1、第14讲动量守恒定律原子结构和原子核1(2015浙江高考信息优化卷四)(1)原子核的比结合能与核子数的关系如图61411所示核子组合成原子核时()图61411A小质量数的原子核质量亏损最大B中等质量数的原子核质量亏损最大C大质量数的原子核质量亏损最大D不同质量数的原子核质量亏损相同(2)在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向_(填“相反”或“相同”)，碳核的动量_(填“大于”“等于”或“小于”)碰后中子的动量(3)氢原子的能级如图61412所示原子从能级n3向n1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生
2、光电效应有一群处于n4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值普朗克常量h6.631034 Js，结果保留两位有效数字图61412解析(2)根据动量守恒定律有mnvnmnvnmCvC可以判断碳核运动方向与后来中子运动方向相反，碳核动量大于碰后中子的动量(3)E3E1h解得2.91015 Hzn4向n1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程Ek(E4E1)(E3E1)得Ek0.66 eV答案(1)B(2)相反大于(3)2.91015 Hz0.66 eV2(1)(多选)下列说法中正确的是()A衰变现象说明电
3、子是原子核的组成部分B目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D卢瑟福依据极少数粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型(2)在某次军事演习中，载有鱼雷的快艇总质量为M，以速度v匀速前进，现沿快艇前进的反方向发射一颗质量为m的鱼雷后，快艇速度增为原来的倍，若不计水的阻力，求鱼雷相对静水的发射速度为多大解析(1)衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射C3种不同频率的光子，而一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，只能是三种
4、可能频率中的一种或两种，故C选项错误；卢瑟福依据极少数粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确(2)取快艇初速度的方向为正方向，由动量守恒定律有Mv(Mm)vmv解得v答案(1)BD(2)3(2015浙江高考信息优化卷五)(1)下列说法中正确的是()A阴极射线来源于原子核B普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说C在粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型D一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短(2)核航母是以核反应堆为动力装置的航空母舰，能提供几乎无限制的航行能力核方程UnBaKryX是核反应中的一种，其中X为待求粒子，y为X的个数，则X是_
5、(填“质子”“中子”或“电子”)，y_(填数字)(3)如图61413所示，物体A静止在光滑水平面上，其左端固定轻质弹簧，物体B以速度v04.0 m/s沿水平方向向物体A运动，并通过弹簧与物体A发生相互作用设A、B两物体的质量均为m2 kg，求物体A速度为1 m/s时弹簧的弹性势能图61413解析(1)阴极射线是自由电子，并非来源于原子核，A错；爱因斯坦提出了光子说，B项错；一束光照到某种金属上不能发生光电效应是由于频率太小，即波长太长，D项错；卢瑟福在粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型，C项对(2)根据质量数和电荷数守恒可判断X是中子，y3.(3)根据动量守恒定律mv0mv1mv2解得
6、v23 m/s弹簧弹性势能EPmvmvmv解得EP6 J答案(1)C(2)中子3(3)6 J4(2015浙江高考信息优化卷十四)(1)(多选)放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(射线、射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表：同位素90Sr210Po238Pu射线半衰期28年138天89.6年若选择上述某一种同位素作为放射源，使用相
7、同材料制成的辐射屏蔽层，制造用于执行长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是()A90Sr的半衰期较长，使用寿命较长，放出的射线比射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄B210Po的半衰期最短，使用寿命最长，放出的射线比射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄C238Pu的半衰期最长，使用寿命最长，放出的射线比射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄D放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变(2)一静止的U核发生衰变转变成钍核(Th)，已知放出的粒子动能为Ek0.假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，试写出铀核衰变的核反应方程并求出反冲钍核(Th)的动能解析(
8、1)根据图表信息可知，238Pu半衰期最长，使用寿命最长，210Po的半衰期最短，使用寿命最短，射线贯穿本领比射线强，射线只要一张薄纸屏蔽就可以，A、B错，C对；放射性同位素衰变时放出能量对应有质量亏损，但衰变前、后质量数守恒，D对(2)核反应方程式为UThHe衰变过程中动量守恒，且Ek，钍核的动能EkEk0，即EkEk0答案(1)CD(2)UThHeEk05(1)(多选)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核聚变反应B天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D发生光电效应时，入射光的光强一定，频率越高，
9、逸出的光电子的最大初动能就越大(2)如图61414甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时作用力时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50 Hz，甲车的质量m甲2 kg，求：图61414乙车的质量m乙；两车碰撞时内能的增加量E.解析(1)太阳辐射能量来自太阳内部的核聚变反应，A项正确；天然放射现象中发出的射线只能来自原子核，所以该现象揭示了原子核有复杂的结构，B项正确；单色光不能使某金属发生光电效应，是因为光的频率太小，由c知
10、光波长太长，C项错；由光子理论和光电效应方程可知，D项正确(2)由图可知，碰前甲车运动的速度大小为v甲0.6 m/s碰后甲、乙两车一起运动的速度大小为v共0.4 m/s由动量守恒定律可得：m甲v甲(m甲m乙)v共代入数据得：m乙1 kg两车碰撞时内能的增加EEkm甲v(m甲m乙)v代入数据可得：E0.12 J答案(1)ABD(2)1 kg0.12 J6(2014高考冲刺卷三)(1)如图61415所示是教材中介绍的两个著名实验，其中甲图是_实验，由此科学家提出了_模型；乙图是_实验，它说明了光具有_图61415(2)如图61416所示，乙车中装满海绵，其总质量与甲车质量均为M，两车都静止在光滑的
11、水平面上，现有甲车上的质量为m的运动员从甲车上表面边缘水平向右跳出，刚好落到乙车的O点并相对乙车静止，重力加速度为g，求：图61416甲车的最终速度；运动员与乙车相互作用过程中损失的机械能解析(1)粒子散射实验中，发现绝大多数的粒子都能穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒子发生较大的偏转，极少数粒子偏转角度大于90；爱因斯坦的光电效应实验说明了光具有粒子性(2)运动员离开甲车后做平抛运动，设离开甲车时的速度为v，则：svthgt2运动员与甲车相互作用过程中，水平方向动量守恒：Mv甲mv0联立得v甲，负号表示方向向左运动员与乙车相互作用过程中，水平方向动量守恒：mv(Mm)v乙所以Emghmv2(Mm)v联立得：Emgh答案(1)粒子散射原子的核式结构光电效应粒子性(2)方向向左mgh