1、階段驗(yàn)收評(píng)估(十四)動(dòng)量和原子物理(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分)1(2012·重慶高考)以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程()xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3種不同的粒子，其中z是A粒子B質(zhì)子C中子 D電子2.氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類(lèi)氫結(jié)構(gòu)的氦離子，已知基態(tài)的氦離子能量為E154.4 eV，氦原子的能級(jí)示意圖如圖1所示，在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是()圖1A42.8 eV(光子) B43.2 eV(電子)C41.0 eV(電子) D54.4 eV(光子)3如圖2甲所示為氫

2、原子的能級(jí)，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光，則譜線b是氫原子()圖2A從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光B從n5的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光C從n4的能級(jí)躍遷到n3的能級(jí)時(shí)的輻射光D從n2的能級(jí)躍遷到n1的能級(jí)時(shí)的輻射光4(2013·山西山大附中測(cè)試)如圖3所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為0的光照射到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()圖3A若換用波長(zhǎng)為1(1>0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流B若換用波長(zhǎng)為2(2<0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C增加電路中電源兩極電壓，電路中光電流一定增大D若將電

3、源極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流產(chǎn)生5(2014·焦作質(zhì)檢)下列說(shuō)法中正確的是()圖4A盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為HeNOHB放射性元素的半衰期隨溫度的升高而增加C一個(gè)動(dòng)量為p的電子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)為hp(h為普朗克常量)D從能級(jí)圖中可知，氫原子從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)釋放出的光子能量小于從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)所釋放出的光子能量二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分，選不全得3分，有錯(cuò)選不得分)6下列四幅圖所反映的物理過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是()圖57(2014·長(zhǎng)安測(cè)試)隨著科技的發(fā)展，大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了人們對(duì)微觀領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()

4、A湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的B盧瑟福通過(guò)粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子C普朗克通過(guò)對(duì)黑體輻射的研究，第一次提出了光子的概念D德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想8(2014·廣東高考)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大三、填空題(本題共1小題，共16分，把答案填在題中橫線上或按題目要求作答)9(2013·江

5、蘇南京二模)(1)下列說(shuō)法正確的有_。A光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比B大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性C盧瑟福用粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)估算原子核的大小D玻爾的原子模型徹底否定了經(jīng)典的電磁理論(2)放射性原子核U先后發(fā)生衰變和衰變后，變?yōu)樵雍?。已知U質(zhì)量為m1238.029 0 u，Pa質(zhì)量為m2234.023 9 u，粒子的質(zhì)量為m4.002 6 u，電子的質(zhì)量為me0.000 5 u。(原子質(zhì)量單位1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量)則：放射性衰變方程為：_。原子核U衰變?yōu)镻a的過(guò)程中釋放能量為_(kāi)MeV(保留三位有效數(shù)字)。(3)在第(2)問(wèn)中，若原來(lái)

6、U靜止，衰變后放出的粒子速度為v3×107 m/s，不計(jì)電子和衰變過(guò)程中釋放光子的動(dòng)量，則Pa的速度大小約為多少(保留兩位有效數(shù)字)?四、計(jì)算題(本題共2小題，共36分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)10(18分)(2015·潮州金中、揭陽(yáng)一中兩校聯(lián)合摸底)如圖6，一質(zhì)量為M0.99 kg的木塊靜止在水平軌道的B點(diǎn)，水平軌道與半徑為R10 m光滑弧形軌道相切于B點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m10 g的子彈以v0500 m/s的水平速度從左邊射入木塊且未穿出。已知木塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，g10 m/s2，求：圖6(1)子彈射入木塊時(shí)與木塊

7、獲得共同速率及此時(shí)木塊對(duì)軌道的壓力大??；(2)子彈射入木塊后與木塊在弧形軌道上升的最大高度h；(3)木塊從弧形軌道返回水平面后到靜止時(shí)距B點(diǎn)的距離s。11(18分)(2014·廣東六校聯(lián)考)如圖7所示，物體A緊靠墻壁，A與物體B之間有輕彈簧相連，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m。質(zhì)量為m的物體C以速度v0向左運(yùn)動(dòng)，與B發(fā)生彈性碰撞。不計(jì)一切摩擦。圖7(1)判斷以后B與C能否再次發(fā)生碰撞(不必說(shuō)明理由)?(2)求在A未離開(kāi)墻壁前，彈簧的最大彈性勢(shì)能EP。(3)求在A離開(kāi)墻壁后，彈簧的最大彈性勢(shì)能EP。答 案1選C根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，三個(gè)核反應(yīng)方程為HLi2He，HeNHO，HeBenC

8、，z為中子，C選項(xiàng)正確。2選A由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于兩能級(jí)差的光子才能被氦離子吸收，故A項(xiàng)中光子不能被吸收，D項(xiàng)可以。而實(shí)物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級(jí)差，均可能被吸收，故B、C兩項(xiàng)中電子均能被吸收。3選B從氫原子光譜圖上可以看出譜線a、b相鄰且波長(zhǎng)ba，則譜線b光子的頻率大于譜線a光子的頻率，產(chǎn)生譜線b的能級(jí)差僅大于產(chǎn)生譜線a的能級(jí)差，所以B正確。4選B當(dāng)用波長(zhǎng)為0的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長(zhǎng)比0小的光照射陰極K時(shí)才一定有光電流，換用波長(zhǎng)比0大的光時(shí)情況不確定，A錯(cuò)誤，B正確。電路中光電流由光電子數(shù)目決定，與光的強(qiáng)度有關(guān)，與電路中電源

9、兩極電壓無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤。若將電源極性反接，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，若接近A板時(shí)還沒(méi)有減速到零，電路中就可能有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。5選A盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，A正確。放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部的因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤。由德布羅意波長(zhǎng)可知一個(gè)動(dòng)量為p的電子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)(h為普朗克常量)，C錯(cuò)誤。從能級(jí)圖中可知，氫原子從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)釋放出的光子能量為10.2 eV，從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)釋放出的光子能量2.55 eV，D錯(cuò)誤。6選ACA中子彈和木塊組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，豎直方向所受合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量

10、守恒；B中在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中，系統(tǒng)在水平方向始終受墻的作用力，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒；C中木球與鐵球的系統(tǒng)所受合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒；D中木塊下滑過(guò)程中，斜面始終受到擋板的作用力，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒。7選BD湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)電子，電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子是可以再分的，湯姆孫進(jìn)一步提出了原子的“棗糕式”模型，該模型被盧瑟福用粒子散射實(shí)驗(yàn)給予了否定，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，A錯(cuò)誤。愛(ài)因斯坦首先提出了光子的概念，C錯(cuò)誤。8選AD根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大，A項(xiàng)正確；減小入射光的強(qiáng)度，光電流減小，光電效應(yīng)現(xiàn)象并不消失，B項(xiàng)錯(cuò)誤；改用小于的入射光照射，如果入射光的頻率仍然大于光

11、電管陰極材料的極限頻率，仍能發(fā)生光電效應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知，增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能增大，D項(xiàng)正確。9解析：(1)由光電效應(yīng)方程EkhW0可知，光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；玻爾從基本假設(shè)出發(fā)，運(yùn)用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論，計(jì)算出氫原子中電子的可能軌道半徑及相應(yīng)的能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)虧損的質(zhì)量mm1m2mme0.002 0 u；釋放的能量E0.002 0×931.5 MeV1.86 MeV。(3)由動(dòng)量守恒可得，mPa·vPam·v，解得vPa·v5.1×105 m/s。答案：

12、(1)BC(2)UPaHee186(3)5.1×105 m/s10解析：(1)設(shè)子彈射入木塊時(shí)與木塊獲得共同速率為v，子彈射入木塊前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒mv0(Mm)v解得：v5 m/s子彈射入木塊與木塊獲得共同速率這一瞬間由牛頓第二定律得：FN(Mm)g(Mm)解得FN12.5N根據(jù)牛頓第三定律得：子彈與木塊對(duì)軌道的壓力大小為FN12.5N(2)設(shè)木塊上升的最大高度為h，子彈與木塊在光滑弧形軌道上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒(Mm)v2(Mm)gh解得：h1.25 m(3)從子彈射入木塊時(shí)與木塊獲得共同速率到從弧形軌道返回水平面再到靜止的過(guò)程由動(dòng)能定理得：(Mm)v2g(Mm)s解得：s2.5 m答案：(1)5 m/s12.5 N(2)1.25 m(3)2.5 m11解析：(1)B與C不能再次發(fā)生碰撞。(2)設(shè)C與B發(fā)生彈性碰撞后，速度為vC、vB，C與B碰撞過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒分別有：mv0mvC3mvBmv02mvC23mvB2解得：vB然后B壓縮彈簧而做減速運(yùn)動(dòng)，B的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，當(dāng)B的速