2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題十四 碰撞與動(dòng)量守恒 近代物理初步導(dǎo)（含解析）xx高考導(dǎo)航熱點(diǎn)視角備考對(duì)策本講考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用；原子的能級(jí)躍遷；原子核的衰變規(guī)律；核反應(yīng)方程的書寫；質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算；三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用；光電效應(yīng)問題的規(guī)律及應(yīng)用等.由于本講涉及的知識(shí)點(diǎn)多，且與科技相關(guān)，題目新穎，但難度不大，因此，備考中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住動(dòng)量守恒定律和原子核反應(yīng)兩條主線，注意綜合題目的分析思路、強(qiáng)化典題的訓(xùn)練. 一、動(dòng)量守恒定律1動(dòng)量守恒的條件(1)系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受合外力為零(2)系統(tǒng)所受的合外力雖不為零，但比系統(tǒng)內(nèi)力小得多，可以忽略不計(jì)，如碰撞問題中的摩擦力，爆炸過(guò)程中的重力等(3)系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量和為零，或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，則系統(tǒng)在該方向動(dòng)量守恒2三種表達(dá)式(1)pp.(2)m1v1m2v2m1v1m2v2.(3)p1p2.3碰撞的種類及特點(diǎn)種類特點(diǎn)彈性碰撞(1)動(dòng)量守恒(2)碰撞前后總動(dòng)能相等非彈性碰撞(1)動(dòng)量守恒(2)動(dòng)能有損失完全非彈性碰撞(1)碰后兩物體合為一體(2)動(dòng)量守恒(3)動(dòng)能損失最大二、光電效應(yīng)及其方程1光電效應(yīng)的規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于此頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大(3)入射光照射到金屬板上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不大于109 s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比2光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hEkW0或EkhW0.(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能三、能級(jí)躍遷1玻爾理論(1)軌道量子化：核外電子只能在一些分立的軌道上運(yùn)動(dòng)rnn2r1(n1,2,3)(2)能量量子化：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)En(n1,2,3)(3)吸收或輻射能量量子化原子在兩個(gè)能級(jí)之間躍遷時(shí)只能吸收或發(fā)射一定頻率的光子，該光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hEmEn.2氫原子能級(jí)能級(jí)圖如圖所示3躍遷分析(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)低能級(jí)，釋放能量(2)受激躍遷：低能級(jí)高能級(jí)，吸收能量光照(吸收光子)：光子的能量等于能級(jí)差hE.碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可E外E.大于電離能的光子可被吸收將原子電離(3)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出光譜線條數(shù)：NC.四、原子核的衰變、核能1原子核的衰變衰變類型衰變衰變衰變方程XYHeXYe衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子2H2nHenHe衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒2射線、射線、射線之間的區(qū)別名稱射線射線射線實(shí)質(zhì)高速氦核流電子流高頻光子速度約為光速的約為光速的99%光速電離作用很強(qiáng)較弱很弱貫穿能力很弱較強(qiáng)最強(qiáng)3.核反應(yīng)方程、核能(1)核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律：電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒(2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即Emc2.(3)核能的計(jì)算根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，釋放的核能Emc2.根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV能量，釋放的核能Em931.5 MeV.m的單位為原子質(zhì)量單位熱點(diǎn)一動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用命題規(guī)律：動(dòng)量守恒定律是近幾年高考中的必考知識(shí)點(diǎn)，高考對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的考查主要以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，題目難度中等，考查的題目有以下幾種情況： (1)考查兩個(gè)物體相互作用或碰撞的動(dòng)量守恒問題(2)考查三個(gè)物體相互作用的動(dòng)量守恒問題(3)考查碰撞過(guò)程的動(dòng)量守恒與機(jī)械能問題1.如圖所示，光滑水平面上滑塊A、C質(zhì)量均為m1 kg，B質(zhì)量為M3 kg.開始時(shí)A、B靜止，現(xiàn)將C以初速度v02 m/s的速度滑向A，與A碰后粘在一起向右運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞，碰后B的速度vB0.8 m/s，B與墻發(fā)生碰撞后以原速率彈回(水平面足夠長(zhǎng))(1)求A與C碰撞后的共同速度大??；(2)分析判斷B反彈后能否與AC再次碰撞？解析(1)設(shè)AC與B碰前的速度為v1，與B碰后的速度為v2，A、C碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒有mv02mv1代入數(shù)據(jù)得v11 m/s.(2)AC與B碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，有2mv12mv2MvB代入數(shù)據(jù)得：v20.2 m/svB大于v2，故能發(fā)生第二次碰撞答案(1)1 m/s(2)能2.(xx貴陽(yáng)一模)如圖所示，用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線將A、B兩木球(可視為質(zhì)點(diǎn))懸掛起來(lái)，A、B之間的距離l3.2 m，其中木球A的質(zhì)量mA90 g，木球B的質(zhì)量mB100 g現(xiàn)用打釘槍將一顆質(zhì)量為m010 g的釘子以豎直向上的初速度v0100 m/s打入并且停留在木球A中，木球A沿細(xì)線向上與木球B正碰后粘在一起豎直向上運(yùn)動(dòng)，恰好能夠達(dá)到懸點(diǎn)O處若釘子打入木球和A、B兩球碰撞的時(shí)間都極短，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，求：(1)釘子打入木球A的過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)木球B到懸點(diǎn)O的距離解析(1)規(guī)定向上為正方向，設(shè)釘子打入木球后的瞬間木球A的速度為v，由動(dòng)量守恒定律得：m0v0(mAm0)v根據(jù)能量守恒定律可知，釘子打入木球的過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能Em0v(mAm0)v2代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：E45 J.(2)設(shè)木球A與木球B碰撞前瞬間速度大小為v1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得：vv22gl解得：v16 m/s設(shè)木球A與木球B碰撞后的速度大小為v2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：(mAm0)v1(mAm0mB)v2設(shè)木球B到懸點(diǎn)O的距離為h，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得：v2gh代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：h0.45 m.答案(1)45 J(2)0.45 m3.(xx高考天津卷)如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA4 kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB2 kg.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F10 N，A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間t0.6 s，二者的速度達(dá)到vt2 m/s.求：(1)A開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大??；(3)A的上表面長(zhǎng)度l.解析(1)以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有FmAa代入數(shù)據(jù)解得a2.5 m/s2.(2)對(duì)A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t0.6 s的過(guò)程，由動(dòng)量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入數(shù)據(jù)解得v1 m/s.(3)設(shè)A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為vA，對(duì)A、B發(fā)生碰撞的過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律有mAvA(mAmB)vA從開始運(yùn)動(dòng)到與B發(fā)生碰撞前，由動(dòng)能定理有FlmAv由式，代入數(shù)據(jù)解得l0.45 m.答案(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m熱點(diǎn)二能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)命題規(guī)律：該知識(shí)點(diǎn)在近幾年高考中頻繁出現(xiàn)，題型為選擇題或填空題分析近幾年的高考試題，涉及該知識(shí)點(diǎn)的命題有以下特點(diǎn)：(1)考查氫原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)公式(2)考查光電效應(yīng)、極限頻率等概念1.(xx高考江蘇卷)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A波長(zhǎng)B頻率C能量 D動(dòng)量解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程mvhW.由題知W鈣>W鉀，所以鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小根據(jù)p及p和c知，鈣逸出的光電子的特點(diǎn)是：動(dòng)量較小、波長(zhǎng)較長(zhǎng)、頻率較小選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤答案A2.(xx貴陽(yáng)二模)如圖是氫原子的能級(jí)圖，對(duì)于一群處于n4的氫原子，下列說(shuō)法中正確的是()A這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級(jí)躍遷B這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光C這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eVD如果發(fā)出的光子中有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中一種一定是由n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)發(fā)出的E從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)解析氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)只能吸收特定頻率的光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；處于n4激發(fā)態(tài)的大量氫原子躍遷時(shí)，最多發(fā)出的光子種數(shù)為C6，選項(xiàng)B正確；這群氫原子發(fā)出的光子中，由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大，能量最大為12.75 eV，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果發(fā)出的光子中有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，一定是由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)和由n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)發(fā)出的，選項(xiàng)D正確；由n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最小，所以頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，選項(xiàng)E正確答案BDE3.(xx高考浙江自選模塊)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級(jí)圖如圖所示當(dāng)氫原子從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)，輻射出頻率為_Hz的光子用該頻率的光照射逸出功為2.25 eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_eV.(電子電量e1.601019 C，普朗克常量h6.631034Js)解析氫原子從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)，釋放出光子的能量為E0.85 eV(3.40 eV)2.55 eV，由hE解得光子的頻率6.21014Hz.用此光照射逸出功為2.25 eV的鉀時(shí)，由光電效應(yīng)方程知，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為EkhW(2.552.25) eV0.30 eV.答案6.210140.30總結(jié)提升關(guān)于原子躍遷要注意以下四方面(1)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜條數(shù)N.(2)只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量(hEmEn)時(shí)，光子才被吸收.(3)“直接躍遷”只能對(duì)應(yīng)一個(gè)能級(jí)差，發(fā)射一種頻率的光子.“間接躍遷”能對(duì)應(yīng)多個(gè)能級(jí)差，發(fā)射多種頻率的光子.(4)入射光子能量大于電離能(hEEn)時(shí)，光子一定能被原子吸收并使之電離，剩余能量為自由電子的動(dòng)能.)熱點(diǎn)三核反應(yīng)和核能命題規(guī)律：對(duì)核反應(yīng)及核能的考查在近幾年高考中出現(xiàn)的頻率較高，分析近幾年的高考試題，關(guān)于涉及該知識(shí)點(diǎn)的命題有以下特點(diǎn)：(1)考查三種射線、核反應(yīng)方程的填寫、有關(guān)半衰期的計(jì)算、有關(guān)核能的計(jì)算(2)題型主要以選擇題形式出現(xiàn)，難度較低，考查較細(xì)1.(xx高考重慶卷)碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A.B.C. D.解析經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期剩余碘131的含量mmn.因32天為碘131的4個(gè)半衰期，故剩余碘131含量：mm4，選項(xiàng)C正確答案C2.(xx高考北京卷)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)() A(m1m2m3)cB(m1m2 m3)cC(m1m2 m3)c2D(m1m2 m3)c2解析由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3，可得E(m1m2m3)c2，選項(xiàng)C正確答案C3.(xx青島模擬)若核實(shí)驗(yàn)的核原料是U，則(1)完成核反應(yīng)方程式UnSrXe_.(2)已知鈾核的質(zhì)量為235.043 9 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，鍶(Sr)核的質(zhì)量為89.907 7 u，氙(Xe)核的質(zhì)量為135.907 2 u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，求一個(gè)U原子核裂變釋放的能量為_MeV.解析(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得：10n.(2)該反應(yīng)的質(zhì)量虧損是：m235.043 9 u1.008 7 u89.907 7 u135.907 2 u101.008 7 u0.150 7 u根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc20.150 7931.5 MeV140.4 MeV.答案(1)10n(2)140.4總結(jié)提升(1)衰變規(guī)律的理解,衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別、少數(shù)原子核無(wú)意義.(2)核反應(yīng)方程的書寫核反應(yīng)過(guò)程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“”表示方向而不能用等號(hào)代替.核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能.核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰出核反應(yīng)方程.)動(dòng)量守恒在核反應(yīng)中的應(yīng)用命題規(guī)律：該類問題不單可以考查動(dòng)量守恒定律，還可以綜合考查核反應(yīng)方程的書寫及質(zhì)能方程等，根據(jù)選考題命題“突出重點(diǎn)、兼顧面廣、難度不大”的特點(diǎn)，預(yù)計(jì)核反應(yīng)中的動(dòng)量守恒將成為xx年高考的命題熱點(diǎn)解析反應(yīng)中產(chǎn)生的質(zhì)量虧損mmU(mThm)0.005 9 u，反應(yīng)中釋放的核能Em931.5 MeV5.5 MeV.U核衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒、能量守恒，則0mvmThvThEmvmThv解兩式得E(mv)2.則粒子的動(dòng)能EmvE5.5 MeV5.41 MeV.答案5.41 MeV特別提醒在不考慮核反應(yīng)中放出的光子動(dòng)量和能量時(shí)反應(yīng)前后動(dòng)量守恒；反應(yīng)前的動(dòng)能與反應(yīng)中放出的結(jié)合能之和等于反應(yīng)后的總動(dòng)能；在列動(dòng)量守恒和能量守恒方程時(shí)，不考慮質(zhì)量虧損，即用質(zhì)量數(shù)表示其質(zhì)量關(guān)系.)最新預(yù)測(cè)1海水中含有豐富的氘，完全可充當(dāng)未來(lái)的主要能源兩個(gè)氘核的核反應(yīng)為：HHHen，其中氘核的質(zhì)量為2.013 0 u，氦核的質(zhì)量為3.015 0 u，中子的質(zhì)量為1.008 7 u(1 u相當(dāng)于931.5 MeV)，求：(1)核反應(yīng)中釋放的核能；(2)在兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.35 MeV進(jìn)行對(duì)心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動(dòng)能解析：(1)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損m2mHmHemn由Emc2可知釋放的核能E(2mHmHemn)c22.14 MeV(2)把兩個(gè)氘核作為一個(gè)系統(tǒng)，碰撞過(guò)程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，由于碰撞前兩氘核的動(dòng)能相等，其動(dòng)量等大反向，因此反應(yīng)前后系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，設(shè)碰撞后瞬間氦核、中子的速度分別為vHe、vn，動(dòng)能分別為EkHe、Ekn，碰撞前氘核的動(dòng)能EkH0.35 MeV，則mHevHemnvn0反應(yīng)前后系統(tǒng)的總能量守恒，則mHevmnvE2EkH又有mHemn31EkHemHev，Eknmnv，解得EkHe0.71 MeV，Ekn2.13 MeV.答案：(1)2.14 MeV(2)2.13 MeV0.71 MeV最新預(yù)測(cè)2(xx南京二模)(1)下列說(shuō)法正確的是_A湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的棗糕模型B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)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獾膹?qiáng)度小D將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，該元素的半衰期將增大(2)某光電管的陰極K用截止頻率為0的金屬鈉制成，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的正向電壓為U，普朗克常量為h，電子的電荷量為e.用頻率為的紫外線照射陰極，有光電子逸出，光電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能是_；若在光電管陽(yáng)極A和陰極K之間加反向電壓，要使光電子都不能到達(dá)陽(yáng)極，反向電壓至少為_(3)1928年，德國(guó)物理學(xué)家玻特用粒子(He)轟擊輕金屬鈹(Be)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一種貫穿能力很強(qiáng)的中性射線查德威克對(duì)該粒子進(jìn)行研究，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了新的粒子中子寫出粒子轟擊輕金屬鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程；若中子以速度v0再與一質(zhì)量為mN的靜止氮核發(fā)生碰撞，測(cè)得中子反向彈回的速率為v1，氮核碰后的速率為v2，則中子的質(zhì)量m等于多少？解析：(1)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獾念l率小于金屬的極限頻率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；元素的半衰期是由元素本身性質(zhì)決定的，與外界的物理、化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，A、B正確(2)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理可知eUEkm(hh0)，即EkmeUhh0；在光電管陽(yáng)極A和陰極K之間加反向電壓，要使光電子都不能到達(dá)陽(yáng)極，反向電壓至少為U.(3)BeHeCn由動(dòng)量守恒得mv0mv1mNv2mmN.答案：(1)AB(2)eUhh0(3)BeHeCnmN1(xx高考“北約”卷)下列說(shuō)法中正確的是()A盧瑟福實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)許多粒子被金箔大角度散射，這表明粒子很難進(jìn)入金箔原子內(nèi)部B衰變中產(chǎn)生的射線是原子核外電子掙脫原子核束縛之后形成的電子束C通過(guò)化學(xué)反應(yīng)無(wú)法改變放射性元素的半衰期D較小比結(jié)合能的原子不穩(wěn)定，容易發(fā)生裂變解析：選C.盧瑟福實(shí)驗(yàn)中大角度散射的粒子數(shù)量很少；衰變中的電子由原子核放出；比結(jié)合能較小的核將會(huì)向比結(jié)合能大的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化方法有聚變(輕核)或者裂變(重核)選C.2(xx高考廣東卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析：選AD.增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于照射光的頻率，而與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)hW逸mv2可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確3(xx高考新課標(biāo)全國(guó)卷)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是()A密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E湯姆遜通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷解析：選ACE.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了物體所帶的電荷量都是某一值的整數(shù)倍，測(cè)出了基本電荷的數(shù)值，選項(xiàng)A正確貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，明確了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤居里夫婦通過(guò)對(duì)含鈾物質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)了釙(Po)和鐳(Ra)，選項(xiàng)C正確盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤湯姆遜通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明了陰極射線是帶負(fù)電的粒子，并測(cè)出了粒子的比荷，選項(xiàng)E正確4(xx高考福建卷)如圖，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線解析：選C.根據(jù)三種射線的偏轉(zhuǎn)軌跡可知表示射線，表示射線，表示射線，選項(xiàng)C正確5(xx高考福建卷)一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為()Av0v2Bv0v2Cv0v2 Dv0(v0v2)解析：選D.對(duì)火箭和衛(wèi)星由動(dòng)量守恒定律得(m1m2)v0m2v2m1v1解得v1v0(v0v2)故選D.6(xx高考大綱全國(guó)卷)一中子與一質(zhì)量數(shù)為A (A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為()A. B.C. D.解析：選A.設(shè)中子的質(zhì)量為m，則被碰原子核的質(zhì)量為Am，兩者發(fā)生彈性碰撞，據(jù)動(dòng)量守恒，有mv0mv1Amv，據(jù)動(dòng)能守恒，有mvmvAmv2.解以上兩式得v1v0.若只考慮速度大小，則中子的速率為v1v0，故中子前、后速率之比為.7(xx高考山東卷)(1)氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是_a氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656 nmb用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子從n1躍遷到n2的能級(jí)c一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線d用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級(jí)(2)如圖，光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m.開始時(shí)橡皮筋松弛，B靜止，給A向左的初速度v0.一段時(shí)間后，B與A同向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞并粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半求：B的質(zhì)量；碰撞過(guò)程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失解析：(2)以初速度v0的方向?yàn)檎较?，設(shè)B的質(zhì)量為mB，A、B碰撞后的共同速度為v，由題意知：碰撞前瞬間A的速度為，碰撞前瞬間B的速度為2v，由動(dòng)量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB.從開始到碰后的全過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律得mv0(mmB)v設(shè)碰撞過(guò)程A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失為E，則Em2mB(2v)2(mmB)v2聯(lián)立式得Emv.答案：(1)cd(2)mmv8.(1)人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是_A由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要吸收能量B由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出核能C已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的射線能使某金屬板逸出光電子，若增加射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大D在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度E在核反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥層能防止放射線和放射性物質(zhì)的泄漏(2)質(zhì)量分別為m11 kg，m23 kg的小車A和B靜止在水平面上，小車A的右端水平連接一根輕彈簧，小車B以水平向左的初速度v0向A駛來(lái)，與輕彈簧相碰之后，小車A獲得的最大速度為v6 m/s，如果不計(jì)摩擦，也不計(jì)相互作用過(guò)程中機(jī)械能損失，求：小車B的初速度v0；A和B相互作用過(guò)程中，彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能解析：(1)原子核D、E聚變成原子核F，放出能量，A錯(cuò)；A裂變成B、C，放出能量，B對(duì)；增加入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，C錯(cuò)；鎘棒能吸收中子，可控制核反應(yīng)速度，D正確；修建很厚的水泥層能防止放射線和放射性物質(zhì)的泄漏，E正確(2)由題意可得，當(dāng)A、B相互作用彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)A的速度達(dá)到最大，設(shè)此時(shí)B的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律可得：m2v0m1vm2v2相互作用前后系統(tǒng)的總動(dòng)能不變：m2vm1v2m2v解得：v04 m/s.第一次彈簧壓縮到最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)此時(shí)A、B有相同的速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：m2v0(m1m2)v此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，等于系統(tǒng)動(dòng)能的減少量：Em2v(m1m2)v2解得E6 J.答案：(1)BDE(2)4 m/s6 J9(1)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一其衰變方程是RnPo_.已知Rn的半衰期約為 3.8 天，則約經(jīng)過(guò)_天，16 g 的Rn衰變后還剩 1 g.(2)如圖所示，一水平面上P點(diǎn)左側(cè)光滑，右側(cè)粗糙，質(zhì)量為m的劈A在水平面上靜止，上表面光滑，A軌道右端與水平面平滑連接，質(zhì)量為M的物塊B恰好放在水平面上P點(diǎn)，物塊B與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.一質(zhì)量為m的小球C位于劈A的斜面上，距水平面的高度為h0.9 m小球C從靜止開始滑下，然后與B發(fā)生正碰(碰撞時(shí)間極短，且無(wú)機(jī)械能損失)已知M2m，g10 m/s2，求：小球C與劈A分離時(shí)，C的速度大小v0；小球C與物塊B碰后的速度vC和物塊B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得衰變方程為RnPoHe.根據(jù)衰變規(guī)律mm0，代入數(shù)值解得t15.2 天(2)球C與劈A組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒、能量守恒，有0mv0mvAmghmvmv解得v03 m/s.小球C與B發(fā)生正碰后速度分別為vC和vB，規(guī)定向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mv0mvCMvB機(jī)械能不損失，有mvmvMv代入M2m，得vB2 m/svC1 m/s(負(fù)號(hào)說(shuō)明小球C最后向左運(yùn)動(dòng))物塊B減速至停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間設(shè)為t，由動(dòng)量定理Mgt0MvB得t1 s.答案：(1)He15.2(2)3 m/s1 m/s，方向向左1 s10(xx高考新課標(biāo)全國(guó)卷)(1)關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是_A所有元素都有可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出、和三種射線(2)如圖，質(zhì)量分別為mA、mB的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距離地面的高度h0.8 m，A球在B球的正上方先將B球釋放，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再將A球釋放當(dāng)A球下落t0.3 s時(shí)，剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間A球的速度恰好為零已知mB3mA，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失求：B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度；P點(diǎn)距離地面的高度解析：(1)自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；、和三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確；原子核發(fā)生衰變時(shí)，不能同時(shí)發(fā)生和衰變，射線伴隨這兩種衰變產(chǎn)生，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤(2)由于兩球碰撞時(shí)間極短，并且沒有能量損失，所以在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，碰撞前后總動(dòng)能相等，分別列方程求解設(shè)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為vB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB將h0.8 m代入上式，得vB4 m/s.設(shè)兩球相碰前后，A球的速度大小分別為v1和v1(v10)，B球的速度分別為v2和v2.由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得v1gt由于碰撞時(shí)間極短，重力的作用可以忽略，兩球相撞前后的動(dòng)量守恒，總動(dòng)能保持不變規(guī)定向下的方向?yàn)檎?，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvmBv設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)及碰撞的規(guī)律可得vBvB設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為h，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得h聯(lián)立式，并代入已知條件可得h0.75 m.答案：(1)BCD(2)4 m/s0.75 m