【优化方案】2016届高三物理大一轮复习章末检测：第十三章 动量守恒定律 近代物理
高三物理一轮复习 第十三章 动量 近代物理初步 第3节 原子结构与原子核课时跟踪检测(选修35)
原子结构与原子核对点训练：原子核式结构与物理学史1．(2016·福建师大附中模拟)如图1所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。
则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是( )图1A．1 305、25、7、1B．202、405、625、825C．1 202、1 010、723、203D．1 202、1 305、723、203解析：选A 根据α粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过90°，甚至有的被反向弹回。
所以在相等时间内A处闪烁次数最多，其次是B、C、D三处，所以选项A正确。
2．(2015·天津高考)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。
下列说法正确的是( )A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析：选A 天然放射现象说明原子核内部是有结构的，人们认识原子核的复杂结构是从天然放射现象开始的，选项A正确。
电子的发现说明了原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，选项B错误。
由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，选项C错误。
密立根油滴实验说明物质所带电荷量是量子化的，选项D错误。
对点训练：原子核的衰变规律3．(多选)(2016·江门模拟)放射性元素234 90Th的衰变方程为234 90Th→234 91Pa＋X，下列表述正确的是( )A．X是由Th原子释放的核外电子B．该衰变是β衰变C．加压或加温不能改变其衰变的快慢D ．Th 发生衰变时原子核要吸收能量解析：选BC 根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为－1，质量数为0，则X 为电子，该衰变为β衰变。
2016届高三物理一轮复习第13章第1课时动量动量守恒定律导学案(无答案)
第1课时动量动量守恒定律【考纲解读】1.理解动量、动量的变化量的概念.2.知道动量守恒的条件.3.会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题．【知识要点】考点一动量守恒定律的理解1．内容如果一个系统或者，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．2．适用条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于状态．(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力它所受到的外力．(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统动量守恒．考点二动量守恒定律的应用1．动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1＋m2v2＝，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零．考点三碰撞现象的特点和规律1．碰撞(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间极短，而物体间相互作用力很大的现象．(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力≫外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒．(3)分类2.碰撞后运动状态可能性判定(1)动量制约：即碰撞过程中必须受到动量守恒定律的制约，总动量的方向恒定不变，即p1＋p 2＝p 1′＋p 2′.(2)动能制约：即在碰撞过程中，碰撞双方的总动能不会增加，即E k1＋E k2≥E k1′＋E k2′ (3)运动制约：即碰撞要受到运动的合理性要求的制约，如果碰前两物体同向运动，则后面物体速度必须大于前面物体的速度，碰撞后原来在前面的物体速度必增大，且大于或等于原来在后面的物体的速度，否则碰撞没有结束；如果碰前两物体是相向运动，而碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非碰后两物体速度均为零．【典型例题】例1. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在其中，A 、B 用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打击木块A 及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( ) A ．动量守恒，机械能守恒 B ．动量不守恒，机械能守恒C ．动量守恒，机械能不守恒D ．无法判定动量、机械能是否守恒例2．如图，质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶，一质量为m 的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为________．(填选项前的字母)A ．v 0＋mM v B ．v 0－m M v C ．v 0＋m M (v 0＋v ) D ．v 0＋m M(v 0－v )例3.质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( ) A.12mv 2 B.mM 2 m ＋M v 2 C.12N μmgL D ．N μmgL【拓展训练】1． [动量守恒的判断]如图所示，A、B两物体质量之比m A∶m B＝3∶2，原来静止在平板小车C上．A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是( )A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒2．[动量守恒的判断]对于上题，如果数据不变，且已知A、B组成的系统动量守恒，则下列说法中正确的是( )A．A、B与C的动摩擦因数相等B．A、B与C的动摩擦因数不相等C．根据已知条件，可以求出A与C、B与C的动摩擦因数比D．根据已知条件，不能求出A与C、B与C的动摩擦因数比3． [动量守恒定律的应用]如图所示，一质量为M＝3.0 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m＝1.0 kg的小物块A.现以地面为参考系，给A和B一大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板，站在地面上的观察者看到在一段时间内物块A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( )A．3.0 m/s B．2.8 m/s C．2.4 m/s D．1.8 m/s4．[动量守恒定律的应用]如图所示，质量为m的人立于平板车上，人与车的总质量为M，人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动．当此人相对于车以速度v2竖直跳起时，车的速度变为( )A.Mv1－Mv2M－m，向东 B.Mv1M－m，向东 C.Mv1＋Mv2M－m，向东D．v1，向东5.[动量守恒定律在多物体构成系统中的应用]如图所示，质量均为m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m的小明站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面的速度为v，接着木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后被小明接住，求小明接住木箱后三者共同速度的大小．6.[碰撞规律的应用]质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为M 的静止小球相碰后，a球被反向弹回，b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动，c球碰后静止，则下列说法正确的是( )A．m一定小于MB．m可能等于MC．b球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大D．c球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大7．[碰撞规律的应用]两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m A＝1 kg，m B ＝2 kg，v A＝6 m/s，v B＝2 m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是( ) A．v A′＝5 m/s，v B′＝2.5 m/sB．v A′＝2 m/s，v B′＝4 m/sC．v A′＝－4 m/s，v B′＝7 m/sD．v A′＝7 m/s，v B′＝1.5 m/s8．[动量守恒在碰撞中的应用] 如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为m A＝2 kg、m B＝1 kg、m C＝2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C碰撞后瞬间A的速度大小．。
高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律近代物理 7 章末过关检测(十三)新人教版
章末过关检测(十三)(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分．每小题至少一个选项符合题意)1．(2018·扬州市高三调研测试)核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用 5 000年．将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作．已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别，下列说法正确的有( ) A．该放射性元素到火星上之后，半衰期发生变化B．该放射性元素到火星上之后，半衰期不变C．若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余12．5%D．若该放射性元素的半衰期为T年，经过3T年，该放射性元素还剩余12．5%答案：BD2．由于放射性元素237 93Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi，下列选项中正确的是( )A．209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少28个中子B．237 93Np经过衰变变成209 83Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．237 93Np的半衰期等于任一个237 93Np原子核发生衰变的时间解析：选C．209 83Bi的中子数为209－83＝126，237 93Np的中子数为237－93＝144，209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少18个中子，A错误；237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次)，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项D错误．3．用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )A．a光的频率一定小于b光的频率B．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C ．增加b 光的强度可能使电流计G 的指针发生偏转D ．用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电流是由d 到c解析：选B ．由于用单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，说明b 光不能发生光电效应，即a 光的频率一定大于b 光的频率；增加a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G 的电流增大，因为b 光不能发生光电效应，所以即使增加b 光的强度也不可能使电流计G 的指针发生偏转； 用a 光照射光电管阴极K 时，通过电流计G 的电子的方向是由d 到c 所以电流方向是由c 到d ，选项B 正确．4．已知氦离子(He ＋)的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知( )A ．氦离子(He ＋)从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级比从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射出光子的频率低B ．大量处在n ＝3能级的氦离子(He ＋)向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子C ．氦离子(He ＋)处于n ＝1能级时，能吸收45 eV 的能量跃迁到n ＝2能级D ．氦离子(He ＋)从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级，需要吸收能量解析：选A ．氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量，且吸收(放出的能量)满足能级的差值，即ΔE ＝E M －E N (M ＞N )．故C 、D 错；大量的氦离子从高能级向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类满足组合规律即C 2n ，故B 错．5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．210 83Bi 的半衰期是5天，100克210 83Bi 经过10天后还剩下50克解析：选B ．β射线是高速电子流，而γ射线是一种光子流，选项A 错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C 错误．10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ g ＝100×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝25 g ，选项D 错误． 6．(2018·江苏六校联考)如图所示为氢原子光谱中的三条谱线，对这三条谱线的描述中正确的是( )A ．乙谱线光子能量最大B ．甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的C ．丙谱线可能是电子在两个激发态间跃迁发出的D ．每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率解析：选C ．根据E ＝hν＝hc λ，因此甲谱线光子能量最大，故A 错误；谱线是电子由激发态向基态跃迁发出的，而电子由基态向激发态跃迁需要吸收光子，故B 错误；丙谱线可以是电子在两个激发态间跃迁发出的，故C 正确；电子跃迁时辐射的光子的频率等于能级差值，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D 错误．7．如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．若一个系统动量守恒时，则( )A ．此系统内每个物体所受的合力一定都为零B ．此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C ．此系统的机械能一定守恒D ．此系统的机械能可能增加解析：选D ．若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零，A 错误．此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向变化，总动量不变这是有可能的，B 错误．因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C 错误，D 正确．8．假设进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为m A 和m B ，他们携手匀速远离空间站，相对空间站的速度为v 0．某时刻A 将B 向空间站方向轻推，A 的速度变为v A ，B 的速度变为v B ，则下列各关系式中正确的是( )A ．(m A ＋mB )v 0＝m A v A －m B v BB ．(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B (v A ＋v 0)C ．(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B (v A ＋v B )D ．(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B解析：选D ．本题中的各个速度都是相对于空间站的，不需要转换．相互作用前系统的总动量为(m A ＋m B )v 0，A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为v A ，B 的速度变为v B ，动量分别为m A v A 、m B v B ，根据动量守恒定律得(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，故D 正确．9．在光滑水平面上，质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速运动．某时刻小球A 与质量为3m 的静止小球B 发生正碰，两球相碰后，A 球的动能恰好变为原来的14．则碰后B 球的速度大小是( )A ．v 02B ．v 06C ．v 02或v 06 D ．无法确定 解析：选A ．两球相碰后A 球的速度大小变为原来的12，相碰过程中满足动量守恒，若碰后A 速度方向不变，则mv 0＝12mv 0＋3mv 1，可得B 球的速度v 1＝v 06，而B 在前，A 在后，碰后A 球的速度大于B 球的速度，不符合实际情况，因此A 球一定反向运动，即mv 0＝－12mv 0＋3mv 1，可得v 1＝v 02，A 正确，B 、C 、D 错误． 二、非选择题(本题共3小题，共46分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10．(14分)(2018·江苏六校联考)(1)设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子A 和B ，已知电子质量为m ，真空中光速为c ，普朗克常量为h ，则光子A 的频率是________；若测得光子A 的波长为λ，则光子B 的动量大小为________．(2)原子核的能量也是量子化的，钍核(226 90Th)的能级图如图所示，226 89Ac 发生β衰变产生钍核，钍核处于n ＝3的能级．①写出(226 89Ac)发生β衰变的方程；②发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求波长最长的γ光子的能量E ．解析：(1)由E ＝hv 和E ＝mc 2可得，v ＝mc 2h ；由动量公式可知p ＝h λ． (2)①226 89Ac Ｆ226 90Th ＋0－1e ．②三个能级间跃迁有C 23＝3条谱线由E ＝hv ＝hc λ可知波长最长时，能级差最小所以E ＝E 2－E 1＝0．072 1 MeV ． 答案：(1)mc 2h h λ(2)见解析 11．(16分)如图，水平面上有一质量m ＝1 kg 的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m 0＝1 kg 的小物块，小物块与小车一起以v 0＝6 m/s 的速度向右运动，与静止在水平面上质量M ＝4 kg 的小球发生正碰，碰后小球的速度变为v ＝2 m/s ，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力．求：(1)小车与小球碰撞后瞬间小车的速度v 1；(2)从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小．解析：(1)小车与小球碰撞过程，根据动量守恒定律有mv 0＝Mv ＋mv 1解得v 1＝－2 m/s ，负号表示碰撞后小车向左运动．(2)当弹簧被压缩到最短时，设小车的速度为v 2，根据动量守恒定律有m 0v 0＋mv 1＝(m 0＋m )v 2解得v 2＝2 m/s设从碰撞后瞬间到弹簧被压缩到最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小为I ，根据动量定理有I ＝mv 2－mv 1解得I ＝4 N ·s ．答案：见解析12．(16分)(2018·扬州市高三调研测试)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现质子．其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m 1，初速度为v 0，氮核质量为m 2，质子质量为m 0，氧核的质量为m 3，不考虑相对论效应．求：(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大；(2)此过程中释放的核能．解析：(1)设复核速度为v，由动量守恒得m1v0＝(m1＋m2)v，v＝m1m1＋m2v0．(2)整个过程质量亏损Δm＝m1＋m2－m0－m3由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2得ΔE＝(m1＋m2－m0－m3)c2．答案：见解析。
【优化方案】2016届高考物理大一轮复习 第十三章 第二节 光电效应波粒二象性教学讲义
第二节 光电效应、波粒二象性一、光电效应1．定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)．2．产生条件：入射光的频率大于极限频率．3．光电效应规律(1)存在着饱和电流对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．(2)存在着遏止电压和截止频率光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．(3)光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s.1.(2014·高考广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大答案：AD二、光电效应方程1．基本物理量(1)光子的能量ε＝hν，其中h ＝×10－34 J ·s(称为普朗克常量)．(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值．(3)最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值．2．光电效应方程：E k ＝hν－W 0.2.用波长为×10－7m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大初动能是×10－19J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝×10－34 J ·s ，光速c ＝×108 m/s ，结果取两位有效数字)( )A ．×1014HzB ．×1014HzC ．×1014HzD ．×1015Hz答案：B三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2)光电效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝h p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．3.下列说法正确的是( )A ．光电效应反映了光的粒子性B ．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性C．光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性D．只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的运动物体是没有波和它对应的答案：AC考点一光电效应规律的理解1．放不放光电子，看入射光的最低频率．2．单位时间内放多少光电子，看光的强度．3．光电子的最大初动能大小，看入射光的频率．4．要放光电子，瞬时放．1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是 ( )A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应[解析] 根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误．[答案] AD1.关于光电效应，下列说法正确的是( )A．爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B．极限频率越大的金属材料逸出功越大C．光电效应是瞬时发生的D．若入射光的强度减弱，频率保持不变，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目不变解析：选ABC.显然选项A正确；金属的逸出功W0＝hν，所以极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项B正确；由光电效应相关知识知，光电效应是瞬时发生的，选项C正确；入射光强度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，D错．考点二光电效应方程及图象问题1．爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0hν：光电子的能量．W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功．E k：光电子的最大初动能．图象名称图线形状由图线直接(间接) 得到的物理量最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线①极限频率：ν0②逸出功：W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h遏止电压U c与入射光频率ν的关系图线①截止(极限)频率：ν0②遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量：h＝ke(k为斜率，e为电子电量)频率相同、光强不同时，光电流与电压的关系①遏止电压：U c②饱和光电流：I m(电流的最大值)③最大初动能：E km＝eU c频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系①遏止电压：U c1、U c2②饱和光电流：电流最大值③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2(2013·高考浙江自选模块)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝×10－34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.[解析] (1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc为×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝×10－34××1014J≈×10－19J.(3)当入射光的频率为ν＝×1014Hz时，由E k＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为E k＝×10－34×－×1014J≈×10－19J.[答案] (1)阳极(2)×1014[～×1014均视为正确] ×10－19[～×10－19均视为正确] (3)×10－19[～×10－19均视为正确]2.在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：选B.由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eU c＝E k和hν＝W0＋E k得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hνc＝W0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误．物理思想——用统计规律理解光的波粒二象性微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同，通俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这个实验结果下列认识正确的是( )A．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的轨道C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才表现出波动性[错因分析] 此题易错选A，主要原因是对光是一种概率波理解不透彻造成的．[解析] 单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光子的落点出现一定的规律性，落在某些区域的可能性较大，这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域．光具有波粒二象性，少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性．所以正确选项为B、C、D.[答案] BCD1．(2015·太原质检)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( )A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项不正确．2．(2015·北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( )A．改用红光照射B．改用紫光照射C．增加绿光照射时间D．增加绿光照射强度解析：选B.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．3．(2015·河南林州模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：选B.由题设条件，不能知道光电管阴极材料极限波长的确切值，只能知道其极限波长λ极>λ0.换用的波长λ1虽比λ0大，但因为λ极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故A错．但若λ2<λ0，则一定能发生光电效应，故B对．光电管两端电压在原来情况下，光电流是否达到最大(饱和)，题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定；将电源极性接反后，所加电压阻碍光电子向阳极运动，但若eU<E km，仍会有一定数量的光电子可达阳极而形成光电流．因此，选项C、D也是错误的．4．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子解析：选 C.锌板在紫外线的照射下产生了光电效应，说明锌板上有光电子飞出，所以锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误．5．用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内可吸收多个光子，从而形成多光子光电效应．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W 为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)( )A ．U ＝hνe －W eB ．U ＝2hνe －W eC ．U ＝2hν－WD ．U ＝5hν2e －W e解析：选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12mv 2m ① 由光电效应方程得：nhν＝12mv 2m ＋W (n ＝2,3,4…)② 由①②式解得：U ＝nhνe －W e(n ＝2,3,4…)， 故选项B 正确．6.用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图．则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大解析：选BC.由图可知b 光照射时对应遏止电压U c2大于a 光照射时的遏止电压U c1.因qU ＝12mv 2，而hν＝W 0＋12mv 2，所以b 光照射时光电子最大初动能大，A 错，且可得νb >νa ，λb <λa ，故D 错，C 对．b 光折射率大于a 光折射率，所以a 光临界角大，B 对．一、选择题1．(2015·苏北四市调研)下列说法中正确的是( )A ．光电效应现象说明光具有粒子性B ．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C ．爱因斯坦建立了光量子理论，成功地解释了光电效应现象D ．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越长解析：选ABC.光电效应现象说明光是一份一份的，即光具有粒子性，A 正确；由物理学史知B 、C 正确；物质波的波长与运动物体的动量有关系，动量越小波长越长，D 错误．2．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )A ．图象甲表明光具有粒子性B ．图象乙表明光具有波动性C ．用紫外光观察不到类似的图象D ．实验表明光是一种概率波解析：选ABD.图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A 、B 正确；同时也表明光波是一种概率波，故D 也正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C 错误．3．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A ．频率B ．强度C ．照射时间D ．光子数目解析：选A.由E k ＝hν－W 知光电子的最大初动能取决于入射光的频率．4．(2014·高考江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为 ×1014 Hz 和×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量解析：选A.根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝hν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．5．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则( )A ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D ．有可能不发生光电效应解析：选C.只要入射光频率不变，光电效应仍能发生，且由E km ＝hν－W 知光电子的最大初动能不变，B 、D 错；若入射光强度减弱，则单位时间内逸出的光电子数目将减小，但发生光电效应的时间间隔不变，A 错，C 对．6.(2015·郑州模拟)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的Ⅰ、Ⅱ所示．下列判断正确的是( )A ．Ⅰ与Ⅱ不一定平行B ．乙金属的极限频率大C ．图象纵轴截距由入射光强度判定D ．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系解析：选－ν图象的斜率表示普朗克常量，图线与ν轴交点的横坐标表示极限频率，图线与E k 轴交点的纵坐标的绝对值为逸出功，由金属材料判定，故B 、D 正确．7．(2015·陕西师大附中检测)用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的解析：选CD.增大a 光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A 错误．a 光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B 错误．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a 光的频率大于b 光的频率，a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长，C 正确．氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D 正确．8．在做光电效应实验时，某金属被光照射产生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示，C、ν0为已知量．由图线可知( )A．普朗克常量的数值B．该金属的逸出功C．该金属的极限频率D．入射光的频率增大，金属的极限频率随之增大E．入射光的频率加倍，光电子的最大初动能加倍解析：选ABC.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，E k－ν图象的斜率等于普朗克常量，A正确，E k－ν图象在纵轴上的截距的绝对值表示逸出功，B正确；当E k＝0时，ν＝ν0，极限频率为ν0，C正确；金属的极限频率是常量，D错误；根据E k＝hν－W0，光电子的最大初动能不与入射光频率成正比，E错误．9．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k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，E k与金属的逸出功成线性关系解析：选ADE.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k＝hν－W0，所以E k与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A正确，C错误；由E k＝hν－W0＝h cλ－W0可知E k与λ并非成反比关系，B错误；由E k＝hν－W0可知，E k与光的频率成线性关系．若频率不变，E k与W0成线性关系，D、E正确．☆10.研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与AK之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板，则遏止电压相同，强度不同，饱和光电流不同．选项C正确．二、非选择题11．紫光在真空中的波长为×10－7 m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝×10－34 J·s)解析：(1)E＝hν＝h cλ＝×10－19 J.(2)ν＝cλ＝×1014 Hz，因为ν>ν0，所以能产生光电效应．光电子的最大初动能为E km＝hν－W0＝h(ν－ν0)＝×10－19 J.答案：(1)×10－19 J (2)能×10－19 J☆12.如图所示，当开关S断开时，用光子能量为 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功．解析：设用光子能量为 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U0＝ V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU0＝E km 由光电效应方程知E km＝hν－W0由以上二式得E km＝ eV，W0＝ eV.答案：(1) eV (2) eV。
高考物理(人教浙江版)一轮复习练习：第13章 动量守恒定律近代物理 2 第二节 随堂巩固
[学生用书P233])1．一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度v ＝2 m/s ，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1，不计质量损失，取重力加速度g ＝10 m/s 2．则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )解析：选B ．弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒．因两弹片均水平飞出，飞行时间t ＝2h g ＝1 s ，取向右为正，由水平速度v ＝x t知，选项A 中，v 甲＝2．5 m/s ，v 乙＝－0．5 m/s ；选项B 中，v 甲＝2．5 m/s ，v 乙＝0．5 m/s ；选项C 中，v 甲＝1 m/s ，v 乙＝2 m/s ；选项D 中，v 甲＝－1 m/s ，v 乙＝2 m/s ．因爆炸瞬间动量守恒，故m v ＝m 甲v 甲＋m 乙v 乙，其中m 甲＝34m ，m 乙＝14m ，v ＝2 m/s ，代入数值计算知选项B 正确． 2．如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为3∶1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回．两球刚好不发生第二次碰撞，A 、B 两球的质量之比为__________，A 、B 两球碰撞前、后的总动能之比为__________．解析：设碰前B 球的速度为v 0，A 碰墙后以原速率返回恰好不发生第二次碰撞，说明A 、B 两球碰撞后速度大小相等、方向相反，即分别为13v 0和－13v 0 根据动量守恒定律，得m B v 0＝m B ⎝⎛⎭⎫－13v 0＋m A ·13v 0 解得m A ∶m B ＝4∶1A 、B 两球碰撞前、后的总动能之比为12m B v 2012m A ⎝⎛⎭⎫13v 02＋12m B ⎝⎛⎭⎫－13v 02＝95． ★答案★：4∶1 9∶53．(2018·宿迁高三调研测试)在某次短道速滑接力赛中，运动员甲以7 m/s 的速度在前面滑行，运动员乙以8 m/s 的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出，完成接力过程．设甲、乙两运动员的质量均为50 kg ，推出后运动员乙的速度变为7．1 m/s ，方向向前，若甲、乙接力前后在同一直线上运动，求接力后甲的速度大小．解析：由m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v ′1＋m 2v ′2得v ′1＝7．9 m/s ．★答案★：见解析4．如图所示，光滑水平面AB 与粗糙斜面BC 在B 处通过圆弧衔接，质量M ＝0．3 kg 的小木块静止在水平面上的A 点．现有一质量m ＝0．2 kg 的子弹以v 0＝20 m/s 的初速度水平射入木块(但未穿出)，它们一起沿AB 运动，并冲上BC ．已知木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0．5，斜面倾角θ＝45°，重力加速度g 取10 m/s 2，木块在B 处无机械能损失．试求：(1)子弹射入木块后的共同速度的大小；(2)子弹和木块能冲上斜面的最大高度．解析：(1)子弹射入木块的过程中，子弹与木块系统动量守恒，设向右为正方向，共同速度为v ，则m v 0＝(m ＋M )v ，代入数据解得v ＝8 m/s ．(2)子弹与木块以v 的初速度冲上斜面，到达最大高度时，瞬时速度为零，子弹和木块在斜面上受到的支持力N ＝(M ＋m )g cos θ，受到的摩擦力f ＝μN ＝μ(M ＋m )g cos θ．对冲上斜面的过程应用动能定理，设最大高度为h ，有－(M ＋m )gh －f h sin θ＝0－12(M ＋m )v 2， 联立并代入数据，解得h ≈2．13 m ．★答案★：(1)8 m/s (2)2．13 m5．(2018·江苏六校联考)如图所示，质量M ＝4 kg 的滑板B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C 到滑板左端的距离L ＝0．5 m ，这段滑板与木块A (可视为质点)之间的动摩擦因数μ＝0．2，而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板上表面光滑．小木块A 以速度v 0＝10 m/s 由滑板B 左端开始沿滑板B 表面向右运动．已知木块A 的质量m ＝1 kg ，g 取10 m/s 2．求：(1)弹簧被压缩到最短时木块A 的速度；(2)木块A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能．解析：(1)弹簧被压缩到最短时，木块A 与滑板B 具有相同的速度，设为v从木块A 开始沿滑板B 表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A 、B 系统的动量守恒，则有m v 0＝(M ＋m )v解得v ＝m M ＋m v 0代入数据得木块A 的速度v ＝2 m/s ．(2)木块A 压缩弹簧直到弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，由能量关系可知最大弹性势能E p ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2－μmgL 代入数据得E p ＝39 J ．★答案★：见解析感谢您的下载!快乐分享，知识无限！由Ruize收集整理！。
高考物理一轮核动力资源包：第13章-动量、近代物理初步第1单元动量守恒定律及其应用
合
频
提
考
与⑨
的矢量差(也是矢量)．
升
点
透 析
(2)表达式：Δp＝p′－p.
导 悟
(3)同一直线上动量的运算
菜单
新课标高考总复习·物理
第十三章 动量 近代物理初步
基
如果物体的动量始终保持在同一条直线上，在选定一
础 梳
个正方向之后，动量的运算就可以简化为代数运算．
理
自
主
预
习
题
1．系统：相互作用的两个或几个物体组成一个系统． 组
第十三章 动量 近代物理初步
4．(2013·福建卷，30(2))将静置在地面上 ，质量为
M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地
基
础 梳
面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气
理 过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得
自
主 预
的速度大小是(
)
习
m
M
M
m
题
A.M v0 B.m v0 C.M－m v0 D.M－m v0
演
2．内力：系统
物体之间的相互作
练 综
高 频
用力．
合 提
考 点
3．外力：系统
物体对系统 升
透 析
物体的作用力．
导
悟
菜单
新课标高考总复习·物理
第十三章 动量 近代物理初步
基
础 梳
1．内容：如果一个系统
理 自
，或者
主 预
，这个系统的总动量保持不变．
习
2．动量守恒定律的适用条件
题 组
(1)系统不受
或系统所受外力之
2016年高考物理一轮复习高频考点真题通关(四川专版)第十三章《动量》
第十三章高频考点真题验收全通关[把握本章在高考中考什么、怎么考，练通此卷、平步高考！]高频考点一：动量守恒定律的应用1．(2011·福建高考)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m且静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反。
则碰撞后B球的速度大小可能是() A．0.6v B．0.4vC．0.3v D．0.2v2．(2012·重庆高考)质量为m的人站在质量为2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比。
当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下。
跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的v-t图像为()图1高频考点二：能级跃迁与光电效应3. (2012·江苏高考)如图2所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。
在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()图2图34．(多选) (2010·天津高考)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图4。
则这两种光()图4A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大高频考点三：三种射线与衰变规律5．(2012·上海高考)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图5所示。
该装置中探测器接收到的是()图5A．X射线B．α射线C．β射线D．γ射线6．(2012·大纲卷)23592U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20782Pb，则()A．m＝7，n＝3B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18高频考点四：核反应方程与核能7．(2013·重庆高考)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U ＋10n→a＋b＋210n，则a＋b可能是()A.14054Xe＋9336KrB.14156Ba＋9236KrC.14156Ba＋9338SrD.14054Xe＋9438Sr8．(多选)(2013·全国卷Ⅱ)关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C. 铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能高频考点五：原子结构与原子核的综合问题9．(多选)(2014·天津高考)下列说法正确的是()A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同10．(2012·福建高考)关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H―→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征高频考点六：动量与能量的综合应用11．(2013·全国卷Ⅱ)如图6，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。
高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律近代物理 5 第四节 原子与原子核随堂检测巩固落实 新人教版
5 第四节原子与原子核1．下列说法中正确的有( )A．α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性C．放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关D．玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征解析：选BD．α粒子散射实验说明了原子具有核式结构，选项A错误；衍射和干涉是波特有的现象，电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，选项B正确；放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态无关，选项C错误；玻尔提出了定态假设、轨道量子化和跃迁假设，将量子观念引入了原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，选项D正确．2．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A．31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B．31H＋21H→42He＋10n是β衰变C．235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D．235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变解析：选AC．β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知选项B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子．3．关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定解析：选ABC．原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误．4．如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是( )A．由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3．34 eV的金属发生光电效应B．大量处于n＝4能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子C．大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3．34 eV 的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8．75 eVD．如果用光子能量为10．3 eV的光照射处于n＝1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级解析：选BC．氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为－3．4 eV－(－13．6 eV)＝10．2 eV，大于3．34 eV，所以一定能使逸出功为3．34 eV的金属发生光电效应，A错误；大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为C24＝4×32＝6，B正确；大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为－1．51 eV－(－13．6 eV)＝12．09 eV，用此光子照射逸出功为3．34 eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12．09 eV－3．34 eV＝8．75 eV，C正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10．3 eV，因此不能使n＝1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D错误．5．(2018·南京、盐城、连云港三市高三模拟)下列说法中正确的是( )A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有粒子性B．β衰变是原子核内部一个质子转化成一个中子的过程C．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性D．β衰变是原子核内部一个中子转化成一个质子的过程解析：选CD．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，选项A错误，C正确；β衰变是原子核内部一个中子转化成一个质子的过程，选项B错误，D正确．6．(2018·无锡天一中学检测)下列说法中正确的是( )A．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应能进行C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子D．铀235的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变长解析：选A．链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行，故A对，B错；原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个正电子，故C错；元素的半衰期与环境及化学状态无关，故D错．7．太阳内部不断地进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核就是其中之一，请写出其核反应方程________________；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为________．解析：根据质量数和电荷数守恒即可写出核反应方程，核子聚集时释放能量，核子分开时吸收能量，故核反应方程为21H＋31H―→42He＋10n，核反应释放的能量为4E3－3E2－2E1．答案：见解析8．(2018·南京师大附中高三模拟)(1)关于下列四幅图说法正确的是________．A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的B．光电效应产生的条件为：光强大于临界值C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬(2)某次光电效应实验中，测得某金属的入射光的频率ν和反向遏止电压U c的值如下表所示．(已知电子的电量为e＝1．6×10－19C)c①这种金属的截止频率为______________Hz ；(保留三位有效数字)②普朗克常量为________J ·s ．(保留两位有效数字)(3)室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡．氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，但它进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的重大因素．静止的氡核222 86Rn 放出一个粒子x 后变成钋核21884Po ，钋核的动能为0．33 MeV ，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x 的动能．则：①写出上述衰变的核反应方程；②求粒子x 的动能．(保留两位有效数字)解析：(2)①由图象读得这种金属的截止频率为：(4．27±0．01)×1014Hz ； ②由图线斜率k ＝h e ＝ΔU c Δν＝3．93×10－15V ·s ， 解得：h ＝(6．3±0．1)×10－34J ·s ． (3)①222 86Rn →218 84Po ＋42He ．②设钋核的质量为m 1、速度为v 1，粒子x 的质量为m 2、速度为v 2，根据动量守恒定律有0＝m 1v 1－m 2v 2粒子x 的动能E k2＝(m 2v 2)22m 2＝m 1v 212×m 1m 2＝109E k12＝18 MeV ． 答案：(1)C (2)①(4．27±0．01)×1014②(6．3±0．1)×10－34 (3)①222 86Rn →218 84Po ＋42He ②18 MeV。
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章末检测(十三)(时间：60分钟；分值：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题6分，共60分，每小题至少一个选项符合题意)1．(2015·湖北八校联考)关于原子与原子核，下列说法正确的有( )A ．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征B ．玻尔的原子模型，成功引入了量子化假说C ．元素的放射性不受化学状态影响，说明射线来自原子核，且原子核内部是有结构的D ．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定E ．对于相同质量的核燃料，轻核聚变和重核裂变产生的能量是相同的解析：选BCD.由玻尔的假说，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，则A 错，B 正确；放射性元素的半衰期只由核内部自身因素决定，与其所处的化学状态和外部条件没有关系，C 正确；由结合能的定义可判断D 正确；质量相同的核燃料，轻核聚变与重核裂变中的质量亏损不一定相同，由ΔE ＝Δmc 2可知ΔE 不一定相同，E 错误．2．(2015·宁夏银川一中模拟)下列说法正确的是( )A ．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为3.8天 B ．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子可能落在暗条纹处C ．一群氢原子从n ＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子D ．已知能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为2hν0E.42He ＋2713Al →3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程解析：选ABE.据m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12t τ ，可知t τ＝3，τ＝t 3＝3.8天，故A 对．光是概率波，所以B 对．一群氢原子从n ＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率的光子，故C 错．据光电效应方程E k ＝hν－W 0，得E k ＝2hν0－hν0＝hν0，故D 错．E 中核反应方程是原子核的人工转变方程，E 对．3．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )A ．氢原子的能量增加B ．氢原子的能量减少C ．氢原子要吸收一定频率的光子D ．氢原子要放出一定频率的光子解析：选BD.因离核越远轨道的能量越大，离核越近轨道的能量越小，所以氢原子从远轨道跃迁到近轨道释放一定频率的光子，能量减少，故B 、D 两项正确．4．如图所示，是用于火灾报警的离子烟雾传感器的原理图，在网罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ，a 、b 两端接电源，Ⅳ是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使气体电离的粒子．平时镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离，在a 、b 间形成较强的电流，发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子，导致电流发生变化，电路检测到这种变化，从而发出警报．下列有关这种报警器的说法正确的是( )A ．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流增强B ．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流减弱C ．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流增强D ．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流减弱解析：选B.很容易使气体电离的是α粒子，α粒子穿透能力较弱，烟尘颗粒吸收α粒子和空气中的离子，使自由电荷数减少，电流减弱，B 正确．5．(2014·高考大纲全国卷)一中子与一质量数为A (A >1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A.A ＋1A －1B.A －1A ＋1C.4A A ＋1 2D. A ＋1 2A －1 2解析：选A.设中子的质量为m ，则被碰原子核的质量为Am ，两者发生弹性碰撞，据动量守恒，有mv 0＝mv 1＋Amv ′，据动能守恒，有12mv 20＝12mv 21＋12Amv ′2.解以上两式得v 1＝1－A 1＋A v 0.若只考虑速度大小，则中子的速率为v ′1＝A －1A ＋1v 0，故中子碰撞前、后速率之比为A ＋1A －1. 6．(2013·高考福建卷)将静置在地面上，质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )A.m Mv 0 B.M m v 0 C.M M －m v 0 D.m M －m v 0解析：选D.应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0＝mv 0－(M －m )v ′故v ′＝mv 0M －m，选项D 正确． 7．(2015·重庆杨家坪中学质检)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(222 86Rn)，由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个( )A.222 86Rn →222 87Fr ＋0－1eB.222 86Rn →218 84Po ＋42HeC.222 86Rn →222 85At ＋0－1eD.222 86Rn →222 85At ＋01e解析：选B.氡核的衰变过程满足动量守恒定律，其放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即Bvq ＝mv 2r ，所以r ＝mv Bq ，当粒子动量大小相同，磁感应强度恒定时，q ∝1r，根据题意，放出的粒子与反冲核的电荷数之比为1∶42，据此可知，选项B 正确．8．(2015·沈阳质量监测)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV ，下列对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )A ．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能发生光电效应现象B ．一群处于n ＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C ．一群处于n ＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD ．用能量为10.3 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E ．用能量为14.0 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离解析：选BCE.当氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子的能量有可能大于3.34 eV ，锌板有可能发生光电效应，选项A 错误；由跃迁关系可知，选项B 正确；从n ＝3能级向基态跃迁时发出的光子能量最大为12.09 eV ，由光电效应方程可知，发出光电子的最大初动能为8.75 eV ，选项C 正确；氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差，因此D 选项错误；14.0 eV>13.6 eV ，因此可以使处于基态的氢原子电离，选项E 正确．9．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设规模．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素239 94Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为239 94Pu →X＋42He ＋γ，下列有关说法正确的是( )A ．X 原子核中含有92个中子B ．100个239 94Pu 经过24 100年后一定还剩余50个C ．由于衰变时释放巨大能量，根据E ＝mc 2，衰变过程总质量增加D ．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：选D.根据核反应方程遵循的规律，X 原子核中含有92个质子，235个核子，143个中子，A 错误．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，100个239 94Pu 经过24 100年后不一定还剩余50个，B 错误．由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，放出粒子的质量和生成新核的质量之和小于衰变前核的质量，C 错误．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D 正确．10．光子既有能量也有动量．光子的能量E 和动量p 之间的关系是E ＝pc ，其中c 为光速．由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的冲量，也就对物体产生了一定的压强．某激光器发出激光束的功率为P 0，光束的横截面积为S .当该激光束垂直照射到某物体表面时，物体对该激光的反光率为η，则激光束对此物体产生的压强为( )A. 1＋η P 0c SB. 1＋η P 0cSC. 2－η P 0c SD. 2－η P 0cS解析：选B.t 时间内照射到物体表面的光子数n ＝P 0t /E ，对这些光子应用动量定理得：Ft ＝2pnη＋(1－η)np ，压强p 1＝F /S ，又E ＝pc ，联立解得：压强p 1＝ 1＋η P 0cS，故B 正确． 二、非选择题(本大题共3小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(12分)在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：(1)若入射小球质量为m 1，半径为r 1；被碰小球质量为m 2，半径为r 2，则________．A ．m 1>m 2，r 1>r 2B ．m 1>m 2，r 1<r 2C ．m 1>m 2，r 1＝r 2D ．m 1<m 2，r 1＝r 2(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．A ．直尺B ．游标卡尺C ．天平D．弹簧测力计E．秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P 为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______________．(用装置图中的字母表示)解析：(1)为防止反弹造成入射小球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰小球质量，即m1>m2；为使入射小球与被碰小球发生对心碰撞，要求两小球半径相同．故C正确．(2)设入射小球为a，被碰小球为b，a球碰前的速度为v1，a、b相碰后的速度分别为v1′、v2′.由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度．因此，需验证的动量守恒关系m1v1＝m1v1′＋m2v2′可表示为m1x1＝m1x1′＋m2x2′.所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表．由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺．(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N.答案：(1)C(4分)(2)AC(4分)(3)m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N(4分)12．(12分)(1)下列四幅图的有关说法中，正确的是________．A．若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．射线甲是α粒子流，具有很强的穿透能力C．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大D．链式反应属于重核的裂变(2)轻核聚变能够比重核裂变释放更多的能量，若实现受控核聚变，且稳定地输出聚变能，人类将不再有“能源危机”．一个氘核(21H)和一个氚核(31H)聚变成一个新核并放出一个中子(10n)．①完成上述核聚变方程：21H＋31H→________＋10n.②已知上述核聚变中质量亏损为Δm，真空中光速为c，则该核反应中所释放的能量为________．解析：(1)若两球质量相等，两球只有发生弹性碰撞，碰后m2的速度才为v，选项A错误；带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，利用左手定则可判断，射线甲是β粒子流，选项B错误；在光颜色保持不变，即入射光的频率不变，根据光电效应规律可知，入射光越强，饱和光电流越大，选项C 正确；根据链式反应的特点可知，链式反应属于重核的裂变，选项D 正确．(2)①根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核聚变方程为21H ＋31H →42He ＋10n.②根据爱因斯坦质能方程可得该核反应中所释放的能量为ΔE ＝Δmc 2.答案：(1)CD(6分) (2)①42He(3分) ②Δmc 2(3分)13．(16分)(2015·东北三校联考)如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为3m 的平板车A ，车上有两个小滑块B 和C (都可视为质点)，B 的质量为m ，与车板之间的动摩擦因数为2μ，C 的质量为2m ，与车板之间的动摩擦因数为μ.t ＝0时刻B 、C 分别从车板的左、右两端同时以初速度v 0和2v 0相向滑上小车，在以后的运动过程中B 和C 恰好没有相碰．已知重力加速度为g ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．求：(1)平板车的最大速度v 和达到最大速度经历的时间t ；(2)平板车车板总长度L .解析：(1)由受力分析可知，开始时B 、C 相向做匀减速运动，A 静止；当B 速度减为零后，B 将与A 一起向左匀加速运动，C 继续做匀减速运动，直至三者共速，然后三者一起做匀速运动．所以三者共速时，A 的速度最大．从起始到三者共速，A 、B 、C 组成的系统动量守恒，以水平向左为正方向，有2m ×2v 0－mv 0＝6mv (4分)从起始到三者共速，C 一直做匀减速运动，有f ＝2μmg ＝2ma (2分)v ＝2v 0－at (2分)联立解得v ＝12v 0，t ＝3v 02μg. (2分) (2)从起始到三者共速，B 相对A 向右匀减速到速度为零后与A 一起向左匀加速运动，C 相对A 向左匀减速运动，B 、C 与A 之间的滑动摩擦力大小均为2μmg ，由能量守恒定律有12mv 20＋12×2m ×(2v 0)2＝fL ＋12×6mv 2 (4分) 解得L ＝15v 208μg. (2分) 答案：(1)12v 0 3v 02μg (2)15v 208μg。