（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元檢測(cè)十三 動(dòng)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(cè)十三　動(dòng)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(yè)． 2．答卷前，考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)填寫在相應(yīng)位置上． 3．本次考試時(shí)間90分鐘，滿分100分． 4．請(qǐng)?jiān)诿芊饩€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(jì)24分．每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分) 1．(2018泰州中學(xué)模擬)下列說(shuō)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(dòng)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(shuō)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(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論是碰撞前后兩個(gè)物體mv的矢量和保持不變 2．(2018徐州三中月考)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．太陽(yáng)輻射的能量來(lái)自太陽(yáng)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?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短 C．氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加 D．將放射性元素?fù)诫s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(xué)調(diào)研)下列說(shuō)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(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) C．一個(gè)氘核的質(zhì)量小于一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子的質(zhì)量和 D．已知鈷60的半衰期為5.27年，則任一個(gè)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(qiáng)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(shuō)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(gè) 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(shí)，原子的能量增大 D．放射性元素發(fā)生β衰變，新核的化學(xué)性質(zhì)不變 6．(2017淮安市高三年級(jí)信息卷試題)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都在增加，同時(shí)輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) B．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變短 C．放射性元素原子核的半衰期長(zhǎng)短與原子所處的化學(xué)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(shí)所產(chǎn)生的 二、非選擇題(本題共12小題，共計(jì)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(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)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(xué)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(qǐng)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(guò)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(cè))如圖3所示為氫原子的能級(jí)圖，n為量子數(shù)．若氫原子由n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)的過(guò)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(jí)的氫原子在向基態(tài)躍遷時(shí)，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(dòng)能Ek＝________eV. 圖3 10．(4分)(2017南通市高三第一次調(diào)研測(cè)試)核電站所需的能量是由鈾核裂變提供的，裂變過(guò)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(hào)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(shí)，產(chǎn)生的光電流隨陽(yáng)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(dòng)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(yáng)州市高三上學(xué)期期末檢測(cè))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(dòng)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(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能． 13．(8分)(2018南通市如東縣質(zhì)量檢測(cè))如圖6甲所示，A、B兩物體與水平面間的動(dòng)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(dòng)，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(dòng)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(xué)業(yè)質(zhì)量檢測(cè))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(dòng)．若輕繩突然斷開，彈簧第一次恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)滑塊A的動(dòng)量為p，方向向左，求在彈簧第一次恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)： 圖7 (1)滑塊B的動(dòng)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(xué)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(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)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(yùn)動(dòng)，之后與墻壁碰撞，碰撞時(shí)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(guò)程中，墻壁對(duì)木塊平均作用力的大??； (2)A滑上圓軌道B后到達(dá)最大高度時(shí)的共同速度大?。? 17.(9分)(2017蘇北四市高三上學(xué)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)．求： 圖9 (1)碰后A球的速度； (2)碰撞過(guò)程中A、B系統(tǒng)損失的機(jī)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(gè)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(guò)程中釋放的總能量． 答案精析 1．BD　[光電子的最大初動(dòng)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(dòng)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(dòng)能小，故A錯(cuò)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(shí)產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤；“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論是碰撞前后兩個(gè)物體mv的矢量和保持不變，故D正確．] 2．AD　[太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)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?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；半衰期是元素本身的性質(zhì)，與它所處的物理、化學(xué)環(huán)境無(wú)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(cuò)誤；天然放射性現(xiàn)象中的射線來(lái)自原子核，可知天然放射性現(xiàn)象說(shuō)明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故B正確；一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，向外輻射能量，有質(zhì)量虧損，知一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子的總質(zhì)量大于一個(gè)氘核的質(zhì)量，故C正確；大量的原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期有半數(shù)發(fā)生衰變，不是經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期任何一個(gè)原子核都發(fā)生衰變，故D錯(cuò)誤．] 4．D　[γ粒子是不帶電的光子，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α粒子為氦核帶正電，由左手定則知向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；β粒子是帶負(fù)電的電子，應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正確，A錯(cuò)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(gè)，選項(xiàng)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(xiàng)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(shí)，釋放出光子，原子的能量減小，選項(xiàng)C錯(cuò)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(xué)性質(zhì)改變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 6．AD　[黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強(qiáng)度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，A正確；康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，則動(dòng)量減小，根據(jù)λ＝，知波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；放射性元素原子核的半衰期長(zhǎng)短與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，只和自身因素有關(guān)，C錯(cuò)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(shí)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(dāng)入射光的頻率為5.51014Hz時(shí)，最大初動(dòng)能為0.5eV.當(dāng)入射光的頻率為4.271014Hz時(shí)，光電子的最大初動(dòng)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?yàn)闅湓佑蒼＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)的過(guò)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(dòng)能Ek＝hν－W0＝12.75eV－1.89eV＝10.86eV. 10．鎘棒　正電子 11．eUc　ν－ 解析　由動(dòng)能定理可知，光電子的最大初動(dòng)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(shí)間為：t＝1s， 由動(dòng)量定理得：－Fft＝mv1－mv0， 代入數(shù)據(jù)解得：Ff＝3N， A與地面間的動(dòng)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(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以A的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)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(jī)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(dòng)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(dòng)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?yàn)檎较?，兩物體碰撞過(guò)程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，由動(dòng)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(jī)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(guò)程，規(guī)定水平向左為正，對(duì)A由動(dòng)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(guò)程，對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)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(guò)程，以A的初速度方向?yàn)檎?，由?dòng)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(guò)程中A、B系統(tǒng)損失的機(jī)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(dòng)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