訓(xùn)練24動(dòng)量原子物理(選修35) 1(8分)(1)氫原子的基態(tài)能量為13.6 eV，則氫原子第三能級(jí)的能量為_ eV；要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成為氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是_ eV(2)靜止的鋰核Li俘獲一個(gè)速度為8106 m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后產(chǎn)生了兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核He，它的速度大小是3.5106 m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同，試寫出核反應(yīng)方程，并求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小2(8分)(1)如圖1所示為氫原子的能級(jí)示意圖，圖1一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中，這群氫原子最多能發(fā)出_種頻率的光，其中從n_能級(jí)躍遷到n_能級(jí)所發(fā)出光的頻率最小(2)如圖2所示，木塊A的質(zhì)量mA1 kg，足夠長(zhǎng)的木板B的質(zhì)量mB4 kg，質(zhì)量mC4 kg的木塊C置于木板B的右端，已知水平地面光滑，B、C之間有摩擦現(xiàn)使A以v012 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4 m/s速率彈回，求此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，圖2木板B的最大速率；木塊C的最大速率3(8分)(1)利用粒子散射實(shí)驗(yàn)最早提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是_；他還利用粒子轟擊N(氮核)生成O和另一種粒子，寫出該核反應(yīng)方程是_(2)兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2 kg，初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，A、B兩物塊都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上向右運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖3所示B與C碰撞后二者會(huì)粘在一起運(yùn)動(dòng)圖3求：B與C碰撞后瞬間B與C的共同速度；當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物塊A的速度為多大？4(8分)(1)我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)艱苦努力，率先建成了世界上第一個(gè)全超導(dǎo)試驗(yàn)裝置并調(diào)試成功這種裝置被稱為“人造太陽(yáng)”，它能夠承受上億攝氏度高溫且能夠控制等離子態(tài)的核子發(fā)生聚變并穩(wěn)定持續(xù)的輸出能量，就像太陽(yáng)一樣為人類提供無(wú)限清潔能源在該裝置內(nèi)發(fā)生的核反應(yīng)方程是HHHeX，其中粒子X(jué)的符號(hào)是_已知H的質(zhì)量是m1，H的質(zhì)量是m2，He的質(zhì)量是m3，X的質(zhì)量是m4，光速是c，則發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能表達(dá)式為E_(2)在光滑水平面上，甲、乙兩物體的質(zhì)量分別是m1、m2，它們沿一條直線相向運(yùn)動(dòng)，其中甲物體運(yùn)動(dòng)速度v1的大小是6 m/s，乙物體運(yùn)動(dòng)速度v2的大小是2 m/s已知兩物體碰撞后各自沿著原方向的反方向運(yùn)動(dòng)，速度v的大小都是4 m/s，求甲乙兩物體的質(zhì)量之比5(8分)(1)(3分)2020年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80%90%的路燈利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)來(lái)供電，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水采用全真空太陽(yáng)能集熱技術(shù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核(H)轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核(He)和兩個(gè)正電子(e)并放出能量已知質(zhì)子質(zhì)量mp1.007 3 u，粒子的質(zhì)量m4.001 5 u，電子的質(zhì)量me0.000 5 ul u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5 MeV的能量寫出該熱核反應(yīng)方程一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程可釋放出多少M(fèi)eV的能量？(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)(2)(5分)如圖4所示，質(zhì)量均為m的小滑塊P和Q均可視為質(zhì)點(diǎn)，與輕質(zhì)彈簧相連的Q靜止在光滑水平面上，P以某一初速度v向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，在整個(gè)過(guò)程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于多少？圖46(8分)(1)某原子X(jué)經(jīng)過(guò)2次衰變，4次衰變后變?yōu)閅，那么n與p的數(shù)學(xué)關(guān)系式為_；m與q的數(shù)學(xué)關(guān)系式為_；(2)在同一平直鋼軌上有A、B、C三節(jié)車廂，質(zhì)量分別為m、2m、3m，速率分別為v、v、2v，其速度方向如圖5所示若B、C車廂碰撞后，粘合在一起，然后與A車廂再次發(fā)生碰撞，碰后三節(jié)車廂粘合在一起，摩擦阻力不計(jì)，求最終三節(jié)車廂粘合在一起的共同速度圖57(8分)(1)在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中，x1、x2、x3和x4各代表某種粒子Hx1HenNHeOx2BeHeCx3MgHeAlx4以下判斷中正確的是()Ax1是質(zhì)子 Bx2是中子Cx3是中子 Dx4是質(zhì)子(2)如圖6所示，質(zhì)量為m1 kg的滑塊，以v05 m/s的水平初速度滑上靜止在光滑水平面上的平板小車，小車足夠長(zhǎng)，質(zhì)量M4 kg求：圖6滑塊與小車的共同速度v；整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能E8(8分)太陽(yáng)的能量來(lái)自氫核聚變：即四個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變一個(gè)粒子，同時(shí)發(fā)射兩個(gè)正電子和兩個(gè)沒(méi)有質(zhì)量的中微子如果太陽(yáng)輻射能量的功率為P，質(zhì)子H、氦核He、正電子e的質(zhì)量分別為mp、mHe、me，真空的光速為c，則：(1)寫出上述核反應(yīng)方程式；(2)計(jì)算每一次聚變所釋放的能量E；(3)計(jì)算t時(shí)間內(nèi)因聚變生成的粒子數(shù)n9(8分)(1)(4分)下列說(shuō)法中正確的是_AX射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的B一群處于n3能級(jí)激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出3種不同頻率的光C放射性元素發(fā)生一次衰變，核電荷數(shù)增加1DU的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短(2)(4分)質(zhì)量為M的木塊在光滑水平面上以速率v1向右運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m的子彈以速率v2水平向左射入木塊，假設(shè)子彈射入木塊后均未穿出，且在第N顆子彈射入后，木塊恰好停下來(lái)，求N的數(shù)值10 (8分)(1)(2分)請(qǐng)將下列兩個(gè)核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整HeNO_UnXeSr_(2)(6分)如圖7所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶有豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A和B做“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖7把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷卡住A和B，在A和B的固定擋板間放入一輕彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)；按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)A和B與固定擋板C和D碰撞時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下A至C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1，B至D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2；重復(fù)幾次，取t1和t2的平均值在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意_；應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有_；只要關(guān)系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和答案1(1)1.5113.6(2) LinHeH2×106 m/s2(1)332(2)4 m/s2 m/s3(1)見解析(2)2 m/s 3 m/s解析(1)盧瑟福(1分)NHeOH(1分)(2)B、C碰撞時(shí)B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為vBC，則mBv(mBmC)vBC(2分)vBC m/s2 m/s(1分)當(dāng)A、B、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大由A、B、C三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，(mAmB)v(mAmBmC)vA(2分)解得vA m/s3 m/s(1分)4(1) n(m1m2m3m4)c2(2)3:55(1)4HHe2e 24.87 MeV (2)mv26(1)見解析(2)大小為，方向向左解析(1)n8p(1分)mq(1分)(2)由動(dòng)量守恒定律：mv2mv3m(2v)(m2m3m)v(4分)解得：vv(1分)，方向向左(1分)7(1)CD(2)1 m/s 10 J8(1)見解析(2)(4mpmHe2me)c2(3)解析(1)核反應(yīng)方程式為4HHe2e(2)由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程Emc2核反應(yīng)所釋放的能量為E(4mpmHe2me)c2(3)由能量關(guān)系得PtnE得n評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共8分，式各1分，其它各2分9(1)BC(2)10(1)H2n(2)使氣墊導(dǎo)軌水平(2分)滑塊A的左端到擋板C的距離x1和滑塊B的右端到擋板D的距離x2(2分)(2分)