動(dòng)量守恒定律及原子結(jié)構(gòu)綜合檢測(cè)卷一、選擇題(每小題4分，共40分)1在以下幾種運(yùn)動(dòng)中，相等的時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化相等的是()A勻速圓周運(yùn)動(dòng)B自由落體運(yùn)動(dòng)C平拋運(yùn)動(dòng)D單擺的擺球沿圓弧擺動(dòng)解析BC由pFt可知，時(shí)間t相等，若想動(dòng)量變化相等，則在時(shí)間t內(nèi)物體所受力F需大小相等，方向不變，由此可知，只有選項(xiàng)B、C符合題意2如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是()AA開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)BA的速度等于v時(shí)CB的速度等于零時(shí)DA和B的速度相等時(shí)解析D物體A與物體B發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)彈簧壓縮最短時(shí)，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能最大，此時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能損失最大，但系統(tǒng)整體的機(jī)械能保持不變(動(dòng)能彈性勢(shì)能)彈簧最短時(shí)，兩者速度相同3在下列四個(gè)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子：UnSrXe3X1；HX2Hen；UThX3；MgHeAlX4.以下判斷中正確的是()AX1是中子 BX2是質(zhì)子CX3是粒子 DX4是氘核解析AC由核反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：X1為n，X2為H，X3為He，X4為H，故A、C正確4關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核，下列說(shuō)法中正確的是()A利用粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑B利用粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑C原子的核式結(jié)構(gòu)模型很好地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)D處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大解析AD因?yàn)榱Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)中只有少數(shù)碰到原子核的粒子軌跡發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，所以利用粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑但不能估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氫原子發(fā)出的光子的波長(zhǎng)是不連續(xù)的，原子的核式結(jié)構(gòu)模型無(wú)法解釋原子光譜的分立特征，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大，選項(xiàng)D正確5.如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量之比mAmB32，原來(lái)靜止在平板小車(chē)C上，A、B間有一根被壓縮了的彈簧，A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，平板車(chē)與地面間的摩擦不計(jì)，當(dāng)突然釋放彈簧后，則()AA、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒BA、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C小車(chē)將向左運(yùn)動(dòng)D小車(chē)將向右運(yùn)動(dòng)解析BCA、B兩物體的質(zhì)量不一樣，因此它們受的摩擦力不相等，所以A、B兩物體受的合力向右，兩者動(dòng)量不守恒；A、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒6聯(lián)合國(guó)環(huán)境公署對(duì)科索沃地區(qū)的調(diào)查表明，北約對(duì)南聯(lián)盟進(jìn)行的轟炸中，大量使用了貧鈾炸彈貧鈾是從金屬中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈的貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大，而且殘留物可長(zhǎng)期危害環(huán)境下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由正確的是()由于爆炸后的彈片存在放射性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害鈾238的衰變速率很快鈾238的半衰期很長(zhǎng)A B C D解析C貧鈾彈主要成分為鈾238，是放射性元素，且半衰期長(zhǎng)，對(duì)，故選C.7下列說(shuō)法正確的是()A太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C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獠ㄩL(zhǎng)太短D按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增大解析D綜合考查原子物理和光學(xué)知識(shí)太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)(聚變反應(yīng))，不是核裂變反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)；湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明電子是原子的組成部分，不能表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，是因?yàn)樵撌獾念l率太低(低于極限頻率)，選項(xiàng)C錯(cuò)；根據(jù)玻爾理論，選項(xiàng)D正確8一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng)，反彈后的速度大小與碰撞前相同則碰撞前后小球動(dòng)量變化量的大小p和碰撞過(guò)程中墻對(duì)小球做功的大小W為()Ap0 Bp3.6 kgm/sCW0 DW10.8 J解析BCp0.36(6) kgm/s3.6 kgm/s.由于前后速度大小不變，則W0，故B、C正確9如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)兩球質(zhì)量關(guān)系為mB2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為6 kgm/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為4 kgm/s，則()A左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25B左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110C右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25D右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110解析A由兩球的動(dòng)量都是6 kgm/s可知，運(yùn)動(dòng)方向都向右，且能夠相碰，說(shuō)明左方是質(zhì)量小速度大的小球，故左方是A球碰后A球的動(dòng)量減少了4 kgm/s，即A球的動(dòng)量為2 kgm/s，由動(dòng)量守恒定律得B球的動(dòng)量為10 kgm/s，故可得其速度比為25，故選項(xiàng)A是正確的10已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E，激發(fā)態(tài)能量EnE1/n2，其中n2,3.用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長(zhǎng)為()A BC D解析C根據(jù)激發(fā)態(tài)能量公式En可知?dú)湓拥谝患ぐl(fā)態(tài)的能量為，設(shè)能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的最大波長(zhǎng)(設(shè)波長(zhǎng)為m)的光子能量為E，則有E0，且Eh，聯(lián)立解得m，所以本題正確選項(xiàng)只有C.二、非選擇題(共60分)11(8分)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為U.若此時(shí)增加黃光照射的強(qiáng)度，則毫安表_(選填“有”或“無(wú)”)示數(shù)若改用藍(lán)光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表_(選填“有”或“無(wú)”)示數(shù)解析光電效應(yīng)的原理是當(dāng)有頻率足夠大的光照射到金屬表面時(shí)，將會(huì)使金屬中的電子獲得足夠能量而從表面逸出，逸出的電子向另一極板定向移動(dòng)而形成電流【答案】無(wú)有12(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖(a)所示，在小車(chē)A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，長(zhǎng)木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖(b)所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)，A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，則應(yīng)選_段來(lái)計(jì)算A碰前速度，應(yīng)選_段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m10.40 kg，小車(chē)B的質(zhì)量m20.20 kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前mAv0_kgm/s；碰后(mAmB)v共_kgm/s.解析(1)選擇的時(shí)間段內(nèi)應(yīng)是小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，點(diǎn)間距離應(yīng)均勻，且碰前速度要大，距離也應(yīng)大，碰后速度應(yīng)小，距離也應(yīng)小些，故答案為BC、DE.(2)v01.050 m/s，v共0.695 m/s故mAv00.420 kgm/s，(mAmB)v共0.417 kgm/s.【答案】(1)BCDE(2)0.4200.41713(10分)一靜止的質(zhì)量為m1的原子核發(fā)生一次衰變已知衰變后的粒子的質(zhì)量為m2、電荷量為q、速度為v，并假設(shè)衰變過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動(dòng)能求衰變后新核反沖的速度大?。凰プ冞^(guò)程中的質(zhì)量虧損(注：涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì))解析設(shè)新核反沖的速度大小為v，由動(dòng)量守恒定律有m2v(m1m2)v.解得vv.釋放的核能為Em2v2(m1m2)v2，又Emc2，解得m.【答案】v14(10分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)電子軌道半徑為r00.5281010 m，量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的能量En eV.求：(1)電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能； (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，畫(huà)一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子所能發(fā)出光的光譜線有哪幾條？(3)計(jì)算這幾條光譜線中波長(zhǎng)最短的一條光譜線的波長(zhǎng)(k9.0109 Nm2/C2，e1.601019 C，h6.631034 Js) 解析(1)庫(kù)侖力提供向心力，則有m，則mv2，代入數(shù)據(jù)得電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為13.6 eV.(2)能級(jí)圖如圖所示，可得三條光譜線(3)波長(zhǎng)最短的光頻率最高、能量最大，對(duì)應(yīng)處于n3的激發(fā)態(tài)的氫原子向n1能級(jí)躍遷所發(fā)出光的光譜線將能量單位“eV”換算成國(guó)際單位“J”后得：1.03107 m.【答案】(1)13.6 eV(2)如圖所示(3)1.03107 m15(12分)科學(xué)家估算四川汶川特大地震釋放的能量相當(dāng)于200萬(wàn)個(gè)在廣島投擲的原子彈的能量，根據(jù)下列數(shù)據(jù)估算這次地震釋放的能量：(1)廣島原子彈釋放的核能可用下面的典型裂變反應(yīng)方程式表示； U nXeSr3n235043 91.008 7138.917 893.915 431.008 7反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(以原子量u為單位)已知1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為930 MeV，此裂變反應(yīng)釋放出的能量是多少？(2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg，該原子彈爆炸釋放的能量為多少？由此估算汶川地震釋放能量約是多少？解析(1)此裂變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損m(235.043 91.008 7) u(138.917 893.915 431.008 7) u0.193 3 u，釋放出的能量是E10.193 3930 MeV179.8 MeV.(2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg，含有U原子核的個(gè)數(shù)NNA2.561024.1個(gè)廣島原子彈爆炸釋放的能量E22.561024179.8 MeV4.601026 MeV.汶川地震釋放能量約E200104E21.471020 J.【答案】(1)179.8 MeV(2)4.601026 MeV1.471020 J16(12分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M1 kg的小車(chē)，小車(chē)的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車(chē)的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，整個(gè)系統(tǒng)一起以v110 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng)現(xiàn)用一質(zhì)量為m00.1 kg 的子彈，以v050 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時(shí)間極短，當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，彈簧被鎖定，測(cè)得此時(shí)彈簧的壓縮量為d0.50 m，取g10 m/s2.求：(1)子彈射入滑塊后的瞬間，子彈與滑塊共同速度的大小和方向(2)彈簧壓縮到最短時(shí)，小車(chē)的速度和彈簧的彈性勢(shì)能的大小解析(1)設(shè)子彈射入滑塊后的共同速度大小為v2，向右為正方向，對(duì)子彈與滑塊組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得mv1m0v0(mm0)v2，v24 m/s，方向水平向右(2)設(shè)子彈、滑塊與小車(chē)三者的共同速度為v3，當(dāng)三者達(dá)到共同速度時(shí)彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大由動(dòng)量守恒定律得Mv1(mm0)v2(Mmm0)v3.得v37 m/s，方向水平向右設(shè)最大彈性勢(shì)能為Epmax，對(duì)三個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律得Mv(mm0)vEpmax(Mmm0)v(mm0)gd.得Epmax8 J.【答案】(1)4 m/s方向水平向右(2)7 m/s，方向水平向右8 J - 6 -