《2015届高考物理(人教通用)名师考点点拨专题讲练：专题17-原子物理和动量(含14真题及原创解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高考物理(人教通用)名师考点点拨专题讲练：专题17-原子物理和动量(含14真题及原创解析)（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考定位本专题考查的重点和热点有：动量守恒定律及其应用；原子的能级跃迁；原子核的衰变规律；核反应方程的书写；质量亏损和核能的计算；原子物理部分的物理学史和、三种射线的特点及应用等应考策略：本专题涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力考题1原子物理基础知识、核反应与动量的组合例1(1)下列说法正确的是_A玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原子光谱B法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂结构C.U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的
2、不断变化，半衰期可能变短D处于n3激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光子(2)速度为v0的中子n击中静止的氮核N，生成碳核C和另一种新原子核，已知C与新核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核与新核的动量之比为21.写出核反应方程求C与新核的速度各是多大？解析(2)设n、C、新核质量分别为m0、m1和m2，碰后C、新核速度分别为v1、v2.由动量守恒得m0v0m1v1m2v2又m1v12m2v2联立求得：v1，v2答案(1)BD(2)NnCH1(1)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是_(填正确答案标号)A卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构B比结合能越大，表示原子核
3、中核子结合得越牢固，原子核越稳定C重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能够自发地进行衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代E光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关(2)如图1所示，内壁光滑半径为R的圆形轨道，固定在竖直平面内质量为m1的小球静止在轨道最低点，另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放，运动到最低点时与m1发生碰撞并粘在一起求：图1()小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小；()碰撞后，m1、m2能沿内壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点)答案(1)BDE(2)()()解析(2)
4、()设小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小为v0.由机械能守恒定律，得m2gRm2v解得v0()设两球碰撞后，m1、m2两球粘在一起的速度为v，由动量守恒定律，得m2v0(m1m2)v设两球碰撞后上升的最大高度为h，由机械能守恒得(m1m2)v2(m1m2)gh由三式解得h2(1)下列说法正确的是()A对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动B电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C射线是原子核外电子高速运动形成的D氢原子从n3能级跃迁到n1能级和从n2能级跃迁到n1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短(2)1896年法国物理学家贝克勒尔在对含铀的矿物进
5、行研究时，发现了天然放射现象，从而揭开了原子核的秘密静止的铀核U发生衰变后，生成新核Th并释放出光子已知铀的质量为m1，粒子的质量为m2，Th核的质量为m3，并测得粒子的速度为v.(已知光在真空中的传播速度为c)写出核反应方程式并求出此反应过程中释放的核能；求出反应后Th核的速度大小答案(1)BD(2)UThHe(或UThHe)(m1m2m3)c2v(v也算对)解析(2)UThHe(或UThHe)根据爱因斯坦的质能方程Emc2得E(m1m2m3)c2.根据动量守恒定律：m2vm3vTh0Th核的速度为：vThv(v也算对)1核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“”表示
6、方向而不能用等号代替(2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程2原子核的衰变(1)衰变实质：衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出；衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；衰变伴随着衰变或衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义考题2原子物理基础知识、能级与动量的组
7、合例2(2014山东39)(1)氢原子能级如图2所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是_(双选，填正确答案标号)图2a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级(2)如图3所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰
8、撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半求：图3()B的质量；()碰撞过程中A、B系统机械能的损失解析(1)能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由EmEnh可知，b错误，d正确；根据C3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确(2)()以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB()从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得mv0(mmB)v设碰撞过程A、B系统机械能的损失为E，则Em()2mB
9、(2v)2(mmB)v2联立式得Emv答案(1)cd(2)()()mv3(1)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波动性B裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行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D235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短(2)氢原子的能级如图4所示有一群处于n4能级的氢原子，若原子从n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：图4这群氢原子发出的光中共有_种频率的光能使该金属产生光电效应；从n4向n1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为_ eV.(3)如图5所示，质量为2m的小滑
10、块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：图5弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度各为多大？弹簧的最大弹性势能是多少？答案(1)AB(2)410.2(3)均为vmv2解析(2)一群处于n4能级的氢原子向基态跃迁时，因为n4向n2跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有n4跃迁到n1，n4跃迁到n2，n3跃迁到n1，n2跃迁到n1的光子能够使金属发生光电效应，即4种逸出功W0.85 eV3.40 eV2.55 eV，从而n4跃迁到n1辐射的光子能量最大，为0.85 eV13.6 eV12.75 eV，根据光电
11、效应方程知，光电子的最大初动能EkmhW012.75 eV2.55 eV10.2 eV.(3)当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等2mv0(2mm)v1解得v1v最大弹性势能Emax2mv23mvmv24(1)如图6所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围约为1.623.11 eV，镁板的电子逸出功为5.9 eV，以下说法正确的是()图6A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定不能产生光电效应现象B用能量为11.0 eV的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态C处于n2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离D处于n4能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外
12、线，并且使氢原子电离(2)如图7所示，在光滑的水平面上静止着一个质量为4m的木板B，B的左端静止着一个质量为2m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为，现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即以大小为的速率弹回，在整个过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求：图7物块A相对B静止后的速度；木板B至少多长？答案(1)BD(2)v0解析(2)设小球m与物块A碰撞后A的速度为v1，设v0的方向为正方向，由动量守恒定律得：mv02mv1设物块A与木板B共同的速度为v2，由动量守恒定律2mv1(2m4m)v2联立解得v1v0，v2v0设A在B上滑过的距离为L，由能量守恒定律得：
13、2mgL2mv(2m4m)v解得L=关于原子跃迁要注意以下四方面：(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱条数N.(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hEmEn)时，光子才被吸收(3)“直接跃迁”只能对应一个能级差，发射一种频率的光子“间接跃迁”能对应多个能级差，发射多种频率的光子(4)入射光子能量大于电离能(hEEn)时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能考题3原子物理基础知识、光电效应与动量的组合例3(1)下列说法正确的是()A玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律B原子核发生衰变时，新
14、核与粒子的总质量等于原来的原子核的质量C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氢原子的能量减少D在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固(2)如图8所示为研究光电效应的电路图，对某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能_(选填“减小”、“增大”)如果改用频率略低的紫光照射，电流表_(选填“一定”、“可能”或“一定没”)有示数图8(3)在光滑水平面上，一个质量为m、速度为v的A球，与质量也为m的另一静止的B球发生正碰，若它们发生的是弹性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，共同速度是多少？解析(1
