4小题，共计40分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位15(1

10、0分一光电管的阴极K用截止频率为的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，用波长为的单色光射向阴极，产生了光电流已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c.求：图8(1金属铯的逸出功W；(2光电子到达阳极的最大动能Ek.16(10分卢瑟福用粒子轰击氮核时发现质子发现质子的核反应方程为：7NHe8OH.已知氮核质量为mN14.007 53 u，氧核质量为mO17.004 54 u，氦核质量为mHe4.003 87 u，质子(氢核质量为mp1.008 15 u(已知1 uc2931 MeV，结果保留2位有效数字求：(1这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多

11、少？(2若入射氦核以v03×107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小比为150.求氧核的速度大小17.(10分如图9所示，水平面上有一质量m1 kg的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m01 kg的小物块，小物块与小车一起以v06 m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M4 kg的小球发生正碰，碰后小球的速度变为v2 m/s，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力求：图9(1小车与小球碰撞后瞬间小车的速度v1；(2从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小18(10分如图10所示

12、，在一水平支架上放置一个质量m10.98 kg的小球A，一颗质量为m020 g的子弹以水平初速度v0400 m/s击中小球A并留在其中之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车中，已知沙车的质量m23 kg，沙车的速度v12 m/s，水平面光滑，不计小球与支架间的摩擦图10(1若子弹打入小球A的过程用时t0.01 s，求子弹与小球间的平均作用力；(2求最终小车B的速度答案精析1C光电效应瞬时发生，与光强无关，A错误光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误光电子数目多少与入射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，C正确能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于等

13、于极限频率，与光强无关，D错误2D选向右为正方向，则A的动量pAm·2v02mv0.B的动量pB2mv0.碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项D符合题意3A由自由落体运动公式得人下降h距离时的速度为v，在t时间内对人由动量定理得(Fmgtmv，解得安全带对人的平均作用力为Fmg，A项正确4BA先向左减速到零，再向右加速运动，在此期间，木板减速运动，最终它们保持相对静止，设A减速到零时，木板的速度为v1，最终它们的共同速度为v2，取水平向右为正方向，则MvmvMv1，Mv1(Mmv2，可得v1 m/s，v22 m/s，所以在小木块

14、A做加速运动的时间内，木板速度大小应大于2.0 m/s而小于 m/s，只有选项B正确5D结合题图和电子跃迁时发出的光子的能量为：EEmEn可知，EcEaEb，能量差E3E2等于光子a的能量，能量差E2E1等于光子b的能量，能量差E3E1等于光子c的能量，则c对应的能量最大，而a对应的能量最小，因：E1<E2<E3，且En，则有(E3E2<(E2E1，故A、B错误；又E，则c光的频率最高，a光的波长最长，故C错误，D正确6C7BD根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，A错误核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用

15、，B正确原子核式结构模型是由卢瑟福在粒子散射实验基础上提出的，C错误太阳内部发生的核反应是聚变反应，属于热核反应，D正确8AD普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，A正确只有当入射光的频率大于等于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B错误比结合能(平均结合能越大，原子核结构一定越稳定，C错误由于紫光的频率大于绿光的频率，故绿光照射某金属能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应，D正确9AB10AD根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，A正确电子的衍射说明粒子的波动性，证实了物质波的存在，B错误根据光电效应方程EkmhW0，可知

16、光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，C错误在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据，知波长增大，D正确11ACD卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，A正确衰变中产生的射线实际上是原子核中的中子转变成质子而发出的电子，B错误爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，C正确对于任意一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应D正确12BC由题设条件，不能知道光电管阴极材料极限波长的确切值，只能知道其极限波长极0，换用的波长1虽比0大，但因为极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效

17、应，故A错误但若20，则一定能发生光电效应，故B正确增大光强，单位时间内产生的光电子数增多，光电流增大，故C正确光电管两端电压在原来情况下，光电流是否达到最大(饱和，题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定，D错误13ekeb解析光电效应中，入射光子能量为h，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子的动能，反向遏止电压eUchW0，整理得Uc，斜率即k，所以普朗克常量hek，截距为b，即ebW0，所以逸出功W0eb.14(1接通打点计时器的电源放开滑块1(20.6200.618(3纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦解析(1实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.(2作用前滑块1

18、的速度v1 m/s2 m/s，系统的总动量为0.310 kg×2 m/s0.620 kg·m/s，两滑块相互作用后具有相同的速度v m/s1.2 m/s，系统的总动量为(0.310 kg0.205 kg×1.2 m/s0.618 kg·m/s.(3存在误差的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦15(1h(2eUhh解析(1金属铯的逸出功Wh.(2根据光电效应方程得，光电子逸出金属的最大初动能EkmhW，根据动能定理得，eUEkEkm，解得最大动能EkeUhh.16(1吸收能量1.2 MeV(21.8×106 m/s解析(1由mmNmHemOmp得：m0.001 29 u.所以这一核反应是吸收能量的反应吸收能量E|m|c20.001 29 uc21.2 MeV.(2由动量守恒定律可得：mHev0mOv氧mpvp又v氧vp150，可解得：v氧1.8×106 m/s.17见解析解析(1小车与小球碰撞过程，根据动量守恒定律有mv0Mvmv1解得v12 m/s，负号表示碰撞后小车向左运动(2当弹簧被压缩到最短时，设小车的速