1、2013 届高三物理二轮复习测试（全国通用）1 专题八课碰撞与动量守恒 近代物理初步1(1)下列说法正确的是_。A采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量(2)如图 1 所示为研究光电效应规律的实验电路，利用此装置也可以进行普朗克常量的测量。只要将图中电源反接，用已知频率 1、2的两种色光分别照射光电管，调节滑动变阻器已知电子电量为 e，要能求得普朗克常量 h，实验中需要测量的物理量是_；计算普朗克常量的关系式 h_(用上面
2、的物理量表示)。(3)真空中静止的某元素的原子核，发生衰变反应时放出一个质量为 m，速度大小为 v 的粒子，已知剩余核的质量为 M。求：图 1 剩余核的速度大小；如果在衰变过程中释放的核能全部转化为动能，求核反应过程中的质量亏损(真空中光速为 c)。解析：(2)当电流表恰好为零时，说明 eUEk EkhW0，故 eUhW0 当入射频率为 1时，电压为 U1 eU1h1W0 同理 eU2h2W0，解得 heU2U121 故需测出电流表为零时，电压表的示数 U1、U2。(3)根据动量守恒定律可得：Mvmv，解得 vmvM Ek12mv212Mv2 又 Ekmc2，解得 mMmm2v22Mc2 答案
3、：(1)B(2)电流表读数为零时电压表的示数 U1、U2 eU2U121 (3)mvM Mmm2v22Mc2 2(1)下列说法正确的是_。A电子的衍射现象说明实物粒子的波动性 B235U 的半衰期约为 7 亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短 C原子核内部某个质子转变为中子时，放出 射线 D氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小(2)如图 2 所示为氢原子的能级图，有一群处于 n4 激发态的氢原子发生跃迁时能够发出多种频率的光子，让这些光子照射逸出功为 2.75 eV 的光电管，有_种光子能使光电管能发生光电效应，逸出的光电子的最大初
4、动能为_eV。图 2(3)A、B 两球沿同一条直线运动，如图 3 记录了它们碰撞前后的运动情况，其中 a、b 分别为 A、B 碰前的 st 图象，c 为碰后它们的 st 图象。若 A 球质量为 1 kg，则 B 球质量是多少？解析：(3)由图象可知：碰前 va4102 m/s3 m/s vb402 m/s2 m/s 图 3 碰后 vc2442 m/s1 m/s 由碰撞过程中动量守恒有：mAvamBvb(mAmB)vc 得 mB0.67 kg。答案：(1)AD(2)3 10(3)0.67 kg 3(1)如图 4 所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子_。A从 n4 能级跃迁到 n3 能级比从
5、n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出电磁波的波长长 B从 n5 能级跃迁到 n1 能级比从 n5 能级跃迁到 n4 能级辐 图 4 射出电磁波的速度大 C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的 D从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量(2)水平面上质量为 m 的滑块 A 以速度 v 碰撞质量为23m 的静止滑块 B，碰撞后 AB 的速度方向相同，它们的总动量为_；如果碰撞后滑块 B 获得的速度为 v0，则碰撞后滑块 A的速度为_。(3)太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子(中微子不带电)。若太阳辐射能量的总功率为 P，质子、氦核、正电子
6、的质量分别为 mp、mHe、me，真空中光速为 c。求时间 t 内参与核反应的质子数。解析：(3)由爱因斯坦的质能方程知，核反应释放的能量 Emc2(4mp2memHe)c2，设太阳在 t 内有 n 个质子参与核反应，则n4EPt，n4PtE 4Pt4mp2memHec2。答案：(1)ACD(2)mv v23v0(3)4Pt4mp2memHec2 4(1)质量为 m 的人站在质量为 2m 的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比。当车速为 v0时，人从车上以相对于地面大小为 v0 的速度水平向后跳下。跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正
7、确表示车运动的 vt 图象为_。图 5(2)美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压 Uc 与入射光频率，算出普朗克常量 h，并与普朗克根据黑体辐射得出的 h 相比较，以验证爱因斯坦方程的正确性。实验结果表明，两种方法得出的普朗克常量 h 在误差允许的范围内是一致的。图 6 是某次试验中得 图 6 出的两种金属的遏止电压 Uc与入射光频率 关系图象，图中直线的斜率为 k。若光电子的电荷量为 e，根据图象可知：普朗克常量 h_，两种金属的逸出功关系为 W 甲_W乙(选填“”、“”或“Uc 乙，W 甲W 乙。(3)由动量守恒得 mNvmNvNmHvH，由能量守恒得12mNv212mNv2N12mH
8、v2H。解得 vNmNmHmNmHv，vH 2mNmNmHv。答案：(1)B(2)ek (3)vNmNmHmNmHv，vH 2mNmNmHv 5(2012无锡模拟)(1)下列说法正确的是_。A用加温或加压的方法不能改变原子核衰变的半衰期 B某原子核经过一次 衰变后，核内质子数减少 4 个 C.239 94Pu 与239 92U 的核内具有相同的中子数和不同的核子数 D放射性物质发生 衰变时所释放的电子来源于核外电子 (2)如图 7 所示，质量为 m210 kg 的滑块静止于光滑水平面上，一小球 m15 kg，以 v110 m/s 的速度与滑块相碰后以 2 m/s的速率被弹回。碰撞前两物体的总动
9、能为_J，碰撞后两物体的 图 7 总动能为_ J。说明这次碰撞是_。(填弹性碰撞或非弹性碰撞)(3)氢原子的能级如图 8 所示，求：当氢原子从 n4 向 n2 的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为多少？现有一群处于 n4 的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？图 8 解析：(2)碰撞前动能为12m1v21250 J，碰撞过程动量守恒：m1v1m2v2m1v1得 v26 m/s，故碰后系统总动能为12m1v1212m2v22190 J250 J，故这次碰撞为非弹性碰撞。(3)WE4E20.85 e
10、V(3.40 eV)2.55 eV，一群处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时能放出 6 种不同频率的光，但 43 和32 两种光子不能使该金属发生光电效应，故共 4 种频率的光子。答案：(1)A(2)250 190 非弹性碰撞(3)2.55 eV 4 种 6(2012南京调研)(1)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘 131，碘 131 是放射性同位素，衰变时会发出 射线与 射线，碘 131 被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注。下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是_。A人类无法通过改变外部环境来改变碘 131 衰变的快慢 B碘 131 的半衰期为 8.3 天，则 4 个
11、碘原子核经 16.6 天后就一定剩下一个原子核 C 射线与 射线都是电磁波，但 射线穿透本领比 射线强 D碘 131 发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的(2)在光电效应现象中，若某金属的截止波长为 0，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_。若用波长为(0)单色光做实验，则光电子的最大初动能为_。(3)在光滑水平面上，质量为 1.5 kg 的滑块 A 以 2.0 m/s 的速度撞击质量为 9.0 kg 的静止滑块 B，撞击后滑块 B 的速度为 0.5 m/s，求滑块 A 碰后的速度大小和方向。解析：(3)分析题意可知，A、B 碰撞过程中动量守恒 mAvAmAvAmBvB vAmAvAmBvBmA1.52.09.00.51.5 m/s1.0 m/s 负号表明碰后 A 的速度方向与原来运动方向相反。答案：(1)AD(2)hc0 hc(110)(3)1.0 m/s 方向与原来运动方向相反