2014届高三物理二轮复习专题突破系列：动量守恒 原子物理

2014届高三物理二轮复习专题突破系列：动量守恒原子物理1．(2013·重庆理综)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→a＋b＋2eq\o\al(1,0)n则a＋b可能是()A.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(93,36)Kr B.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)KrC.eq\o\al(141,54)Ba＋eq\o\al(93,36)Sr D.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr[答案]D[解析]根据电荷数守恒和质量数守恒可知，D符合要求。2．(2013·北京大兴区一模)下列关于光的说法中正确的是()A．在真空中红光波长比紫光波长短B．红光光子能量比紫光光子能量大C．红光和紫光相遇时能产生干涉现象D．红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射[答案]D[解析]在可见光中按照红橙黄绿蓝靛紫的顺序光的波长逐渐变短，A错误。根据c＝λν可知光的频率ν＝eq\f(c,λ)，故波长越大频率越低，由于紫光的波长小于红光的波长，故紫光的频率大于红光的频率，紫光的能量大于红光的能量，若红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射，B错误，D正确。红光和紫光的频率不相等，故两种光相遇时不会产生干涉现象，C错误。3．(2012·甘肃靖远一中、中恒学校联考)质量为5kg的物体，它的动量的变化率为2kg·m/s2，且保持不变。则下列说法正确的是(A．该物体一定做匀速运动B．该物体一定做匀变速直线运动C．该物体在任意相等的时间内所受合外力的冲量一定相同D．无论物体运动轨迹如何，它的加速度一定是0.4m/s[答案]CD[解析]由动量定理有FΔt＝Δp，所以eq\f(Δp,Δt)＝F，可见，动量随时间的变化率表示合外力，所以题中物体所受合外力恒定，根据牛顿第二定律，其加速度恒定，因为速度方向未知，所以该物体可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动，一定不做匀速运动，选项A、B错误；因为合外力恒定，所以该物体在任意相等的时间内所受合外力的冲量一定相同，选项C正确；根据题意，合外力F＝2kg·m/s2＝2N，根据牛顿第二定律有a＝eq\f(F,m)＝0.4m/s2，选项D正确。4．(2013·北京丰台区一模)已知天然放射现象放出α、β、γ三种射线。下列说法正确的是()A．α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子B．三种射线中α射线速度最快、β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强C．α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HD．英国物理学家J.J.汤姆孙最早用α射线完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型[答案]C[解析]γ射线是一种高能电磁波，不是中子，A错误。三种射线中γ射线速度最快，穿透能力最强，α射线电离作用最强，B错误。卢瑟福最早完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型，D错误。只有选项C正确。5.(2013·北京东城联考)如图所示，A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p1＝4kg·m/s和p2＝6kg·m/s(向右为正方向)做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量Δp1和ΔpA．－2kg·m/s,3kg·m/s B．8kg·m/s,8kgC．1kg·m/s，－1kg·m/s D．－2kg·m/s,2kg[答案]D[解析]由动量守恒定律可知两小球的动量变化大小相等，方向相反，排除A、B；考虑到实际的运动情况，两球相碰后，B球的动量一定增大，A球的动量一定减小，排除C，故选D。6.(2013·贵州遵义四中模拟)氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推知，氢原子()A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝2能级向n＝1能级跃迁时发出的光为可见光[答案]A[解析]从高能级向n＝1能级跃迁时，根据能级间跃迁光子能量满足hν＝Em－En，放出光子的能量大于10.20eV。光子频率大于可见光光子频率，根据c＝λν，放出的光的波长比可见光的短，故A正确。从高能级向n＝2能级跃迁时，放出的光子能量最大为3.40eV，可能大于3.11eV，故B错误。从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光子的能量最大为1.51eV，小于可见光的能量，故C错误。从n＝2能级向n＝1能级跃迁时发出的光子能量为10.20eV，不在可见光的范围，故D错误。7．在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ0，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为多少？若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做实验，则光电子的最大初动能为多少？[答案]hc/λ0hc/λ－hc/λ0[解析]逸出功等于波长为λ0的光子的能量即W0＝hc/λ0若用波长为λ的单色光做实验，由爱因斯坦光电效应方程可得，最大初动能Ek＝hc/λ－hc/λ08.(2013·山东淄博一模)一质量为0.5kg的小球A以2.0m/s的速度和静止于光滑水平面上质量为1kg的另一大小相等的小球B发生正碰，碰撞后它以0.2(1)原来静止小球获得的速度大小；(2)碰撞过程中损失的机械能。[答案](1)1.1m/s(2)0.385[解析](1)由动量守恒定律得m1v1＋0＝m1v1′＋m2v2代入数据得v2＝1.1m/(2)碰撞过程中由能量守恒得ΔE＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)m1v1′2－eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)代入数据得损失的机械能ΔE＝0.385J9．(2013·山东滨州一模)如图所示，光滑水平面上有带有eq\f(1,4)光滑圆弧轨道的滑块，其质量为2m，一质量为m的小球以速度v0沿水平面滑上轨道，到达滑块最高点时，二者速度相同，求：(1)二者的共同速度；(2)该过程中小球的机械能损失。[答案](1)eq\f(v0,3)(2)eq\f(1,9)mveq\o\al(2,0)[解析](1)设二者共同速度为v，由动量守恒定律：mv0＝3mv得：v＝eq\f(v0,3)(2)由机械能守恒定律得，小球的机械能损失量等于滑块机械能的增加量：E＝eq\f(1,2)·2mv2＝eq\f(1,9)mveq\o\al(2,0)10．(1)下列说法中正确的有________。A．光电效应实验中，只要入射光足够强，就能产生光电流B．卢瑟福的α粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分，原子不可再分的观念被打破C．天然放射现象中的γ射线是原子核受激发产生的D．放射性元素的半衰期由其原子核内部结构决定，与外界因素无关E．氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少(2)科学家用质子轰击锂核的实验来验证“爱因斯坦质能方程”，已知质子轰击锂核eq\o\al(7,3)Li能产生两个α粒子，mLi＝7.016u，mH＝1.0078u，mHe＝4.0026u,1u相当于931.5MeV，则此核反应的方程式为________，此核反应释放的核能为________MeV(保留3位有效数字)。[答案](1)CDE(2)eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→2eq\o\al(4,2)He17.3[解析](1)在光电效应实验中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都不能产生光电流，A错；汤姆孙发现电子，打破了原子不可再分的观念，B错；γ射线是原子核受激发而产生的，C对；放射性元素的半衰期与温度以及化合状态等无关，由核本身的性质决定，D对；氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少，E对。(2)由题意及质量数和电荷数守恒知核反应方程式为eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→2eq\o\al(4,2)He，此核反应中的质量亏损为Δm＝mH＋mLi－2mHe＝0.0186U，此核反应释放的核能为17.3MeV。11．如图所示，一质量为2m的小球A用长为L＝0.5m的轻绳与悬点O相连，O点离地面的高为L，在O点正下方的光滑地面上放置一质量为m的小球B，将A球放置在与O点等高的位置，且将绳拉直，A、B、O在同一个竖直平面内，现将小球A由静止释放，求A、B球碰撞后，B球可能获得的最大速度。[答案]eq\f(4,3)eq\r(2gL)[解析