届全国名校高考物理动量守恒原子与原子核波粒二象性专题训练 17页

2009 届全国名校高考物理专题训练 动量守恒 原子与原子核 波粒二象性 一、选择题 1. （2008 年南宁市高中毕业第二次适应性测试）原子核 俘获一个慢中子后发生裂变，核反应 方程式为， ，其中 X 为某种粒子，a 为 X 的个数。则以下说法正 确的是（ ） A. a＝3　　　　　　　　　　 B. X 为电子 C.上述原子核中的核子数最多的是 U D.上述原子核中的中子数最少的是 U 答案：AC 2．（揭阳市 2007—2008 年学年度第二次模拟考试题）元素除天然的外，还可以通过合成 的方法获得新的人造元素，如 1996 年德国的达姆施特重离子研究所就合成了一种新的人造 元素，它是由 撞入一个 的原子核，并立即释放出一个中子后而形成的，则该新 元素的（ ） Ａ．原子序数为 113　　　　Ｂ．原子序数为 112 Ｃ．中子数为 165　　　　 Ｄ．核子数为 278 答案：BC 3．（揭阳市 2007—2008 年学年度第二次模拟考试题）按照玻尔的理论，氢原子的能级是 氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。 当一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ） Ａ．氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加 Ｂ．氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小 Ｃ．氢原子可能辐射６种不同波长的光 Ｄ．氢原子可能辐射３种不同波长的光 答案：AD 4．（辽宁省部分重点中学）一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别 是 m1、m2、m3，则（ ） A．由于反应前后质量数不变，所以 m1+m2=m3，反应前后没有能量变化 B．由于反应时释放出了能量，所以 m1+m2>m3 C．由于反应在高温高压下进行，从而吸收能量，所以 m1+m2λ2，真空中的光速为 c，则氢原子从能级 B 跃迁到能级 C 时（ ） A．将吸收光子，光子的波长为 B．将辐射光子，光子的波长为 C．将吸收光子，光子的频率为 D．将辐射光子，光子的频率为 答案：B 24．（西安市重点中学最新高考预测卷 3 物理部分）下列说法正确的是（ ） A．如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略小些 ) 1m 2m A B 1t 3t 3t 4t 2:1: 21 =mm 2t A B 8: 21 =kk EE ( )1 2 2 1/λ λ λ λ− ( )1 2 1 2/λ λ λ λ− ( )1 2 1 2/cλ λ λ λ+ ( )1 2 1 2/cλ λ λ λ+ B．对烧红的铁块发出的光做光谱分析，会发现其谱线只分布在连续光谱中红光所在区 域 C．放射性元素发生 衰变，产生的新核的化学性质不变 D．太阳能是指在太阳内部高温高压条件下不断地发生核聚变释放的核能，其核聚变的 反应方程是 答案：A 25. （湛江市 2008 年普通高考测试题一）下面列出的是一些核反应方程 ○1 ; ○2 ; ○3 其中（ ） A. X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子 B. X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子 C. X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子 D. X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子 答案：D 26.(湛江市 2008 年普通高考测试题一）下列说法正确的是（ ） A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 B．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小 C．大量氢原子从 n＝4 的激发态跃迁到 n＝2 的激发态时，可以产生 4 种不同频率的 光子 D．一种元素的同位素具有相同的质子数和不同的中子数 答案：BD 27.（08 年福州市第二轮高中毕业班质检）右图为不同的原子核，其核子的平均质量与原 子序数的关系，则下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是（ ） A．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数总是守恒 B．原子核裂变或聚变时放出能量，质量亏损，所以质量数不守恒 C．据图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 要放出核能 D．据图可知，原子 D 和 E 聚变成原子核 F 要吸收能量 答案：AC 28．（2008 年高考理科综合试题预测卷）目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石 等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石 都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些起射线 会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是: （ ） A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的 B.已知氡的半衰期为 3.8 天,若取 1g 氡放在天平上左盘上,砝码放于右盘,左右两边恰好平 衡,则 7.6 天后,需取走 0.75g 砝码天平才能再次平衡 C.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了 4 D.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力 最弱 答案：AD 解析：β衰变后原子核的电荷数将增加一个元电荷，即增加一个质子，同时放出一个电子， β 1 4 0 1 2 14 2H He e−→ + XSiP +→ 30 14 30 15 YBHBe +→+ 10 5 2 1 9 4 ZLiHeHe +→+ 7 3 4 2 4 2 其方程为 ，A 对，衰变只是一种核反应并不是挥发，B 错，发生α衰变时,生 成核与原来的原子核相比,质量数减少了 4，中子数减小了 2，C 错，根据γ射线的特性知 D 对，故选 AD 点评：此题主要考查核反应方程和两种衰变，注意其本质和两个守恒，即电荷数守恒，质 量数守恒。 29.（2008 年贵州省普通高等学校招生适应性考试）2007 年 6 月 11 日 20 点 27 分，北京正 负电子对撞机重大改造工程——三台超导磁体联合励磁成功，我国在超导领域和粒子加速领 域又取得了重大突破，这是一项国际领先科研成果，能帮助人类揭示微观世界的奥秘。正电 子和负电子的质量均为 m。，电荷量相等，但电性不同。当一对正、负电子以相等的动能 Ek。对撞时将发生“湮灭” ，产生两份频率相等的光子辐射出去。每份光子的能量 E 和频 率 ν。分别为（式中 c 为光速，h 为普朗克常量） （ ） A.E＝mc2＋Ek ν＝ 　　　B. E＝mc2＋Ek ν＝ C. E＝mc2 ν＝ 　　　　　　 D. E＝mc2＋2Ek ν＝ 答案：B 30．（ 2008 年哈尔滨市第三中学第三次高考模拟考试）假设两个相同的核 A 与 B，质量 均为 2.0134u，动能均为 E0 它们在不受其他力作用的情况下相向运动发生对心正碰，转变为 C 核与 D 粒子，且释放的核能△E 全部转化为动能，设 C 核质量为 3.0151u，动能为 E1，D 粒子质量为 1.0087u 动能为 E2， ，可以确定：（ ） A．质量亏损为△m=0.0030u B．释放能量△E=2.7×1014J C．E1+E2=2E0+△E D．E1>E2 答案：AC 31．（汕头市 2008 年普通高校招生模拟考试）下列说法正确的是（ ） A．氢原子中的电子绕核运动时，辐射一定频率的电磁波 B．各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光 C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只 对大量的原子核才适用 D．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 答案：BCD 32．（汕头市 2008 年普通高校招生模拟考试）下列关于原子核衰变和核反应的说法正确 的是（ ） A．衰变时放出的 射线和 射线都是电磁波 B．β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 C． ，其反应属于重核的裂变, 应用于当今的核电站中 D． ，其反应属于轻核的聚变 答案：CD 1 1 0 0 1 1n H e−= + h Emc k 2 )( 2 + h Emc k )( 2 + h mc 2 h Emc k22 + 271.66 10 ,lu kg−= × 83.0 10 /c m s= × α γ nkrBanU 1 0 92 36 141 56 1 0 235 92 3++→+ nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 +→+ 33．（渭南市 2008 年高三教学质量检测（Ⅱ））静止的镭核 发生α( )衰变，释 放出的α粒子的动能为Ｅ，假设衰变时的能量全部以动能形式释放出来，则衰变过程中总的 质量亏损是 C A． 　　B． 　　C． 　　　D． 34．（西安中学、师大附中高三 2008 届第二次模拟考试）静止的氡核 放出一个 粒子后变成钋核 ， 粒子动能为 ,若衰变放出的能量全部变为反冲核和 粒子的 动能，真空中的光速为 c，则核反应中的质量亏损为 （ ） A. B. 0 C. D. 答案：C 35．（上海市闸北区 2008 年 4 月模拟）如图 ，放射源放在铅块 上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸面向外。 已知放射源放出的射线有α．β．γ三种。下列判断正确的是 （ ） A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线　 B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 答案：A 36．（上海市闸北区 2008 年 4 月模拟）2006 年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器， 通过（钙 48）轰击（锎 249）发生核反应，成功合成了第 118 号元素，这是迄今为止门捷列 夫元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出 3 个相同的粒子 x，再连续经过 3 次α衰变后，变成质量为 282 的第 112 号元素的原子核，则上述过程中的 粒子 x 是 （ ）A A、中子 B、质子 C、电子 D、α粒子 答案：A 37．（上海市宝山区 2008 年 4 月模拟）关于天然放射现象下列说法中正确的是（ ） A．1903 年英国物理学家汤姆生在研究铀矿的荧光现象时首次发现了天然放射现象 B．通常把放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做该元素的半衰期 C．在三种射线中 α 射线的电离作用较弱，穿透本邻最强。 D．在 β 衰变放出一个电子的过程中原子核内的一个中子变为一个质子 答案：BD 38．（ 2008 年南海区普通高中高考题例研究）许多科学家在物理学发展过程中做出了重 要贡献，下列符合历史史事实的是（ ） A．牛顿总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量 B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构 C．奥斯特发现电流的磁效应 D．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子 答案：CD 39．（2008 年南海区普通高中高考题例研究）北京奥运场馆设计新颖独特，令世人瞩目， Ra226 86 He4 2 2c E 2111 2 c E 2111 113 c E 2 2 c E 222 86 nR α 218 84 oP α Eα α 2 4 218 E c α 2 222 218 E c α 2 218 222 E c α 甲 乙 丙 同时体现“绿色奥运”理念，如奥运会场馆周围的路灯将利用太阳能光伏发电技术，奥运会 的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下 的核聚变反应形成的，其核反应方程是（ ） A．4 H→ He + 2 e B． N + He→ O + H C． U + n→ Xe + Sr + 10 n D． U→ Th + He 答案：A 40．（ 2008 年南海区普通高中高考题例研究）氢原子从激发态跃迁到基态时，则核外电 子（ ） A．动能增加，电势能减少，动能的增加量小于电势能的减少量 B．动能增加，电势能减少，动能的增加量等于电势能的减少量 C．动能减少，电势能增加，动能的减少量大于电势能的增加量 D．动能减少，电势能增加，动能的减少量等于电势能的增加量 答案：A 41．（上海市卢湾区 2008 年 4 月模拟）用α粒子轰击铝核(27 13Al)，产生磷核(30 15P)和 x 粒子， 磷核(30 15P)具有放射性，它衰变后变成硅核(30 14Si)和 y 粒子，则 x 粒子和 y 粒子分别是（ ） （A）质子 1 1 H、电子 0 -1 e （B）质子 1 1 H、正电子 0 1 e （C）中子 1 0 n、电子 0 -1 e （D）中子 1 0 n、正电子 0 1 e 答案：D 42．（上海市静安区 2008 年 4 月模拟）下列叙述中符合物理学史实的有（ ） A.托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有粒子性 B.卢瑟福通过“α 粒子散射实验”的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的 C.麦克斯韦根据电磁场理论，提出了光是一种电磁波 D.贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构学说 答案：C 43．（上海市嘉定区 2008 年 4 月模拟）下列说法中正确的是（ ） （A）卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子，提出了原子的核式结构学说 （B）查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子 （C）贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra） （D）照相机的镜头一般都涂上增透膜，这种镀膜技术的物理学依据是光的直线传播 答案：B 44．（上海市虹口区 2008 年 4 月模拟）下列叙述中正确的是 ( ) A. 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子。 B. 电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构。 C. β射线是电磁波。 D. 放射性元素的半衰期与温度有关。 答案：A 45．（上海市长宁区 2008 年 4 月模拟）如图所示是发现中子的实验过程，关于“不可见 射线”的性质和从石蜡中“打出的粒子”的名称，下述说法中正确的是 （ ） 1 1 4 2 0 1 14 7 4 2 17 8 1 1 235 92 1 0 136 54 90 38 1 0 238 92 234 90 4 2 α 粒子 Po Be 不可见 粒子 石蜡 质子打出的粒子 射线 （A）这种“不可见射线”是质子流，从石蜡中“打出的粒子”是中子． （B）这种“不可见射线”是中子流，从石蜡中“打出的粒子”是质子． （C）这种“不可见射线”是 γ 射线，从石蜡中“打出的粒子”是中子． （D）这种“不可见射线”是 β 射线，从石蜡中“打出的粒子”是质子 答案：B 46．（上海市徐汇区 2008 年 4 月模拟）如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图， 图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连 的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说 法中正确的是 （ ） （A）在图中的 A、B 两位置分别进行观察，相同时间 内观察到屏上的闪光次数一样多 （B）在图中的 B 位置进行观察，屏上观察不到任何 闪光 （C）卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 （D）α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹 答案：C 47．（上海市黄浦区 2008 年 4 月模拟）一个 核经一次 β 衰变后，生成新原子核的 质子数和中子数分别是（ 　） A．6 和 8 B．5 和 9 C．8 和 6 D．7 和 7 答案：D 48．（上海市闵行区 2008 年 4 月模拟）伦琴射线管是用来产生 X 射线的一种装置，构造 如图所示。真空度很高（约为 10-4 帕）的玻璃泡内，有一个阴 极 K 和一个阳极 A，，由阴极发射的电子受强电场的作用被加速 后打到阳极，会产生包括 X 光内的各种能量的光子，其中光子 能量最大值等于电子的动能。已知阳极和阴极之间的电势差 U， 普朗克常数 h，电子电量 e 和光速 c，则可知该伦琴射线管发出 的 X 光的（ ） A.最短波长为 B.最长波长为 C.最小频率为 D.最大频率为 答案：D 二、填空、计算题 49．（上海市长宁区 2008 年 4 月模拟）（l4 分）物理学在研究宏观、低速条件下的动力学 问题时， 可采用牛顿运动定律，但在解决微观、高速问题时运用牛顿运动定律就会遇到困 难．物理学中有一些规律，对宏观、低速问题或微观、高速问题都能适用，如力学中的：F t = m △v，式中 m 是所研究对象的质量，△v 是所研究对象的速度的变化，F 是在时间 t (可 以是极短的时间 ) 内作用在研究对象上的平均作用力．解决以下情景中的某些问题要运用 到这个规律． C14 6 eUh c eU ch h eU h eU 显微镜 荧光屏金箔 放射源 A B 静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒 子流，从而对飞行器产生反作用推力（称之为反冲力），使飞行器获得加速度．已知飞行器 的质量为 M，发射出的是 2 价氧离子，发射离子的功率为 P，加速电场的电压为 U，每个氧 离子的质量为 m，基本电荷电量为 e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求： （1）请运用相关知识推导题中给出的规律； （2）射出的氧离子的速度； （3）1s 内射出的氧离子数； （4）射出离子后飞行器开始运动时的加速度． 解析：（1）根据牛顿第二定律和加速度定义式 ，（2 分） 可得 F t = m △v （1 分） （2）在电压 U 加速下，射出的氧离子速度为 v，根据动能定理有 (2 分) 解得 （1 分） （3）1s 内射出的氧离子数为 （3 分） （4）运用题给规律，设氧离子在时间 t 内对飞行器的反冲力为 F， （2 分） 将 n、v 代入得 （1 分） 则射出离子后飞行器开始运动时的加速度为 （2 分） 50． (12 分) （江苏省宿迁市 2008—2009 学年度高三年级第一次调研测试） （1）在光电效应现象中，下列说法中正确的是 ▲ A．入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大 B．光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大 C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产 生光电效应 D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应 （2）（4 分）铀（ ）经过α、β衰变形成稳定的铅（ ），问在这一变化过程中， 共转变为质子的中子数是 ▲ 个． （3）在橄榄球比赛中，一个 95kg 的橄榄球前锋以 5m/s 的 速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底 线时，迎面撞上了对方两名均为 75kg 的队员，一个速度为 2m/s，另一个为 4m/s，然后他们就扭在了一起． ①他们碰撞后的共同速率是　　　▲　　； ②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前 锋能否得分：　　▲　　． 答案：(1)BC （4 分） t vmmaF ∆ ∆== 2 2 12 mveU = m eUv 2= eU Pn 2 = nmvt ntmvF == eU mPF = eU m M P M Fa == U238 92 Pb206 82 底线 PA PB PC 碰撞前状态 碰撞后状态 底线 碰撞后状态 底线 P′ (2)6 （4 分） (3) ①0.1m/s （2 分） ②方向见右图（1 分） 能得分（1 分） 51．（海口市 2008 年高考调研测试题） （1）根据核反应方程 ，完成下列叙述： 粒子中含有 个中子，原子序数为 ；物理学家 用该粒子做 了著名的散射实验，据此提出了原子的 模型。该物理学家又用该种粒子轰击 氮核（ ），发现 ，写出该核反应方程： （2）2005 年 7 月 4 日 13 时 52 分，美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器 “击中”目标——坦普尔１号彗星，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现 1×10－ 7m/s 的改变。探测器上所携带的重达 370kg 的彗星“撞击器”将以 3.6×104km/h 的速度 径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后融化消失。根据以上数据，估算一下彗星的质量 是多少？ 答案：（1）2（1 分） 2 （1 分） 卢瑟福（1 分） 核式结构（1 分） 质子 （或 ） （1 分）； （2 分） （2）解析：以彗星和撞击器组成的系统为研究对象，设彗星的质量为 M，初速度为 v01，撞击器质量 ，速度 ，撞击后速度 为 v 由动量守恒定律得： ① （2 分） 由于 M 远大于 m，所以，上式可以化为： ②（2 分） 解得： ③ 由题给信息知，撞击后彗星的运行速度改变了 m/s，即 m/s ④ 代入③式解得 ⑤ （1 分） 53．(17 分) （2008 年南海区普通高中高考题例研究）如图所示，五块完全相同的长木 XThU m n+→234 90 238 92 Xm n N14 7 H1 1 HOHN 1 1 17 8 4 2 14 7 +→+ kgm 2107.3 ×= smhkmv /100.1/106.3 44 02 ×=×= vmMmvMv )(0201 +=− MvmvMv =− 0201 vv mvM −= 01 02 7100.1 −× 7 01 100.1 −×=− vv 13107.3 ×≈M 板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为 0.5m，质量为 0.6 kg。在第一块长木板 的最左端放置一质量为 0.98 kg 的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为 0.2，长 木板与地面间的动摩擦因数为 0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为 0.02 kg 的子弹以的 150 m/s 水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速 度 g 取 10 m/s2。 （1）分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动。 （2）求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离。 解析：（1）设子弹、小物块、长木板的质量分别为 m0、M、m，子弹的初速度为 v0，子 弹击中小物块后二者的共同速度为 v1，由动量守恒定律 m0 v0=(M+ m0) v1-------------------------------------------------------------------------------① 子弹击中小物块后物块的质量为 M′，且 M′= M+ m0．设当物块滑至第 n 块木板时，木 板才开始运动 μ1M′g＞μ2〔M′+(6－n)m〕g -----------------------------------------------------------② 其中 μ1、μ2 分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数． 由式解得 n＞4.3 即物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动． （2）设物块刚滑上第五块木板时的速度为 v2，每块木板的长度为 L，由动能定理 －μ1 M′g×4L=1 2M′v22－1 2M′v12----------------------------------------------------------③ 由①②式解得　v2=1m/s----------------------------------------------------------------------④ 物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，设经历时间 t，物块 与木板能获得相同的速度 v3，由动量定理 －μ1 M′gt=M′v3－M′v3----------------------------------------------------------------------⑤ 〔μ1 M′g－μ2(M′+m)〕t=m v3--------------------------------------------------------------⑥ 由⑤⑥式解得 v3=1 4m/s-----------------------------------------------------------------------⑦ 在此过程中，物块发生的位移为 s1，由动能定理 －μ1 M′g s1=1 2M′v32－1 2M′v22------------------------------------------------------------⑧ 解得 s1=15 64m＜0.5m 即物块与木板获得 1 4m/s 的共同速度，之后整体向前匀减速运动 s2 后静止． 由动能定理 －μ2 （M′+m）g s2=－1 2(M′+m)v32 ------------------------------------------------------⑨  → v0 解得 s2= 1 32m 所以物块总共发生的位移 s=4L+ s1+ s2 ----------------------------------------------------⑩ 解得 s≈2.27m　--------------------------------------------------------------------------------⑾ 54．（ 2008 年苏、锡、常、镇四市高三教学情况调查（二）） （1）（6 分）如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针 发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片 P 向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰 好减小到零，此时电压表读数为 U． ①若增加黄光照射的强度，则毫安表 （选填“有” 或“无”）示数．若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安 表 （选填“有”或“无”）示数． ②若用几种都能使金属涂层发生光电效应的不同频率 ν 的光照射 光电管中的金属涂层，分别测出能使毫安表的读数恰好减小到零 时的不同电压值 U，通过 U 和 ν 的几组对应数据，作出 U —ν 图象．则利用电子的电荷量 e 与 U— ν 图象的 就可求得普朗 克常量 h（用纵轴表示 U、横轴表示 ν）． （2）（6 分）一个运动的 α 粒子撞击一个静止的 14N 核，它们暂时形成一个 复合核，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量 1.19MeV．那么要想发生上述核反应，入射的 α 粒子的动能至少要多大？ 解析：（1）（共 6 分）无 （2 分） 有 （2 分） 直线的斜率 （2 分） （2）（共 6 分） α 粒子撞击 14N 核形成复合核，应遵循动量守恒，即 （2 分） 由能量守恒可知，系统损失的动能变成复合核发生转化所需的能量，即 （2 分） 联立两式解得入射 α 粒子的动能 MeV （2 分） 55．（2008 普通高等学校全国统一考试江苏物理考前全真模拟试卷） （1）（4 分）下列说法正确的是 （填序号）。 A．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子 的运动速度增大。 C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波 粒二象性。 D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成. E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象——光 电效应。 F．为解释光电效应现象，爱因斯坦建立了量子论，并提出了光子说。 （2）(8 分)一个中子轰击铀核（ ）可裂变生成钡（ ）和氪（ ）.已知 、 、 和中子的质量分别是 235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u 和 1.008 1 0 1 2( )m v m m v= + 2 2 1 0 1 2 1 1 ( ) 1.192 2m v m m v− + = 53.12 1 2 01 =vm U235 92 Ba141 56 Kr92 36 U235 92 Ba141 56 Kr92 36 7 u. ①写出铀裂变反应方程；②并计算一个 裂变时放出的能量. 答案：（1）.BCE　（全对得 4 分，不全对的，选对 1 个给 1 分，选错 1 个扣 1 分，扣完 为止） （2）.解析： . ①核反应方程为 + → + +3 （3 分） ②由质能方程得放出的能量为 ΔE=Δmc2 （2 分） =200.55 MeV =3.2×10-11 J. （3 分） 56．(江苏省南通通州市 2008 届高三年级第二次统一测试卷） ①（4 分）以下说法正确的是 （ ） A．当氢原子从 n=4 的状态跃迁到 n=2 的状态时，发射出光子 B．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性 C．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关 D．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子越稳定 ②（8 分）一炮弹质量为 m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为 v，炮弹 在最高点爆炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为 ．求： （1）另一块爆炸后瞬时的速度大小； （2）爆炸过程系统增加的机械能． 答案：①ACD（4 分，错选得 0 分，漏选得 2 分） ②解：（1）爆炸后沿原轨道返回，则该炸弹速度大小为 v，方向与原方向相反 （1 分） 爆炸过程动量守恒， （2 分） 解得 v1=3v （1 分） （2）爆炸过程重力势能没有改变，爆炸前系统总 动能 （1 分） 爆炸后系统总动能 （1 分） 系统增加的机械能△E=2mv2 （2 分） 57．(南通市 2008 届高三第三次调研测试) （1）下列说法正确的是 ▲ A．康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性 B．α 粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径 C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小 D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 （2）一个高能 γ 光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，请完成相 应的反应方程： ▲ ． U235 U235 92 n1 0 Ba141 56 Kr92 36 n1 0 2 m 12 2 m mmv v v= − + 21 2kE mv= 2 2 21 1 (3 ) 2.52 2 2 2k m mE v v mv′ = ⋅ + ⋅ = γ → 已知电子质量 me=9.10×10-31kg，光在真空中的传播速度为速为 c=3.00×108m/s，则γ 光子的能量至少为 ▲ J． （3）一质量为 M 的航天器远离太阳和行星，正以速度 v0 在太空中飞行，某一时刻航天器接 到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为 m 的气体，气体向后喷出的速度大小为 v1， 求加速后航天器的速度大小．（v0 、v1 均为相对同一参考系的速度） 答案：（1）BD（3 分，漏选得 1 分，错选得 0 分） （2） （2 分） （2 分） （3）设加速后航天器的速度大小为 v，由动量守恒定律有 （3 分） 解得 （2 分） 58．(18 分) （西安市重点中学最新高考预测卷 3 物理部分） （一）（8 分）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过 程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如 下实验： ①用天平测出两个小球的质量分别为 m1 和 m2，且 m1>m2． ②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽 AB 固定 在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面 BC 连接在斜槽 末端． ③先不放小球 m2，让小球 m1 从斜槽顶端 A 处由静止开始滚 下，记下小球在斜面上的落点位置． ④将小球 m2 放在斜槽前端边缘处，让小球 m1 从斜槽顶端 A 处滚下，使它们发生碰撞， 记下小球 m1 和小球 m2 在斜面上的落点位置． ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点 B 的距离．图中 D、E、F 点是该同学记 下的小球在斜面上的几个落点位置，到 B 点的距离分别为 LD、LE、LF． 根据该同学的实验，回答下列问题： (1)小球 m1 与 m2 发生碰撞后，m1 的落点是图中的 点，m2 的落点是图中的 点． (2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞 中动量是守恒的． (3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说 明两小球的碰撞是弹性碰撞． 答案：（一）（8 分）(1) D 点， F 点． (2) (3) 59. （12 分）（徐州市 2007——2008 学年度高三第三次质量检测） （1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×” A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 （　▲　） B．光电效应现象表明光具有波动性 （　▲　） C．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核 具有复杂结构 （　▲　） D．利用 γ 射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹（　▲　） 0 0 1 1e e− + 131.64 10 J−× 0 1 ( )Mv mv M m v= − + − 0 1Mv mvv M m += − FDE LmLmLm 211 += FDE LmLmLm 211 += E．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说 （　▲　） F．氢原子的能级图如图所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子， 该氢原子需要吸收的能量至少是 13．60eV（　▲　） （2）某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生 α 或 β 衰变，如果人长期生活在 氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并大量放出射线，从而危 害人体健康。原来静止的质量为 M 的氡核（ Rn）发生一次 α 衰变生成新核钋（Po）。 已知衰变后的 α 粒子的质量为 m、电荷量为 q、速度为 v，并假设衰变过程中释放的核 能全部转化为 α 粒子和新核的动能。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计） ①写出衰变方程； ②求出衰变过程中的质量亏损。 答案：（1）√ × √ × √ √　　　(每个 1 分) （2）① 　　　　　　 (2 分) ②设新核钋的速度为 由动量守恒定律 解得 (1 分) 衰变过程中释放的核能为 (1 分) 由爱因斯坦质能方程，得： (1 分) 解得： (1 分) 222 86 HePoRn 4 2 218 84 222 86 +→ 'v vmMmv ′−= )( vmM mv −=′ 22 )(2 1 2 1 vmMmvE ′−+=∆ 2cmE ⋅∆=∆ 2 2 )(2 cmM mMvm −=∆