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1、专题跟踪检测（二十六） 动量 光电效应 原子结构与原子核一、选择题1(2017江苏三模)下列说法正确的是()A光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性B光电效应实验中，改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能C在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，一定可以增大饱和光电流D实验时，若用光照射金属不能发生光电效应时，可以改用频率更高的光解析：选AD为解释光电效应现象爱因斯坦提出了光子说，说明光具有粒子性；康普顿效应表明光子不仅具有能量而且具有动量，深入地揭示了光的粒子性，故A正确；根据光电效应方程Ekh W可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，还与金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故B错误
2、；饱和光电流与入射光的强度有关，在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，不一定能增大饱和光电流，故C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，故D正确。2(2017盐城三模)氡222经过衰变变成钋218，t0时氡的质量为m0，任意时刻氡的质量为m，下列四幅图中正确的是()解析：选B每经过一个半衰期，氡有一半质量发生衰变，则剩余质量mm0nm0，解得，为半衰期，可知与t成指数函数关系，故B正确，A、C、D错误。3(2017湖南三模)有关下列四幅图的说法正确的是()A甲图中，光滑水平面上，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB乙图中，在光颜色保持不
3、变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C丙图中，射线a由粒子组成，射线b为射线，射线c由粒子组成D丁图中，链式反应属于重核裂变解析：选BD甲图中，光滑水平面上，两球碰撞过程动量守恒，碰撞过程机械能不增加，如果两球质量相等，则碰撞后m2的速度不大于v，但不是一定等于v，故A错误；乙图中，光的颜色保持不变的情况下，光照越强，饱和光电流越大，故B正确；丙图中，由左手定则可知，a带正电，则射线a由粒子组成，b不带电，射线b是射线，c带负电，则射线c由电子组成，故C错误；丁图中，链式反应属于重核裂变，故D正确。4(2017泰州一模)下列情况中系统动量守恒的是()A小车停在光滑水平面上，人在车上走动时，人
4、与车组成的系统B子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统C子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统D气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时，轻绳突然断开后的一小段时间内，气球与重物组成的系统解析：选AB小车停在光滑水平面上，人在车上走动时，人与车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A正确；子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故B正确；子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统受墙角的作用力，所受合外力不为零，系统动量不守恒，故C错误；气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时，轻绳突然断开后的一小段时间内，气球与重物组成的系
5、统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故D错误。5(2017徐州二模)2017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究。在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距多远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠。关于量子理论，下列说法中正确的有()A玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念B爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴C量子理论中，实物粒子具有波粒二象性D微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后的运动状态和位置解析：选BC普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A错误；爱因
6、斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，光子说属于量子理论的范畴，故B正确；在量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，故C正确；根据测不准原理可知，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，并不能同时确定它此后的运动状态和位置，故D错误。二、非选择题6.(2017徐州模拟)如图所示的光电管实验中，当用波长为3.0107 m的光照射在阴极K上时，电流表有示数。调节滑动变阻器，当电压表读数为3.0 V时，电流表读数恰好为零；改用波长为1.5107 m的光照射在阴极K上时，调节滑动变阻器，当电压表读数为7.1 V时，电流表读数也恰好为零。由此可得普朗克常量为_Js，该阴极的逸出功为_J。(已知电子电量为
7、1.61019 C，光速c为3108 m/s，结果均保留两位有效数字)解析：设阴极K的逸出功为W，由光电效应方程可得光电子最大初动能：EkhW，由题意知，当光电流恰好为零时有：EkeU，又c，由以上三式可得：eUhW；当入射光波长为3.0107 m时，可得：3.01.61019 JhW；当入射光波长为1.5107 m时，可得：7.11.61019 JhW；联立可得：h6.61034 Js，W1.81019 J。答案：6.610341.810197(2017江苏四模)有一种衰变是原子核俘获一个核外K层电子，使核中一个质子转变成一个中子的过程，简称K俘获。在K俘获过程中，有能量放出。在K俘获过程中
8、，原子总质量_；原子序数_(均选填“增加”、“减小”或“不变”)。解析：原子核内没有电子，K俘获是核中一个质子与电子结合转变成一个中子的过程，由于质子数减少一个，所以原子序数减小1；根据爱因斯坦的质能方程Emc2知，伴随能量的释放，K俘获过程有质量亏损，原子总质量减小。答案：减小减小8(2017南京三模)太阳内部不断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是其中一种，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：根据电荷数守恒、质量数守恒，知核反应方程为HHHen，氘核的比结合能为E1，氚核的比结
9、合能为E2，氦核的比结合能为E3，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，可得该核反应中释放的核能E4E32E1 3E2。答案：HHHen4E3 2E1 3E29.(2017江苏二模)汞原子的能级图如图所示，现让光子能量为E的一束光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子能辐射出3种不同频率的光，那么入射光光子的能量为_eV，辐射光的最大波长为_m。(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3108 m/s，计算结果保留两位有效数字)解析：根据C3知，n3，则入射光光子的能量E(2.710.4)eV7.7 eV。由n3跃迁到n2能级时辐射的光子能量最小，波长最长，有：E3E2h，代入数据有(2.7
10、5.5)1.610196.631034，解得4.4107 m。答案：7.74.410710.(2017徐州模拟)如图所示，光滑的水平面上，小球A以速率v0撞向正前方的静止小球B，碰后两球沿同一方向运动，且小球B的速率是小球A的4倍，已知小球A、B的质量分别为2m、m。(1)求碰撞后A的速率；(2)通过计算判断该碰撞是否为弹性碰撞。解析：(1)设向右为正方向，以A、B为系统，由动量守恒定律得：2mv02mvAmvB且vB4vA解得：vAv0。(2)碰撞前，系统的总动能为：Ek2mvmv碰撞后，系统的总动能为：Ek2mvmvmv，则EkEk，所以该碰撞是弹性碰撞。答案：(1)v0(2)见解析11(
11、2017江苏四模)人类第一次利用加速器加速粒子引发的核反应是：HLi(Be)2He8.03 MeV(1)设加速后质子以速度v0撞击静止的锂核，形成不稳定的复合核(Be)，求形成的复合核速度v；(2)复合核最终转变为两个粒子，并放出光子，求光子的动量大小(保留两位有效数字，真空中光速c3108 m/s)。解析：(1)设质子质量为m，则复合核质量为8m，取碰撞前质子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv08mv解得 vv0。(2)光子动量大小为 p由题知E8.03 MeV解得：p4.310 21 kgm/s。答案：(1)v0(2)4.31021 kgm/s12(2017南京二模)一个静止的氮核N
12、俘获一个速度为1.1107 m/s的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同，速度大小为4106 m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为81。(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小。解析：(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得，B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为81，则C的电荷数为1；B、C质量数之和为18，因为B的质量数是C的17倍，则B的质量数为17，C的质量数为1，所以C为质子；故核反应方程为：NHeOH。(2)设氦核的速度方向为正方向，根据动量守恒得，mvmBvBmCvC解得vC2.4107 m/s，C核的速度大小为2.41
13、07 m/s。答案：(1) NHe8OH(2)2.4107 m/s13(2017宿迁三模)一静止的铀核U发生衰变后变为钍核Th，放出的粒子的速度为0.1c(c是光在真空中的速度)，不考虑相对论效应。(1)试写出该衰变的核反应方程；(2)求钍核的速度大小。解析：(1)由质量数与电荷数守恒得核反应方程：UThHe。(2)设粒子的质量为m，钍核的质量为M，反冲速度为v，由动量守恒定律0m0.1cMv其中，解得：vc。答案：(1)UThHe(2)c14用质子轰击锂核(Li)生成两个粒子。已知质子质量为mp1.007 8 u，锂核质量为mLi7.016 0 u，粒子质量为m4.002 6 u，质子的初动
14、能是Ek0.6 MeV(1 u相当于931.5 MeV的能量)。(1)写出核反应方程；(2)求出核反应前后发生的质量亏损及核反应过程中释放的能量E；(3)若核反应释放的能量全部用来增加两个粒子的动能，则核反应后两个粒子具有总能量是多少。解析：(1)根据质量数与电荷数守恒，由题意可知核反应方程为：LiH2He。(2)核反应前后发生的质量亏损为：mmLimp2m(7.016 01.007 824.002 6)u0.018 6 u由质能方程得，核反应释放的能量为：Emc20.018 6931.5 MeV17.3 MeV。(3)根据能量守恒可得，两个粒子具有总能量为：EkE(0.617.3)MeV17.9 MeV。答案：(1)LiH2He(2)0.018 6 u17.3 MeV(3)17.9 MeV
