（江蘇專用）2019高考物理一輪復習 單元檢測十三 動量 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核.docx

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單元檢測十三　動量　波粒二象性　原子結(jié)構(gòu)與原子核 考生注意： 1．本試卷共4頁． 2．答卷前，考生務(wù)必用藍、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學號填寫在相應(yīng)位置上． 3．本次考試時間90分鐘，滿分100分． 4．請在密封線內(nèi)作答，保持試卷清潔完整． 一、選擇題(本題共6小題，每小題4分，共計24分．每小題至少有一個選項符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分) 1．(2018泰州中學模擬)下列說法中正確的是(　　) A．用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能大 B．查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)是：Be＋He→C＋n C．β衰變說明了β粒子(電子)是原子核的組成部分 D．“探究碰撞中的不變量”的實驗中得到的結(jié)論是碰撞前后兩個物體mv的矢量和保持不變 2．(2018徐州三中月考)下列說法正確的是(　　) A．太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng) B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的波長太短 C．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增加 D．將放射性元素摻雜到其它穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變 3．(2018虹橋中學調(diào)研)下列說法正確的是(　　) A．光電效應(yīng)是原子核吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象 B．天然放射性現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu) C．一個氘核的質(zhì)量小于一個質(zhì)子和一個中子的質(zhì)量和 D．已知鈷60的半衰期為5.27年，則任一個鈷60原子核都將在5.27年內(nèi)發(fā)生衰變 4．圖1中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是(　　) 圖1 A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡 B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡 C．c、d為α粒子的徑跡 D．c、d為β粒子的徑跡 5．(2018常熟市模擬)下列說法中正確的是(　　) A．某放射性原子核經(jīng)兩次α衰變和一次β衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個 B．玻爾理論可以成功解釋氫原子的光譜現(xiàn)象 C．氫原子的核外電子從半徑較大的軌道躍遷到半徑較小的軌道時，原子的能量增大 D．放射性元素發(fā)生β衰變，新核的化學性質(zhì)不變 6．(2017淮安市高三年級信息卷試題)下列說法中正確的是(　　) A．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都在增加，同時輻射強度的極大值向波長較短的方向移動 B．在康普頓效應(yīng)中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變短 C．放射性元素原子核的半衰期長短與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件有關(guān) D．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的 二、非選擇題(本題共12小題，共計76分) 7．(4分)(2018高郵市段考)如圖2所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，(直線與橫軸的交點坐標4.27，與縱軸交點坐標0.5)．由圖可知普朗克常量為________Js(保留兩位有效數(shù)字)． 圖2 8．(4分)(2018泰州中學調(diào)研)研究發(fā)現(xiàn)，在核輻射形成的污染中影響最大的是銫137(13755Cs)，可廣泛散布到幾百公里之外，且半衰期大約是30年左右．請寫出銫137發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程(新核可用X表示)：______________________.如果在該反應(yīng)過程中釋放的核能為E，光速為c，則其質(zhì)量虧損為________． 9．(4分)(2018南通市如東縣質(zhì)量檢測)如圖3所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)．若氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2能級的過程釋放出的光子恰好能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于n＝4能級的氫原子在向基態(tài)躍遷時，產(chǎn)生的光子中有________種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中光電子的最大初動能Ek＝________eV. 圖3 10．(4分)(2017南通市高三第一次調(diào)研測試)核電站所需的能量是由鈾核裂變提供的，裂變過程中利用__________(選填“石墨”或“鎘棒”)吸收一定數(shù)量的中子，控制反應(yīng)堆的反應(yīng)速度．核反應(yīng)堆產(chǎn)物發(fā)生β衰變產(chǎn)生反電子中微子(符號e)，又觀察到反電子中微子(不帶電，質(zhì)量數(shù)為零)誘發(fā)的反應(yīng)：e＋p→n＋x，其中x代表________________(選填“電子”或“正電子”)． 11．(4分)(2017南京市、鹽城市高三第二次模擬考試)用頻率為ν的光照射光電管陰極時，產(chǎn)生的光電流隨陽極與陰極間所加電壓的變化規(guī)律如圖4所示，Uc為遏止電壓．已知電子電荷量為－e，普朗克常量為h，則光電子的最大初動能為________，該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為________． 圖4 12．(6分)(2017揚州市高三上學期期末檢測)某金屬在光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖5所示，試求： 圖5 (1)普朗克常量h(用圖中字母表示)； (2)入射光的頻率為3νc時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能． 13．(8分)(2018南通市如東縣質(zhì)量檢測)如圖6甲所示，A、B兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，A的質(zhì)量為3kg，A以一定的初速度向右滑動，與B發(fā)生碰撞，碰前的A速度變化如圖乙中圖線Ⅰ所示，碰后A、B的速度變化分別如圖線Ⅱ、Ⅲ所示，g取10m/s2，求： 圖6 (1)A與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)判斷A、B間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞． 14.(8分)(2018淮安市、宿遷市學業(yè)質(zhì)量檢測)如圖7，滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA和mB，由輕質(zhì)彈簧相連，置于光滑水平面上，把兩滑塊拉近，使彈簧處于壓縮狀態(tài)并用一輕繩綁緊，兩滑塊一起以恒定的速率v0向右滑動．若輕繩突然斷開，彈簧第一次恢復到原長時滑塊A的動量為p，方向向左，求在彈簧第一次恢復到原長時： 圖7 (1)滑塊B的動量pB大小和方向； (2)若mA＝mB＝m，滑塊B的速度大小v. 15．(8分)(2018海安中學段考)質(zhì)量為2kg的物體B靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為1kg的物體A以2.0m/s的水平速度和B發(fā)生正碰，碰撞后A以0.2 m/s的速度反彈，求碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能． 16．(9分)(2017南京市、鹽城市高三第二次模擬)如圖8所示，木塊A和半徑為r＝0.5m的四分之一光滑圓軌道B靜置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量mA＝mB＝2.0kg.現(xiàn)讓A以v0＝6m/s的速度水平向右運動，之后與墻壁碰撞，碰撞時間為t＝0.2 s，碰后速度大小變?yōu)関1＝4 m/s.取重力加速度g＝10m/s2.求： 圖8 (1)A與墻壁碰撞過程中，墻壁對木塊平均作用力的大?。? (2)A滑上圓軌道B后到達最大高度時的共同速度大?。? 17.(9分)(2017蘇北四市高三上學期期末)如圖9所示，光滑水平面上質(zhì)量為1kg的小球A以2.0m/s的速度與同向運動的速度為1.0 m/s、質(zhì)量為2kg的大小相同的小球B發(fā)生正碰，碰撞后小球B以1.5m/s的速度運動．求： 圖9 (1)碰后A球的速度； (2)碰撞過程中A、B系統(tǒng)損失的機械能． 18．(8分)(2018南通市調(diào)研)一靜止的钚核發(fā)生衰變后放出一個α粒子變成鈾核．已知钚核質(zhì)量為m1，α粒子質(zhì)量為m2，鈾核質(zhì)量為m3，光在真空中的傳播速度為c. (1)如果放出的α粒子的速度大小為v，求鈾核的速度大小v′. (2)求此衰變過程中釋放的總能量． 答案精析 1．BD　[光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，隨著入射光頻率增大而增大，用不可見光照射金屬不一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能大，比如紅外線照射金屬比用紅光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能小，故A錯誤；查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)為用α粒子轟擊鈹核，產(chǎn)生C和中子，故B正確；β衰變中產(chǎn)生的β粒子是原子核中的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的，故C錯誤；“探究碰撞中的不變量”的實驗中得到的結(jié)論是碰撞前后兩個物體mv的矢量和保持不變，故D正確．] 2．AD　[太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反應(yīng)，又稱熱核反應(yīng)，故A正確；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的波長太長，故B錯誤；核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增加，電勢能減小，故C錯誤；半衰期是元素本身的性質(zhì)，與它所處的物理、化學環(huán)境無關(guān)，故D正確．] 3．BC　[光電效應(yīng)是光照射金屬，電子吸收能量后飛出金屬表面的現(xiàn)象，故A錯誤；天然放射性現(xiàn)象中的射線來自原子核，可知天然放射性現(xiàn)象說明原子核有復雜結(jié)構(gòu)，故B正確；一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核，向外輻射能量，有質(zhì)量虧損，知一個質(zhì)子和一個中子的總質(zhì)量大于一個氘核的質(zhì)量，故C正確；大量的原子核經(jīng)過一個半衰期有半數(shù)發(fā)生衰變，不是經(jīng)過一個半衰期任何一個原子核都發(fā)生衰變，故D錯誤．] 4．D　[γ粒子是不帶電的光子，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，選項B錯誤；α粒子為氦核帶正電，由左手定則知向上偏轉(zhuǎn)，選項C錯誤；β粒子是帶負電的電子，應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項D正確，A錯誤．] 5．AB　[某放射性原子核經(jīng)兩次α衰變和一次β衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個，選項A正確；玻爾理論可以成功解釋氫原子的光譜現(xiàn)象，但是不能解釋其它原子光譜現(xiàn)象，選項B正確；氫原子的核外電子從半徑較大的軌道躍遷到半徑較小的軌道時，釋放出光子，原子的能量減小，選項C錯誤；放射性元素發(fā)生β衰變，新核的原子序數(shù)要變化，化學性質(zhì)改變，選項D錯誤．] 6．AD　[黑體輻射的強度按波長的分布只與溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，A正確；康普頓效應(yīng)中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，則動量減小，根據(jù)λ＝，知波長變長，故B錯誤；放射性元素原子核的半衰期長短與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān)，只和自身因素有關(guān)，C錯誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的，D正確．] 7．6.510－34 解析　根據(jù)光電效應(yīng)方程得，Ek＝hν－W0，當入射光的頻率為5.51014Hz時，最大初動能為0.5eV.當入射光的頻率為4.271014Hz時，光電子的最大初動能為0. 則h5.51014－W0＝0.51.610－19，h4.271014－W0＝0 聯(lián)立解得h＝6.510－34Js. 8．13755Cs→13756X＋　0－1e　 解析　根據(jù)核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得到： 13755Cs→13756X＋　0－1e 根據(jù)質(zhì)能方程E＝Δmc2， 解得：Δm＝ 9．5　10.86 解析　因為氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2能級的過程釋放出的光子恰好能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，即逸出功W0＝E3－E2＝1.89eV. 從n＝4躍遷到n＝1、2，從n＝3躍遷到n＝1、2，從n＝2躍遷到n＝1輻射的光子能量大于等于逸出功，則有5種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)． 從n＝4躍遷到n＝1輻射的光子能量最大，為12.75eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，光電子的最大初動能Ek＝hν－W0＝12.75eV－1.89eV＝10.86eV. 10．鎘棒　正電子 11．eUc　ν－ 解析　由動能定理可知，光電子的最大初動能Ek＝eUc. 根據(jù)光電效應(yīng)方程，Ek＝hν－h(huán)νc 所以νc＝ν－. 12．(1)　(2)2E 解析　(1)由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，結(jié)合圖象可知金屬的逸出功W0＝E，極限頻率為νc，所以hνc－W0＝0，解得h＝. (2)由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，則Ekm＝h3νc－W0＝2E. 13．(1)0.1　(2)見解析 解析　(1)由題圖可知，A的初速度為：v0＝3m/s，碰撞前的速度為：v1＝2 m/s，時間為：t＝1s， 由動量定理得：－Fft＝mv1－mv0， 代入數(shù)據(jù)解得：Ff＝3N， A與地面間的動摩擦因數(shù)：μ＝＝＝＝0.1 (2)由題圖可知，碰撞后A的速度為：vA＝1m/s，B的速度為：vB＝3 m/s， 碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得： mAv1＝mAvA＋mBvB， 代入數(shù)據(jù)解得：mB＝1kg， 碰撞前后系統(tǒng)的機械能差：ΔE＝mAv12－mAvA2－mBvB2 代入數(shù)據(jù)解得：ΔE＝0J，則碰撞為彈性碰撞． 14．(1)p＋(mA＋mB)v0，方向向右　(2)＋2v0 解析　(1)以向右為正方向，由動量守恒定律知： (mA＋mB)v0＝－p＋pB 解得：pB＝p＋(mA＋mB)v0，方向向右 (2)若滑塊A、B的質(zhì)量相等，由動量守恒有： 2mv0＝－p＋mv 解得：v＝＋2v0 15．0.77J 解析　取碰撞前物體A的速度方向為正方向，兩物體碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，由動量守恒定律得： mAv0＝－mAvA＋mBvB 得vB＝＝m/s＝1.1 m/s 由能量守恒定律得：系統(tǒng)損失的機械能 ΔE＝mAv02－(mAvA2＋mBvB2 代入數(shù)據(jù)解得ΔE＝0.77J 16．(1)100N　(2)2m/s 解析　(1)A與墻壁碰撞過程，規(guī)定水平向左為正，對A由動量定理有Ft＝mAv1－mA(－v0)　 解得F＝100N (2)A從返回到滑上圓軌道到最大高度的過程，對A、B組成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒： mAv1＝(mA＋mB)v2 解得v2＝2m/s 17．(1)1.0m/s，方向與原方向相同　(2)0.25J 解析　(1)碰撞過程，以A的初速度方向為正，由動量守恒定律得： mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′，代入數(shù)據(jù)解得： vA′＝1.0m/s，方向與原方向相同 (2)碰撞過程中A、B系統(tǒng)損失的機械能為： E損＝mAvA2＋mBvB2－mAvA′2－mBvB′2 代入數(shù)據(jù)解得E損＝0.25J 18．(1)v　(2)(m1－m2－m3)c2 解析　(1)根據(jù)動量守恒定律0＝m2v－m3v′ 解得v′＝v (2)質(zhì)量虧損Δm＝m1－m2－m3 釋放的總能量ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3)c2