1、阶段验收评估(十三)动量近代物理初步选修35(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2013重庆高考)以下是物理学史上3个著名的核反应方程()xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3种不同的粒子，其中z是A粒子B质子C中子D电子2(2013长安测试)随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识，下列说法正确的是()A汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的B卢瑟福通过粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子C普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出
2、了光子的概念D德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想3.如图1所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度向左飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，则这一过程中动量的变化量为()A大小为3.6 kgm/s，方向向左B大小为3.6 kgm/s，方向向右C大小为12.6 kgm/s，方向向左D大小为12.6 kgm/s，方向向右 图14一个氘核和一个氚核经过反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法中正确的是()A这个反应的核
3、反应方程是HHHenB这个反应既不是聚变反应也不是裂变反应C辐射出的光子的能量E(m3m4m1m2)c2D辐射出的光子的波长5.氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E154.4 eV，氦原子的能级示意图如图2所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是() 图2A42.8 eV(光子) B43.2 eV(电子)C41.0 eV(电子) D54.4 eV(光子)6如图3甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子()图3A从n3的能级跃迁到n2的能级时的辐射光B
4、从n5的能级跃迁到n2的能级时的辐射光C从n4的能级跃迁到n3的能级时的辐射光D从n2的能级跃迁到n1的能级时的辐射光7.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别是ma、mb，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度时间图象如图4所示。下列关系正确的是()AmambBmambCmamb D无法判断 图48A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比vAvB为()A.B.C2D.9下列说法中正确的是()A衰变现象说明电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轻核聚变C一
5、群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型10. (2013焦作质检)下列说法中正确的是()A卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为HeNOHB放射性元素的半衰期随温度的升高而增加C一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp(h为普朗克常量) 图5D从能级图中可知，氢原子从n2能级跃迁到n1能级释放出的光子能量高于从n4能级跃迁到n2能级所释放出的光子能量11.如图6所示，一质量M3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m1.0 kg的小木块A。现以地面为参考系，给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速
6、度，使A开始向左运动， 图6B开始向右运动，但最后A并没有滑离木板B。站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板B相对地面的速度大小可能是()A2.4 m/s B2.8 m/s C3.0 m/s D1.8 m/s12. (2013杭州模拟)如图7所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内。则下列说法正确的是()A小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 图7C小球在槽内运动的全过程中，小球与槽
7、组成的系统机械能守恒D小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒二、非选择题(本题共4小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图8所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上 图8的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM2
8、.68 cm，OP8.62 cm，ON11.50 cm，并知A、B两球的质量比为21，则未放B球时A球落地点是记录纸上的_点，系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p的百分误差_%(结果保留一位有效数字)。14. (12分)导弹作为决胜千里之外的一种战略武器，在现代战争中有着重要的作用。如图9所示，为BGM109战斧式巡航导弹飞行中，导弹在离地高h处时的方向恰好沿水平方向，速度大小为v，此时，导弹由于跟踪目标变化自动炸裂成质量相等的两块，然后各自执行其任务。设爆炸消耗的火药质量不计，爆炸后前半块的速度 图9仍同原来方向相同，速度大小为3v，那么两块弹片落地点之间的水平距离是多少？15(14分)(20
9、13江苏南京二模)(1)下列说法正确的有_。A光电子的最大初动能和照射光的频率成正比B大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性C卢瑟福用粒子散射实验的数据估算原子核的大小D玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论(2)放射性原子核 U先后发生衰变和衰变后，变为原子核。已知 U质量为m1238.029 0 u, Pa质量为m2234.023 9 u，粒子的质量为m4.002 6 u，电子的质量为me0.000 5 u。(原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量)则：放射性衰变方程为：_。原子核 U衰变为 Pa的过程中释放能量为_MeV(保留三位有效数字)。(3)在第(
10、2)问中，若原来 U静止，衰变后放出的粒子速度为v3107 m/s，不计电子和衰变过程中释放光子的动量，则 Pa的速度大小约为多少(保留两位有效数字)?16(16分)(2013德州模拟)(1)雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的中微子(Ve)而获得了2013年度诺贝尔物理学奖。他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为：VeClAre，已知Cl核的质量为36.956 58 u；1837Ar核的质量为36.956 91 u，10e的质量为0.000 55 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV。根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为_MeV。(2)如图10所示，质量为m1
11、kg的滑块，以v05 m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车，小车质量M4 kg，小车与右边的墙壁发生弹性碰撞后以等大反向的速度被反弹回来，在小车与墙壁碰撞前后各有一次滑块和小车相对静止的状态，求：与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度v1大小；与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度v2大小。图10答 案阶段验收评估(十三) 动量近代物理初步选修351选C根据质量数和电荷数守恒，三个核反应方程为HLi2He, HeN HO, HeBenC，z为中子，C选项正确。2选BD汤姆孙在研究阴极射线时发现电子，电子的发现说明原子是可以再分的，汤姆孙进一步提出了原子的“枣糕式”模型，该模型被卢瑟福用粒子散
12、射实验给予了否定，卢瑟福提出了原子的核式结构学说，A错误。爱因斯坦首先提出了光子的概念，C错误。3选D选向左为正方向，则动量的变化量为pmv1mv00.18(45) kgm/s0.1825 kgm/s12.6 kgm/s，大小为12.6 kgm/s，负号表示其方向向右，故D正确。4选A由电荷数守恒及质量数守恒可知A正确。此反应是轻核聚变反应，B错误。由质能方程知此过程中释放的核能为E(m1m2m3m4)c2，C错误。若此核能全部以光子的形式释放时，由Eh知光子的波长为，D错误。5选A由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收，故A项中光子不能被吸收，D项可以。而实物
13、粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被吸收，故B、C两项中电子均能被吸收。6选B从氢原子光谱图上可以看出谱线a、b相邻且波长ba，则谱线b光子的频率大于谱线a光子的频率，产生谱线b的能级差仅大于产生谱线a的能级差，所以B正确。7选B由图象可知，整个碰撞过程是运动的a球去碰撞静止的b球，碰撞后a球反向运动，b球向前运动，由图象可得碰撞前后a球的速度分别为2v0、v0，b球碰后的速度为v0，由动量守恒定律可得ma2v0ma(v0)mbv0，解得，故B正确。8选D设碰前A球的速率为v，根据题意，pApB，即mv2mvB，得碰前vB，碰后vA，由动量守恒定律，有mv2mm2mvB解得vBv所以
14、。选项D正确。9选CD衰变发生时，原子核中的中子转化为一个质子同时放出电子，电子并不是原子核的组成部分，目前建成的核电站的能量来自于重核裂变，A、B均错误；一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射出C323种不同频率的光子，C正确，由物理学史可知，D也正确。10选AD卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，A正确。放射性元素的半衰期是由原子核内部的因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关，B错误。由德布罗意波长可知一个动量为p的电子对应的物质波波长(h为普朗克常量)，C错误。从能级图中可知，氢原子从n2能级跃迁到n1能级释放出的光子能量为10.2 eV，
15、从n4能级跃迁到n2能级释放出的光子能量2.55 eV，D正确。11选A设A相对地面速度为0时，木板的速度为v1，以向右为正方向，由动量守恒定律得MvmvMv1，代入数据解得v1 m/s。木块从此时开始向右加速，直到二者有共同速度为v2，由动量守恒定律得Mv1(Mm)v2代入数据得v22 m/s。故在A做加速运动的过程中，B相对地面的速度在2 m/s范围内，所以A正确，B、C、D错误。12选CD小球下滑到槽的最低点之后，槽才离开墙壁，所以小球与槽组成的系统水平方向上的动量在槽离开墙壁之前不守恒，之后动量守恒，D正确；槽在离开墙壁之后，球与槽之间的弹力对球和槽都要做功，所以B错；整个过程中系统只
16、有重力做功，机械能守恒，C正确；槽离开墙壁之后弹力对槽做功，小球与槽具有向右的水平速度，所以小球离开右侧槽口以后，将做斜上抛运动，A错。13解析：放上被碰小球B后，碰后A球的速度一定比未放B球时小，落点离O点最近，而小球B的质量较小，碰后速度应大些，故未放被碰小球B时，A球的落点应为P点，2%答案：P214解析：设爆炸后每块质量为m，原速度方向为正方向，则由动量守恒定律得：2mvm3vmv则后半块速度vv，即v方向与原方向相反。由平抛运动规律知，弹片落地时间t ，因此两块弹片落地点间的水平距离x3vt|v|t4v 。答案：4v 15解析：(1)由光电效应方程EkhW0可知，光电子的最大初动能和
17、照射光的频率成一次函数关系，选项A错误；玻尔从基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，计算出氢原子中电子的可能轨道半径及相应的能量，选项D错误。(2)亏损的质量mm1m2mme0.002 0 u；释放的能量E0.002 0931.5 MeV1.86 MeV。(3)由动量守恒可得，mPavPamv，解得vPav5.1105 m/s。答案：(1)BC(2) UPaHee186(3)5.1105 m/s16解析：(1)核反应过程中质量增加量mmArmemCl36.956 91 u0.000 55 u36.956 58 u0.000 88 u。故电子中微子的最小能量为mc20.000 88931.5 MeV0.82 MeV(2)根据动量守恒定律：mv0(mM)v1v11 m/s根据动量守恒定律Mv1mv1(mM)v2v20.6 m/s。答案：(1)0.82(2)1 m/s0.6 m/s
