2022年高考物理二輪復習 專題整合突破六 第16講 動量守恒和原子物理素能特訓

2022年高考物理二輪復習 專題整合突破六 第16講 動量守恒和原子物理素能特訓1xx·棗莊模擬(多選)下列說法正確的是()A放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件有關B衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子和電子時所產生的C比結合能越大，原子中核子結合的越牢固，原子核越穩(wěn)定D大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產生4種不同頻率的光子答案BC解析放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)、物理環(huán)境等其他外部條件無關，只跟它的原子核的組成有關，A選項是錯誤的。衰變是原子核內部的一個中子轉化成一個質子和一個電子而產生的，B選項是正確的。比結合能越大，原子中核子結合的越牢固，原子核越穩(wěn)定，C選項是正確的。大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產生C6種不同頻率的光子，D選項是錯誤的。2xx·衡水一調(多選)下列說法正確的是()A采用物理或化學方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B查德威克發(fā)現(xiàn)了中子C現(xiàn)在的很多手表指針上涂有一種新型發(fā)光材料，白天吸收光子外層電子躍遷到高能軌道。晚上向低能級躍遷放出光子，其發(fā)光的波長一定跟吸收的光的波長完全一致D質子和中子結合成新原子核一定有質量虧損，釋放出能量E分別用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應。則用X射線照射時光電子的最大初動能較大答案BDE解析任何物理或化學方法都不能改變放射性元素的半衰期，它是原子核本身的特性，A選項是錯誤的。查德威克利用粒子轟擊鈹發(fā)現(xiàn)的中子，B選項是正確的。吸收光子后外層電子躍遷到高能軌道，高能軌道不穩(wěn)定，要向低能級躍遷釋放光子，其釋放的光子有C種，所以其發(fā)光的波長與它吸收光的波長不一定完全一致，C選項是錯誤的。中子和質子結合成新原子核是要釋放出能量，一定有質量虧損，D選項是正確的。由光電效應方程EkhW0可知，不同頻率的光照射同一金屬表面發(fā)生光電效應，照射光的頻率越大，光電子的最大初動能就越大，X射線的頻率比紫光的頻率大，所以E選項正確。3xx·湖南十三校聯(lián)考(多選)下列說法正確的是()A任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光波長小于這個波長，才能產生光電效應B氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小C德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為一切物體都具有波粒二象性D盧瑟福通過對粒子散射實驗的研究，揭示了原子核的組成E鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，要經過8次衰變和6次衰變答案ACE解析任何一種金屬發(fā)生光電效應的條件是入射光的波長必須小于金屬的極限波長，而每種金屬都有自己的截止頻率或最大波長，所以A選項是正確的。氫原子從高能級向低能級躍遷時輻射光子，能量減小，軌道半徑減小，庫侖力增加，核外電子的加速度增大，因此B選項是錯誤的。德布羅意在普朗克和愛因斯坦的光子說的基礎上提出了物質波的概念，認為一切物體都具有波粒二象性，C選項是正確的。盧瑟福通過對粒子散射實驗的研究，揭示了原子的核式結構，并不是原子核的組成，D選項是錯誤的。鈾238衰變成鉛206，要經過8次衰變，82(928×2)6次衰變，E選項正確。4xx·大連一模用不同頻率的光照射某金屬產生光電效應，測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率，得到Uc­圖象如圖所示，根據圖象求出該金屬的截止頻率c_Hz，普朗克常量h_J·s。(已知電子電荷量e1.6×1019 C)答案5.0×10146.4×1034解析遏止電壓是讓光電流為零時的反向電壓的最小值。由動能定理可知：eUcEk由光電效應方程可知：EkhW0W0hc以上各式聯(lián)立得：Ucc由圖象可知：c5.0×1014 Hze1.6×1019 C解得：h6.4×1034 J·s5. xx·長春質監(jiān)如圖所示，小車上固定有一內壁光滑的彎管，彎管左、右兩端管口在同一水平面上。彎管及小車的總質量為M，小車靜止于光滑水平面上，質量為mM的小球以水平速度v0(未知)射入彎管，小球直徑略小于彎管，彎管最高處的管口的豎直高度為h。設小球與彎管在相互作用過程中無機械能損失，小球離開小車時，速度仍是水平的。(1)若小球恰好能到達彎管的最高點，試求v0的大??；(2)若小球恰好能到達彎管的最高點后，從右端離開小車，試求離開小車時小球的速度(用v0表示)。答案(1)(2)v0解析(1)小球到達最高點時恰與小車等速。這一過程系統(tǒng)水平方向動量守恒且系統(tǒng)機械能守恒：mv0(mM)vmv(Mm)v2mgh解得：v02(2)當小球從右邊離開小車時，設小球和車的末速度分別為v1、v2，有mv0mv1Mv2mvmvMv解出兩組解，小球從左邊離開的解是：v1v0，v2v0(舍去)對應于小球從右邊離開的解是：v1v0，v206xx·山西質監(jiān)如圖，質量m10.45 kg的平頂小車靜止在光滑水平面上，質量m20.5 kg的小物塊(可視為質點)靜止在車頂?shù)挠叶?。一質量為m00.05 kg的子彈以水平速度v0100 m/s射中小車左端并留在車中，最終小物塊相對地面以2 m/s的速度滑離小車。已知子彈與車的作用時間極短，小物塊與車頂面的動摩擦因數(shù)0.8，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。取g10 m/s2，求：(1)子彈相對小車靜止時小車速度的大?。?2)小車的長度L。答案(1)10 m/s(2)2 m解析(1)子彈進入小車的過程中，子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得m0v0(m0m1)v1解得v110 m/s(2)三物體組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得(m0m1)v1(m0m1)v2m2v3解得v28 m/s由能量守恒可得(m0m1)vm2g·L(m0m1)vm2v解得L2 m7.xx·武漢調研如圖所示，AB為傾角37°的粗糙斜面軌道，通過一小段光滑圓弧與光滑水平軌道BC相連接，質量為m2的小球乙靜止在水平軌道上，質量為m1的小球甲以速度v0與乙球發(fā)生彈性正碰。若m1m212，且軌道足夠長，要使兩球能發(fā)生第二次碰撞，求乙球與斜面之間的動摩擦因數(shù)的取值范圍。(sin37°0.6, cos37°0.8)答案<0.45解析設碰后甲的速度為v1，乙的速度為v2，由動量守恒定律和能量關系得：m1v0m1v1m2v2m1vm1vm2v聯(lián)立解得：v1v0v0，v2v0v0設上滑的最大位移大小為s，滑到斜面底端的速度大小為v，由動能定理得：(m2gsin37°m2gcos37°)sm2v(m2gsin37°m2gcos37°)sm2v2聯(lián)立解得：()2乙要能追上甲，則：v>解得：<0.458xx·湖南十三校聯(lián)考兩物塊A、B用輕彈簧相連，質量均為m2 kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上運動，質量M4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。B與C碰撞后二者會粘在一起運動。求在以后的運動中：(1)當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度v1為多大？(2)系統(tǒng)中彈性勢能的最大值Ep是多少？答案(1)3 m/s(2)12 J解析(1)根據題意，A、B、C三物塊動量守恒，當彈簧的彈性勢能最大時滿足：2mv(2mM)v1代入數(shù)據得v13 m/s(2)根據動量守恒，當BC剛剛完成碰撞時滿足：mv(mM)vBC此后系統(tǒng)機械能守恒，當彈簧的彈性勢能最大時滿足：mv2(Mm)v(2mM)vEp代入數(shù)據后整理得：Ep12 J