2016届高三物理一轮复习第15章波粒二象性原子结构原子核阶段考查.doc

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1、【状元之路】2016届高三物理一轮复习 第15章 波粒二象性 原子结构 原子核阶段考查第卷选择题，共48分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)1如图161甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图161乙中的检查是利用了哪种射线()图161A射线B射线C射线 D三种射线都可以解析：由图甲可知射线和射线都不能穿透钢板，射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕，答案为C.答案：C2在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能已知阳极与阴极之间的电势差U、普

2、朗克常量h、电子电荷量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的()A最短波长为 B最长波长为C最小频率为 D最大频率为解析：由动能定理知加速电场对电子所做的功等于电子动能的增量由题意知光子的最大能量等于电子的动能，则有：hmaxeU，故X光的最大频率max，D选项正确X光的最小波长为：，A选项错因光子的最小能量无法确定，所以X光的最小频率和最长波长无法确定，B、C选项均错答案：D3某原子核X的质量为m，若用mp和mn分别表示一个质子和一个中子的质量，那么核子组成一个这种原子核释放的核能是()AmZmp(AZ)mnc2BZmp(AZ)mnmc2CmZmn(AZ)mpc2DZmn(AZ)mpmc2

3、解析：核子组成该种原子核后亏损的质量为Zmp(AZ)mnm，据质能方程可知释放的能量为Zmp(AZ)mnmc2，故正确答案为B.答案：B4(多选题)下列说法正确的是()A卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B232 90Th衰变成208 82Pb要经过6次衰变和4次衰变C衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D升髙放射性物质的温度，不可缩短其半衰期E光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构，所以选项A错误；232 9

4、0Th经过6次衰变和4次衰变后生成核的质子数和电荷数分别为90624182个和23264208，即变成为稳定的原子核208 82Pb，选项B正确；衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子变成质子和电子，产生的电子是从核内发出的，并不是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的，所以选项C错误；半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟元素所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关，所以升高放射性物质的温度，其半衰期不变，选项D正确；在光电效应中，入射光子的频率越高，光电子的最大初动能越大，显然，选项E正确答案：BDE图1625(多选题)如图162所示是原子核的核子平均质量与

5、原子序数Z的关系图象下列说法中正确的是()A若D和E能结合成F，结合过程一定要释放能量B若D和E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C若A能分裂成B和C，分裂过程一定要释放能量D若A能分裂成B和C，分裂过程一定要吸收能量解析：题目图象说明不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数的关系从图中可以看出，Fe的核子的平均质量最小，D、E的核子的平均质量比F大，故D、E结合成F时，总质量会减少，应释放核能同样的理由，A分裂成B和C时，总质量也会减少，一定会释放核能答案：AC图163 6.如图163所示，质量分别为m1、m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接

6、，置于绝缘光滑的水平面上突然加一水平向右的匀强电场后，两球A、B将由静止开始运动，对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用，且弹簧不超过弹性限度)()A系统机械能不断增加 B系统机械能守恒C系统动量不断增加 D系统动量守恒解析：对A、B组成的系统，所受电场力为零，这样系统在水平方向上所受外力为零，系统的动量守恒；对A、B及弹簧组成的系统，有动能、弹性势能、电势能三者的相互转化，故机械能不守恒答案：D图1647如图164所示，小车由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成，左侧有障碍物挡住，静止在光滑水平面上，当小车固定时，从A点由

7、静止滑下的物体到C点恰好停止如果小车不固定，物体仍从A点静止滑下，则()A还是滑到C点停住 B滑到BC间某处停住C会冲出C点落到车外 D上述三种情况都有可能解析：由动量守恒知小车不固定时最后将与物体一起向右运动，由能量守恒知产生热量比固定时少，故会停在BC间某处答案：B8如图165所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()图165A弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB

8、也向右运动BC与B碰前，C与AB的速率之比为mMCC与油泥粘在一起后，AB立即停止运动DC与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：依据系统动量守恒，C向右运动时，A、B向左运动，或由牛顿运动定律判断，AB受向左的弹力作用而向左运动，故A项错又MvABmvC，得，即B项错根据动量守恒得：0(Mm)v，所以v0，故选C.答案：C第卷非选择题，共52分二、实验题(本大题共2小题，共15分)图1669(6分)用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图166所示，斜槽与水平槽圆滑连接实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把B

9、球静置于水平槽前边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM2.68 cm，OP8.62 cm，ON11.50 cm，并知A、B两球的质量比为21，则未放B球时A球落地点是记录纸上的_点，系统碰撞总动量p与碰撞后动量p的百分误差_%(结果保留一位有效数字)解析：M、N分别是碰后两球的落地点的位置，P是碰前A球的落地点的位置，碰前系统的总动量可等效表示为pmAOP，碰后总动量可等效表示为pmAOMmBON，则其百分误差2%.答案：P2图16710(9分)某同学利用如图167所示的装置验证动量守

10、恒定律图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12.当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45角，然后将其由静止释放结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30.若本实验允许的最大误差为4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？解析：设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆线长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得：h1l(1cos45)，mBvmBgh1，设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2.有p1mBvB，联立式得p1mB，同理可得p2(mAm

11、B)，联立式得 ，代入已知条件得()21.03，由此可以推出4%，所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律答案：此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律三、计算题(本大题共2小题，共37分)11(18分)(2014山东卷)图168(1)氢原子能级如图168，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)A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

12、到n3的能级(2)如图169，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169B的质量；碰撞过程中A、B系统机械能的损失解析：(1)根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n2能级跃迁到n1的能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此A选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知B选项错误，D选项正确；一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以C选项正确(2)以初速度

13、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(2v)2(mmB)v2联立式得Emv答案：(1)CD(2)mv12(19分)(2014新课标全国卷)(1)关于天然放射性，下列说法正确的是_(多选题，填正确答案标号)A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原

14、子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线图1610(2)如图1610，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h0.8 m，A球在B球的正上方先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放当A球下落t0.3 s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零已知mB3mA，重力加速度大小为g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：B球第一次到达地面时的速度；P点距离地面的高度解析：(1)并不是所有的元素都可能发生衰变，原子序数越大，越易发生，选项A错误；放射性元素的半衰期与元素本身内部结构有关，与外界的温度无关，选项B正确；放射性元

15、素无论单质还是化合物都具有放射性，选项C正确；在、射线中，射线的穿透能力最强，选项D正确；一个原子核在一次衰变过程中，可以是衰变或衰变，同时伴随射线放出，选项E错误(2)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有vB将h0.8 m代入上式，得vB4 m/s设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1(v10)，B球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可得v1gt由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下的方向为正，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvmBv22设B球与地面相碰后的速度大小为vB，由运动学及碰撞的规律可得vBvB设P点距地面的高度为h，由运动学规律可得h联立式，并代入已知条件可得h0.75 m答案：(1)BCD(2)4 m/s0.75 m8