1、选修35动量原子结构原子核综合检测一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40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4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)1下列说法正确的是()A.NHCHe是衰变方程B.HHHe是核聚变反应方程C.UThHe是核裂变反应方程D.HeAlPn是原子核的人工转变方程解析A项为原子核的人工转变方程；B项为核聚变反应方程；C项为衰变方程；D项为原子核的人工转变方程答案BD2下列现象中，与原子核内部变化有关的是()A粒子散射现象B天然放射现象C光电效应现象 D原子发光现象解析粒子散射现象是用粒子轰击重金属核
2、过程中产生的现象，与核内部的变化无关，A错误；天然放射现象是指放射性元素的原子核放出、等射线后产生新核的过程，与原子核内部变化有关，B正确；光电效应是核外电子吸引光子能量后变成光电子的过程，与核内变化无关，C错误；原子发光是核外电子从高能级跃迁到低能级的过程中产生的，与核内变化无关，D错误答案B3下列说法正确的是()A粒子大角度散射表明粒子很难进入原子内部B氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射C裂变反应有质量亏损，质量数不守恒D射线是一种波长很短的电磁波解析本题考查内容涉及粒子散射实验、氢原子跃迁、光的全反射、核反应中的质量亏损和质量数守恒及射线的本质粒子散射实验中只有极少数粒子发生
3、大角度散射，大多数粒子并没有改变原有的方向，说明粒子进入原子内部并不困难，选项A错，要发生全反射必须是光从光密介质进入光疏介质，选项B错；核裂变虽有质量亏损，但质量数守恒，选项C错；射线本质是波长很短的电磁波，选项D对答案D4一质量为2m的小物块A，沿x轴的正方向运动，与静止在x轴上的质量为m的小物块B发生碰撞，碰撞前物块A的速度为v0.已知碰撞后，两物块都沿x轴的正方向运动，则碰撞后，小物块B可能获得的速度为()Av0 B2v0C.v0 D.v0答案AC5欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是()A用10.2 eV的光子照射B用11 eV的光子照射C用14 eV的光子照射D用10 eV的
4、电子碰撞解析由氢原子能级图算出，只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能级差，故选项A正确；而能量E13.6 eV的光子可使氢原子电离，故C亦正确答案AC6硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是()A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析硅光电池是把光能转变为电能的一种装置，A正确；硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，依据光电效应方程EkhWhh0，可见只有当入射光子的频率大于极限频率时才能发生光电效应，B、C、D错误答案A7如图，若x轴表示时
5、间，y轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系若令x轴和y轴分别表示其他的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系下列说法中正确的是()A若x轴表示时间，y轴表示动能，则该图像可以反映物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大
6、时，闭合回路的感应电动势与时间的关系解析若x轴表示时间，y轴表示动能，则受恒定合外力作用下做直线运动的物体动能与时间的关系式为Ekmv2m(v0at)2mvmv0atma2t2，其中a为加速度，是定值，故Ek与t是二次函数关系，图线为抛物线，A选项错误；若x轴表示频率，y轴表示光电子最大初动能，两者关系是最大初动能mv2hW逸，故B项错误；若x轴表示时间，y轴表示动量，则在沿运动方向上的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系为pF合tmv0，图线为与纵轴截距为mv0的直线，故C项正确；若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则磁感应强度均匀增大时闭合回路的感应电动势ENNS，E为定值，其图线为一条
7、水平直线，故D项错误答案C8目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B衰变所释放的电子是原子核内的中子衰变成质子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4解析由于半衰期是统计规律，A项错误；发生衰
8、变时，中子数减少2，D项错误，正确答案B、C.答案BC9据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试下列关于“人造太阳”的说法中正确的是()A“人造太阳”的核反应方程是HHHenB“人造太阳”的核反应方程是UnBaKr3nC根据公式Emc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D根据公式Emc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同解析“人造太阳”是核聚变装置，故A正确，B错误；由于聚变的燃料是轻核，裂变的燃料是重核，根据相对原子质量知同等质量的聚变燃料比裂变燃料包含的原子核数目多
9、，故能产生更多能量，C正确选A、C.答案AC10一个静止的天然放射性元素的原子核在匀强磁场中发生衰变，所产生的新核和所放出的粒子的运动方向均垂直于磁场方向，如图所示，能正确反映其轨道的可能是()解析由r知发生、衰变产生的新核与对应的或粒子具有等大、反向的动量，故r，大圆为或粒子，小圆为新核的径迹，由左手定则可判断出A、D正确、衰变过程中系统的动量守恒，若原子核是静止的，则有mvmaxm新v新由带电粒子在磁场中运动的轨道半径及旋转方向可判断或粒子的半径大，新核的半径小，两圆内切为衰变，两圆外切为衰变；由两圆半径关系可推知新核及原核的核电荷数、衰变在匀强磁场中的轨迹如图所示答案AD二、本题共6小题
10、，共60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(6分)某学生用“验证动量守恒定律”的器材(如图所示)来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒，他的实验步骤如下：A把斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处切线水平；B出口末端拴上重垂线，使出口末端投影落于水平地面O点，地面上铺复写纸、白纸；C从斜槽某高处同一点A由静止开始释放球多次，找出平均落地点P.问：(1)应测量哪些数据？_.(2)根据(1)中测量数据字母，求钢球在斜槽上滚下过程中：Ep_，Ek_.答案(1)A点距台面高度为H，斜槽出口距地面高度
11、为h，OP间距离为s(2)mgH12.(6分)约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_，P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1mgP随时间衰变的关系如图所示，请估算4mg的P经多少天的衰变后还剩0.25mg.解析P衰变的方程PSie，即这种粒子为正电子题图中纵坐标表示剩余P的质量，经过t天4mg的P还剩0.25mg，也就是1mg中还剩mg0.0625mg，由题图估读出此时对应天数为56天答案正电子56天(5458天都算对)13(10分)如下图为氢原子能级示意图，现有动能是E(eV)的某个粒子与处在基
12、态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等碰撞后氢原子受激发跃迁到n4的能级(粒子的质量mx与氢原子的质量mH之比为k)求：(1)碰前氢原子的动能；(2)若有一群氢原子处在n4的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光，光子能量多大？解析(1)设v和vH分别表示粒子和氢原子的速率，由题意可知mxvmHvH0EHmHvkE.(2)会辐射出6种不同频率的光EE4E10.85 eV(13.60) eV12.75 eV.答案(1)kE(2)6种12.75 eV14(12分)光滑水平面上有一质量为M的滑块，滑块的左侧是一光滑的圆弧，圆弧半径为R1m一质量
13、为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块已知M4m，g取10m/s2，若小球刚好没跃出圆弧的上端，求：(1)小球的初速度v0是多少？(2)滑块获得的最大速度是多少？解析(1)当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向动量守恒有mv0(mM)v1 因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律有mv(mM)vmgR 联立式解得v05m/s. (2)小球到达最高点以后又滑回，滑块又做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守恒和能量守恒有mv0mv2Mv3 mvmvMv 联立式解得v32m/s.答案(1)5m/s(2)2m/s1
14、5(12分)若U俘获一个中子裂变成Sr及Xe两种新核，且三种原子核的质量分别为235.0439u、89.9077u和135.9072u，中子质量为1.0087u(1u1.66061027 kg,1 uc2相当于931.50meV)(1)写出轴核裂变的核反应过程；(2)求9.2 kg纯铀235完全裂变所释放的能量是多少？(取两位有效数字)解析(1)UnSrXe10n.(2)因为一个铀核裂变的质量亏损m(235.0439 u1.0087 u)(89.9077 u135.9072 u101.0087 u)0.1507 u，故9.2 kg的铀裂变后总的质量亏损为Mu3.551024u，所以EMc23.
15、551024931.50meV3.31027MeV.答案(1)UnSrXe10n(2)3.31027MeV16(14分)雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞已知雨滴的初始质量为m0，初速度为v0，下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为m1.此后每经过同样的距离l后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为m2、m3mn(设各质量为已知量)不计空气阻力(1)若不计重力，求第n次碰撞后雨滴的速度vn；(2)若考虑重力的影响，a求第1次碰撞前、后雨滴的速度v1和v1；b求第n次碰撞后雨滴的动能mnv.解析(1)不计重力，全过程中动量守恒，m0v0mnvn得vnv0.(2)若考虑重力的影响，雨滴下降过程中做加速度为g的匀加速运动，碰撞瞬间动量守恒a第1次碰撞前vv2gl，v1第1次碰撞后m0v1m1v1v1v1. b第2次碰撞前v2v2gl 第2次碰撞后，利用式得v2v2v2gl同理，第3次碰撞后v2v2gl第n次碰撞后v2v动能mnv(mv2glm)答案(1)vnv0(2)a.v1v1b.mnv(mv2glm)