2014年版高考物理动量守恒定律原子结构和原子核二轮复习题目

2014年版高考物理动量守恒定律原子结构和原子核二轮复习题目

选考模块(3－5)　动量守恒定律　原子结构和原子核 ‎ ‎1．(1)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则________．(填入正确选项前的字母)‎ A．氢原子可能辐射6种频率的光子 B．氢原子可能辐射5种频率的光子 C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 ‎(2)质量为m1＝‎1.0 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其x－t(位移—时间)图象如图所示，试通过计算回答下列问题：‎ ‎①m2等于多少千克？‎ ‎②碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？‎ 解析：　(1)从n＝4能级跃迁可能产生的光子为6种，选项A正确．若产生光电效应，则光子的能量需要大于2.7 eV，此时只有第4能级跃迁到第1能级、第3能级跃迁到第1能级、第2能级跃迁到第1能级3种频率的光子，选项C正确．‎ ‎(2)①碰撞前m2是静止的，m1的速度为v1＝‎4 m/s 碰后m1的速度v1′＝－‎2 m/s m2的速度v2′＝‎2 m/s 根据动量守恒定律有m1v1＝m1v1′＋m2v2′‎ 解得m2＝‎3 kg.‎ ‎②Ek1＋Ek2＝8 J Ek1′＋Ek2′＝8 J 碰撞前后系统动能之和相等，因而该碰撞是弹性碰撞．‎ 答案：　(1)AC　(2)①‎3 kg　②弹性碰撞 ‎2．(1)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是________．(填入正确选项前字母)‎ A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关 B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比 C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比 D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系 E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系 ‎(2)一个静止的U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后Th核的动能为多少MeV？(保留1位有效数字)‎ 解析：　(1)由Ek＝hν－W0知Ek与照射光的强度及照射时间无关，与ν成线性关系，故选项A、D正确，C错误．由Ek＝－W0可知Ek与λ不成反比，故选项B错误．在hν不变的情况下，Ek与W0成线性关系，故选项E正确．‎ ‎(2)据题意知：此α衰变的衰变方程为U→Th＋He 根据动量守恒定律得mαvα＝mThvTh ①‎ 式中，mα和mTh分别为α粒子和Th核的质量，vα和vTh分别为α粒子和Th核的速度的大小，由题设条件知 mαv＋mThv＝Ek ②‎ ＝ ③式中Ek＝4.27 MeV是α粒子与Th核的总动能 由①②③式得mThv＝Ek ④‎ 代入数据得，衰变后Th核的动能mThv＝0.07 MeV. ⑤‎ 答案：　(1)ADE　(2)0.07 MeV