2015专题高效升级卷十三

专题高效升级卷(十三)动量、原子物理(选修3-5)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下列能揭示原子具有核式结构的实验是()。A.电子的发现B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现2.已知氢原子的基态能量为E,激发态能量En=E1/n2,其中n=2,3…。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()。A.-ℎB.-ℎC.-ℎD.-ℎ3.氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b,则()。A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B.氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线C.在水中传播时,a光较b光的速度小D.氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离4.存在下列事实:①一对高能的γ光子相遇时可能产生一对正负电子;②一个孤立的γ光子不论其频率多高都不可能产生一对正负电子;③一个高能的γ光子经过重核附近时可能产生一对正负电子;④原子核发生变化时,只发射一些特定频率的γ光子。关于上述事实下列说法正确的是(电子质量me,光在真空中速度为c,普朗克常量为h)()。A.事实①表明,微观世界中的相互作用,只要符合能量守恒的事件就一定能发生B.事实②说明,动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍规律C.事实③中,由于外界重核的参与,系统动量不守恒,而γ光子的频率需满足ν≥ℎD.事实④中表明,原子核的能级也是不连续的5.一个氡核Rn衰变成钋核Po并放出一个粒子,其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量,以及Rn衰变成Po的过程放出的粒子是()。A.0.25g,α粒子B.0.75g,α粒子C.0.25g,β粒子D.0.75g,β粒子6.一个质子以1.0×107m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变为硅原子核,已知铝核的质量是质子的27倍,硅核的质量是质子的28倍,则下列判断中正确的是()。A.核反应方程为AlH→SiB.核反应方程为Aln→SiC.硅原子核速度的数量级为107m/s,方向跟质子的初速度方向一致D.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向跟质子的初速度方向一致7.在下列4个核反应方程中,x表示质子的是()。AP→Si+xBU→Th+xCAln→Mg+xDAlHe→P+x8.一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()。A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动9.如图所示,一轻质弹簧,两端连着物体A和B放在光滑水平面上,如果物体A被水平速度为v0的子弹射中并嵌在物体A中,已知物体A的质量为物体B的质量的3/4,子弹的质量是物体B质量的1/4。弹簧被压缩到最短时物体B的速度()。A.B.C.D.10.质量为m的小球A,在光滑的水平面上以速度v0与质量为3m的静止小球B发生正碰,碰撞后A球的速度大小变为原来的1/3,则碰后小球B的速度大小可能为()。A.B.C.D.二、计算题(本题共4小题,共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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)11.(12分)质量为2kg的平板车B上表面水平,原来静止在光滑水平面上,平板车一端静止着一块质量为2kg的物体A,一颗质量为0.01kg的子弹以600m/s的速度水平瞬间射穿A后,速度变为100m/s,如果A、B之间的动摩擦因数为0.05,求:(1)A的最大速度;(2)若A不会滑离B,B的最大速度是多少?12.(14分)(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位,指出他们的主要成绩。①。②。(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹,请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途。。(3)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出条不同频率的谱线。13.(12分)如图所示,滑块A、B的质量分别为m1和m2,由轻质弹簧相连,置于光滑水平面上,把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后用一轻绳绑紧,两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动。若突然断开轻绳,当弹簧第一次恢复原长时,滑块A的动能变为原来的4倍,求弹簧第一次恢复到原长时B的速度大小。14.(12分)如图所示,竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切,质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰,碰后两个物体以共同速度运动。取g=10m/s2。求:(1)A经过Q点时速度的大小v0;(2)A与B碰后速度的大小v;(3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能ΔE。##参考答案一、选择题1.C2.C解析:氢原子从第一激发态电离所需最小能量为E=0-E2=-E1/4,吸收光子的最大波长为λ,有hc/λ=E,得λ=-ℎ,选项C正确。3.C解析:由题意a光光子能量大于b光光子能量,a光频率大于b光频率,由v水=,可知C正确。γ射线是原子核衰变而产生的,A错。E43E32,而紫外线光子的能量大于可见光,故B错。能量大于或等于3.40eV的光才能使氢原子在n=2的能级时发生电离,故D错。4.BD5.B解析:经过了两个半衰期,1g的氡剩下了0.25g,衰变了0.75g;根据核反应方程的规律,在反应前后的质量数和核电荷数不变可得出是α粒子,所以B正确。6.AD解析:选项B中质子的符号是错误的,选项A对,B错;质子和铝原子核相互作用过程遵循动量守恒定律,有(1.0×107m/s)mH=msiv,mH/msi=1/28,得v=3.6×105m/s,方向与质子的初速度方向相同,选项D正确。7.C解析:由质量数守恒和核电荷数守恒知,A为正电子e,A错;B为n,B错;C项为质子H,C正确;D项为n,D错误。8.B解析:选定木箱和小木块为一个系统,因水平面光滑,系统水平方向不受外力,故系统动量守恒。开始系统的动量向右,故最后系统的总动量也得向右,小木块多次与木箱作用的结果是保持相对静止,选项B正确。9.B解析:令B的质量为m,三者构成的系统动量守恒有mv0=(m+m+m)v,v=v0。10.A解析:根据碰撞过程动量守恒,mv0=m(±v0)+3mv,v=v0或v0。再根据动能不增原则,两种情况都满足。但若碰后同向,因B要在前面,速度应不小于A才行,但B的速度v0v0,故D项错。11.答案:(1)2.5m/s(2)1.25m/s解析:(1)子弹刚射穿A时,A的速度最大。对于子弹和物体A组成的系统,由动量守恒定律,得m0v0=mAvA,解得vA=2.5m/s。(2)A在B上滑动时,A做减速运动,B做加速运动,当A、B速度相同时,B的速度最大,对于A、B系统,由动量守恒定律,得mAvA=(mA+mB)v,解得v=1.25m/s。12.答案:(1)见解析(2)见解析(3)6解析:(1)①卢瑟福:提出了原子的核式结构模型;②玻尔:首次把量子理论引入到原子结构中,提出了轨道量子化和能量量子化的思想,进一步发展了原子结构理论,并成功解释了氢光谱;(2)1为α射线,利用它的电离作用很强,可消除静电。2为γ射线,利用它的穿透本领很强,可用于工业探伤。3为β射线,利用它的穿透本领较强,可用于控制工业生产线上某些金属板的厚度。(3)谱线中只有2条属于巴耳末线系,说明电子处于n=4能级,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出=6条不同频率的谱线。13.答案:解析:A滑块动能为初态的,设滑块A此时速度为v,B滑块的速度为vB,对A滑块有m=·mv2,得v=±2v0。对系统有2m1v0=m1v+m2vB,得vB=-即vB=0或vB=。弹簧第一次恢复到原长时B的速度vB大于v0且水平向右,所以vB=。14.答案:(1)3.0m/s(2)1.0m/s(3)3.0J解析:(1)小物块A从P滑到Q的过程中,根据机械能守恒定律得mgh=m解得小物块A经过Q点时速度的大小v0=√ℎ=3.0m/s。(2)小物块A与小物块B相碰,根据动量守恒定律得mv0=(m+M)v解得v==1.0m/s。(3)根据能量守恒定律得ΔE=m-(m+M)v2解得小物块A与小物块B碰撞过程中系统损失的机械能ΔE=3.0J。