1、高考定位本專題考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有：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(shū)寫(xiě)；質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算；原子物理部分的物理學(xué)史和、三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用等應(yīng)考策略：本專題涉及的知識(shí)點(diǎn)多，而且多是科技前沿的知識(shí)，題目新穎，但難度不大，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住動(dòng)量守恒定律和核反應(yīng)兩條主線，強(qiáng)化典型題目的訓(xùn)練，提高分析綜合題目的能力考題1原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、核反應(yīng)與動(dòng)量的組合例1(1)下列說(shuō)法正確的是_A玻爾原子理論不僅能解釋氫原子光譜，而且也能解釋其他原子光譜B法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)C.eq oal(235, 92)U的半

2、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D處于n3激發(fā)態(tài)的一群氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出3種不同頻率的光子(2)速度為v0的中子eq oal(1,0)n擊中靜止的氮核eq oal(14, 7)N，生成碳核eq oal(12, 6)C和另一種新原子核，已知eq oal(12, 6)C與新核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后eq oal(12, 6)C核與新核的動(dòng)量之比為21.寫(xiě)出核反應(yīng)方程求eq oal(12, 6)C與新核的速度各是多大？解析(2)設(shè)eq oal(1,0)n、eq oal(12, 6)C、新核質(zhì)量分別為m0、m1和m2，碰后eq oal(12, 6)C、新核

3、速度分別為v1、v2.由動(dòng)量守恒得m0v0m1v1m2v2又m1v12m2v2聯(lián)立求得：v1eq f(v0,18)，v2eq f(v0,9)答案(1)BD(2)eq oal(14, 7)Neq oal(1,0)neq oal(12, 6)Ceq oal(3,1)Heq f(v0,18)eq f(v0,9)1(1)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))A盧瑟福用實(shí)驗(yàn)得出原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C重核的裂變過(guò)程質(zhì)量增大，輕核的聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損D自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變，因此在考古中可

4、利用14C來(lái)測(cè)定年代E光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)(2)如圖1所示，內(nèi)壁光滑半徑為R的圓形軌道，固定在豎直平面內(nèi)質(zhì)量為m1的小球靜止在軌道最低點(diǎn)，另一質(zhì)量為m2的小球(兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn))從內(nèi)壁上與圓心O等高的位置由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與m1發(fā)生碰撞并粘在一起求：圖1()小球m2剛要與m1發(fā)生碰撞時(shí)的速度大??；()碰撞后，m1、m2能沿內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大高度(相對(duì)碰撞點(diǎn))答案(1)BDE(2)()eq r(2gR)()eq f(moal( 2,2)R,m1m22)解析(2)()設(shè)小球m2剛要與m1發(fā)生碰撞時(shí)的速度大小為v0.由機(jī)械能守恒定律，得m2gReq f(1,2)m

5、2veq oal( 2,0)解得v0eq r(2gR)()設(shè)兩球碰撞后，m1、m2兩球粘在一起的速度為v，由動(dòng)量守恒定律，得m2v0(m1m2)v設(shè)兩球碰撞后上升的最大高度為h，由機(jī)械能守恒得eq f(1,2)(m1m2)v2(m1m2)gh由三式解得heq f(moal( 2,2)R,m1m22)2(1)下列說(shuō)法正確的是()A對(duì)黑體輻射的研究表明：隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的最大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)B電子的衍射圖樣表明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性C射線是原子核外電子高速運(yùn)動(dòng)形成的D氫原子從n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)和從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)，前者躍遷輻射出的光子波長(zhǎng)比后者的短(2)1896年法國(guó)物理學(xué)家

6、貝克勒爾在對(duì)含鈾的礦物進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，從而揭開(kāi)了原子核的秘密靜止的鈾核eq oal(238, 92)U發(fā)生衰變后，生成新核Th并釋放出光子已知鈾的質(zhì)量為m1，粒子的質(zhì)量為m2，Th核的質(zhì)量為m3，并測(cè)得粒子的速度為v.(已知光在真空中的傳播速度為c)寫(xiě)出核反應(yīng)方程式并求出此反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能；求出反應(yīng)后Th核的速度大小答案(1)BD(2)eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He(或eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He)(m1m2m3)c2eq f(m2,m3)v(eq

7、f(2,117)v也算對(duì))解析(2)eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He(或eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He)根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程Emc2得E(m1m2m3)c2.根據(jù)動(dòng)量守恒定律：m2vm3vTh0Th核的速度為：vTheq f(m2,m3)v(eq f(2,117)v也算對(duì))1核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)(1)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(2)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(3)核反應(yīng)

8、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)律憑空杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)核反應(yīng)方程2原子核的衰變(1)衰變實(shí)質(zhì)：衰變是原子核中的2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氦核并射出；衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，再將電子射出；衰變伴隨著衰變或衰變同時(shí)發(fā)生，不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)，以光子形式釋放出衰變過(guò)程中產(chǎn)生的能量(2)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)原子無(wú)意義考題2原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、能級(jí)與動(dòng)量的組合例2(2014山東39)(1)氫原子能級(jí)如圖2所示，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

9、是_(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào))圖2a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3所示，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(kāi)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：圖3()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(1)能級(jí)間躍遷

10、輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，波長(zhǎng)越小，a錯(cuò)誤；由EmEnh可知，b錯(cuò)誤，d正確；根據(jù)Ceq oal(2,3)3可知，輻射的光子頻率最多3種，c正確(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eq f(v,2)，碰撞前瞬間B的速度為2v，由動(dòng)量守恒定律得meq f(v,2)2mBv(mmB)v由式得mBeq f(m,2)()從開(kāi)始到碰撞后的全過(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Eeq f(1,2)m(eq f(v,2)2eq f(1,2)mB(

11、2v)2eq f(1,2)(mmB)v2聯(lián)立式得Eeq f(1,6)mveq oal( 2,0)答案(1)cd(2)()eq f(m,2)()eq f(1,6)mveq oal( 2,0)3(1)下列說(shuō)法中正確的是_A電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性B裂變物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行C原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放出一個(gè)電子D235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短(2)氫原子的能級(jí)如圖4所示有一群處于n4能級(jí)的氫原子，若原子從n4向n2躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則：圖4這群氫原子發(fā)出的光中共有_種頻率的光能使該金屬產(chǎn)生光

12、電效應(yīng)；從n4向n1躍遷時(shí)發(fā)出的光照射該金屬，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi) eV.(3)如圖5所示，質(zhì)量為2m的小滑塊P和質(zhì)量為m的小滑塊Q都視作質(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，問(wèn)：圖5彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，P、Q的速度各為多大？彈簧的最大彈性勢(shì)能是多少？答案(1)AB(2)410.2(3)均為eq f(2,3)veq f(1,3)mv2解析(2)一群處于n4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，因?yàn)閚4向n2躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以只有n4躍遷到n1，n4躍遷到n2，n3躍遷到n1，n2躍遷到n1的光子能夠使金屬發(fā)生光電效應(yīng)

13、，即4種逸出功W0.85 eV3.40 eV2.55 eV，從而n4躍遷到n1輻射的光子能量最大，為0.85 eV13.6 eV12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能EkmhW012.75 eV2.55 eV10.2 eV.(3)當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，P、Q速度相等2mv0(2mm)v1解得v1eq f(2,3)v最大彈性勢(shì)能Emaxeq f(1,2)2mv2eq f(1,2)3mveq oal( 2,1)eq f(1,3)mv24(1)如圖6所示為氫原子的能級(jí)圖，已知可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.623.11 eV，鎂板的電子逸出功為5.9 eV，以下說(shuō)法正確的是()圖6A

14、用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鎂板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B用能量為11.0 eV的自由電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可使其躍遷到激發(fā)態(tài)C處于n2能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離D處于n4能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離(2)如圖7所示，在光滑的水平面上靜止著一個(gè)質(zhì)量為4m的木板B，B的左端靜止著一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊A，已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球以水平速度v0飛來(lái)與A物塊碰撞后立即以大小為eq f(v0,3)的速率彈回，在整個(gè)過(guò)程中物塊A始終未滑離木板B，且物塊A可視為質(zhì)點(diǎn)，求：圖7物塊A相對(duì)B靜止后的速度；木板B至少多長(zhǎng)

15、？答案(1)BD(2)eq f(2,9)v0eq f(4voal( 2,0),27g)解析(2)設(shè)小球m與物塊A碰撞后A的速度為v1，設(shè)v0的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：mv0eq f(mv0,3)2mv1設(shè)物塊A與木板B共同的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律2mv1(2m4m)v2聯(lián)立解得v1eq f(2,3)v0，v2eq f(2,9)v0設(shè)A在B上滑過(guò)的距離為L(zhǎng)，由能量守恒定律得：2mgLeq f(1,2)2mveq oal(2,1)eq f(1,2)(2m4m)veq oal(2,2)解得L=eq f(4voal( 2,0),27g)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

16、數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜條數(shù)Neq f(nn1,2).(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)能考題3原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、光電效應(yīng)與動(dòng)量的組合例3(1)下列說(shuō)法正確的是()A玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B原子核發(fā)生衰變時(shí)，新核與粒子的總質(zhì)量等于原來(lái)的原子核的質(zhì)量C氫原子的核外電子由離原子核較

17、遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)氫原子的能量減少D在原子核中，比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固(2)如圖8所示為研究光電效應(yīng)的電路圖，對(duì)某金屬用紫外線照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)的過(guò)程中，電流表的示數(shù)不可能_(選填“減小”、“增大”)如果改用頻率略低的紫光照射，電流表_(選填“一定”、“可能”或“一定沒(méi)”)有示數(shù)圖8(3)在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m、速度為v的A球，與質(zhì)量也為m的另一靜止的B球發(fā)生正碰，若它們發(fā)生的是彈性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后結(jié)合在一起，共同速度是多少？解析(1)因有質(zhì)量虧損，新核與粒子的總質(zhì)量小于原來(lái)的原子核的質(zhì)量，B錯(cuò)誤；

18、在原子核中，比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，所以D錯(cuò)誤選A、C.(2)滑片向右滑動(dòng)，A、K間的正向電壓增大，到達(dá)A上電子的個(gè)數(shù)增多或不變，所以電流增大或不變，不可能減?。灰虿淮_定金屬的截止頻率與紫光頻率的大小關(guān)系，故紫光照射，可能會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，所以電流表可能有示數(shù)(3)設(shè)A、B球碰后的速度分別為v1、v2，根據(jù)動(dòng)量守恒mvmv1mv2，因是彈性碰撞，故eq f(1,2)mv2eq f(1,2)mveq oal( 2,1)eq f(1,2)mveq oal( 2,2)，聯(lián)立解得v10，v2v；若碰撞后結(jié)合在一起，mv2mv，veq f(1,2)v.答案(1)AC(2)減小可能(3)

19、veq f(v,2)5(1)下列說(shuō)法正確的是_A光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動(dòng)量B玻爾認(rèn)為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的C經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征D原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損(2)如圖9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_(kāi) Js，金屬的截止頻率為_(kāi) Hz(已知1 eV1.601019 J)圖9(3)如圖10所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生對(duì)心碰撞，

20、碰后m2被右側(cè)墻壁原速?gòu)椈?，又與m1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止求第一次碰后m1球速度的大小圖10答案(1)ABC(2)6.510344.271014(3)eq f(m1v1m2v2,2m1)解析(1)光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動(dòng)量，故A正確；玻爾原子模型：電子的軌道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化，故B正確；經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征，C正確；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤(2)根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW0，Ekm圖象的斜率是普朗克常量h，由圖可知h6.51034 Js；橫軸的截距大小等于

21、截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為4.271014 Hz.(3)設(shè)兩個(gè)小球第一次碰后速度的大小分別為v1和v2，由動(dòng)量守恒定律得：m1v1m2v2m1v1m2v2兩個(gè)小球再一次碰撞，m1v1m2v20得：v1eq f(m1v1m2v2,2m1).6(1)下列說(shuō)法正確的是_A湯姆生發(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到其它穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，該元素的半衰期將增大(2)如圖11所示，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

22、量為h，電子的電荷量為e.用頻率為的紫外線照射陰極K，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_(kāi)圖11(3)如圖12所示，1928年德國(guó)物理學(xué)家玻特用粒子(eq oal(4,2)He)轟擊輕金屬鈹(eq oal(9,4)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)了一種新的粒子中子圖12寫(xiě)出粒子轟擊輕金屬鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程若中子以速率v0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？答案(1)AB(2)eUhh0eq f

23、(hh0,e)(3)eq oal(4,2)Heeq oal(9,4)Beeq oal(12, 6)Ceq oal(1,0)neq f(v2,v0v1)mN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，所以C錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與物理、化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)，故溫度降低，半衰期不變，所以D錯(cuò)誤(2)由題意知，金屬鈉的逸出功為W0h0，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程hW0Ek，可求電子離開(kāi)金屬時(shí)的動(dòng)能Ekhh0，再根據(jù)動(dòng)能定理可求光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的動(dòng)能EkeUEkeUhh0；再根據(jù)動(dòng)能定理eUCEk，可求UCeq f(hh0,e).(3)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，該核反應(yīng)方程為eq o

24、al(4,2)Heeq oal(9,4)Beeq oal(12, 6)Ceq oal(1,0)n根據(jù)動(dòng)量守恒可得：mv0mv1mNv2解得meq f(v2,v0v1)mN處理光電效應(yīng)問(wèn)題的兩條線索一是光的頻率，二是光的強(qiáng)度，兩條線索對(duì)應(yīng)的關(guān)系是：(1)光強(qiáng)光子數(shù)目多發(fā)射光電子數(shù)多光電流大(2)光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大考題4動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用例4如圖13所示，在光滑水平面上有均可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B、C三個(gè)彈性小球，其質(zhì)量分別為mA2m、mBm、mC3m，其中A、B之間用一輕彈簧相連開(kāi)始時(shí)A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于原長(zhǎng)，且C距離B足夠遠(yuǎn)，現(xiàn)給A一個(gè)水平向右的初速度v

25、0.當(dāng)B達(dá)最大速度時(shí)恰好與C發(fā)生彈性碰撞，求：圖13(1)B達(dá)最大速度時(shí)，A和B的速度；(2)B以最大速度與C相碰后，彈簧所具有的最大彈性勢(shì)能Ep.解析(1)設(shè)碰前B的最大速度為vB，此時(shí)A的速度為vAB與C相碰前，由動(dòng)量守恒2mv02mvAmvBB的速度最大時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，由能量守恒有eq f(1,2)2mveq oal( 2,0)eq f(1,2)2mveq oal( 2,A)eq f(1,2)mveq oal( 2,B)解之得vAeq f(1,3)v0，vBeq f(4,3)v0(2)設(shè)B與C碰后的速度為vB，C的速度為vCB與C相碰后，動(dòng)量守恒mvBmvB3mvC能量守恒eq f(1,

26、2)mveq oal( 2,B)eq f(1,2)mvB2eq f(1,2)3mvC2解之得vBeq f(m3m,m3m)vBeq f(13,13)eq f(4,3)v0eq f(2,3)v0當(dāng)A、B速度相等時(shí)，彈性勢(shì)能最大2mvAmvB(2mm)v共由能量守恒有Epeq f(1,2)2mveq oal( 2,A)eq f(1,2)mvB2eq f(1,2)(2mm)veq oal(2,共)解之得Epeq f(1,3)mveq oal( 2,0)答案(1)eq f(1,3)v0eq f(4,3)v0(2)eq f(1,3)mveq oal( 2,0)7如圖14所示，LMN是豎直平面內(nèi)固定的光滑

27、絕緣軌道，MN水平且足夠長(zhǎng)，LM下端與MN相切質(zhì)量為m的帶正電小球B靜止在水平軌道上，質(zhì)量為2m的帶正電小球A從LM上距水平軌道高為h處由靜止釋放，在A球進(jìn)入水平軌道之前，由于A、B兩球相距較遠(yuǎn)，相互作用力可認(rèn)為是零，A球進(jìn)入水平軌道后，A、B兩球間相互作用視為靜電作用帶電小球均可視為質(zhì)點(diǎn)已知A、B兩球始終沒(méi)有接觸重力加速度為g.求：圖14(1)A、B兩球相距最近時(shí)，A球的速度v；(2)A、B兩球最終的速度vA、vB的大小答案(1)eq f(2,3)eq r(2gh)(2)eq f(1,3)eq r(2gh)eq f(4,3)eq r(2gh)解析(1)對(duì)下滑的過(guò)程：2mgheq f(1,2)

28、2mveq oal( 2,0)v0eq r(2gh)A球進(jìn)入水平軌道后兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，兩球最近時(shí)速度相等2mv0(2mm)vveq f(2,3)v0eq f(2,3)eq r(2gh)(2)當(dāng)A、B相距最近之后，由于靜電斥力的相互作用，它們將會(huì)相互遠(yuǎn)離，當(dāng)它們相距足夠遠(yuǎn)時(shí)，它們之間的相互作用力可視為零，電勢(shì)能也視為零，它們就達(dá)到最終的速度，該過(guò)程中，A、B兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒、能量也守恒2mv02mvAmvBeq f(1,2)2mveq oal( 2,0)eq f(1,2)2mveq oal( 2,A)eq f(1,2)mveq oal( 2,B)聯(lián)立解得vAeq f(1,3)v0e

29、q f(1,3)eq r(2gh)vBeq f(4,3)v0eq f(4,3)eq r(2gh)8(1)下列說(shuō)法正確的是_A光子不但具有能量，也具有動(dòng)量B玻爾認(rèn)為，氫原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的C將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)改變放射性元素的半衰期D原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損E質(zhì)量數(shù)大的原子核，其比結(jié)合能不一定大(2)如圖15所示，光滑水平面上靜止著一輛質(zhì)量為3m的平板車A.車上有兩個(gè)小滑塊B和C(都可視為質(zhì)點(diǎn))，B的質(zhì)量為m，與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.C的質(zhì)量為2m，與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.t0時(shí)刻B、C分別從車板的左、右兩端同

30、時(shí)以初速度v0和2v0相向滑上小車在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B與C恰好沒(méi)有相碰已知重力加速度為g，設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等求：圖15平板車的最大速度v和達(dá)到最大速度經(jīng)歷的時(shí)間t；平板車平板總長(zhǎng)度L.答案(1)ABE(2)eq f(1,2)v0eq f(3v0,2g)eq f(15voal( 2,0),8g)解析(2)起始到三者共速過(guò)程中，A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向左為正方向2m2v0mv06mv起始到三者共速過(guò)程是C做勻減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程：Ff2maFf2mgv2v0at綜上有：veq f(1,2)v0，teq f(3v0,2g)起始到三者共速過(guò)程中，B相對(duì)A向右勻減速到速度為零后與A一起

31、向左勻加速，C相對(duì)A向左勻減速，B和C對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力大小均為Ff2mg，由能量守恒有eq f(1,2)mveq oal( 2,0)eq f(1,2)2m(2v0)2FfLeq f(1,2)6mv2綜上有：Leq f(15voal( 2,0),8g)利用動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)解題的技巧1若研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律2動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律都只考查一個(gè)物理過(guò)程的始末兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)過(guò)程的細(xì)節(jié)不予追究，對(duì)于像彈簧類的變力做功問(wèn)題，更顯示它們的優(yōu)越性3注意挖掘隱含條件，根據(jù)選取的對(duì)象和過(guò)程判斷動(dòng)量和能量是否守恒知識(shí)專題練訓(xùn)練17題組1原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、核反應(yīng)與動(dòng)量的組合1

32、(2014重慶1)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.eq f(m,4)B.eq f(m,8)C.eq f(m,16)D.eq f(m,32)答案C解析經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期剩余碘131的含量mmeq blc(rc)(avs4alco1(f(1,2)n.因32天為碘131的4個(gè)半衰期，故剩余碘131含量：mmeq blc(rc)(avs4alco1(f(1,2)4eq f(m,16)，選項(xiàng)C正確2(1)一個(gè)鋰核(eq oal(7,3)Li)受到一個(gè)質(zhì)子(eq oal(1,1)H)轟擊變?yōu)?個(gè)粒子(eq oal(4,2)He)已知

33、質(zhì)子的質(zhì)量為1.672 61027 kg，鋰原子的質(zhì)量為11.650 51027 kg，一個(gè)原子的質(zhì)量為6.646 71027 kg.寫(xiě)出該核反應(yīng)方程_，該核反應(yīng)釋放的核能是_ J(真空中光速c3.0108 m/s)(2)如圖1所示，水平冰面的同一直線上有三個(gè)木箱A、B、C，質(zhì)量均為60 kg.一質(zhì)量為30 kg的猴子停在A上，與A一起以3 m/s的速度向右滑向靜止的木箱B、C，在接近B時(shí)，猴子以6 m/s的水平對(duì)地速度跳上木箱B，接近木箱C時(shí)再以6 m/s的水平對(duì)地速度跳上木箱C，最終與C一起運(yùn)動(dòng)，若木箱在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生碰撞，且碰撞后不再分開(kāi)，求木箱A、B、C最終運(yùn)動(dòng)的速度圖1答案(1)eq

34、 oal(7,3)Lieq oal(1,1)H2eq oal(4,2)He2.6731012(2)見(jiàn)解析解析(2)猴子跳離木箱A過(guò)程動(dòng)量守恒，跳離后木箱速度為vA1(Mm)v0mvMvA1解得vA11.5 m/s猴子跳上木箱B后再跳離木箱B，B和猴子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒：mvmvMvB1解得vB10A木箱將追上B木箱發(fā)生正碰，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，碰后速度為vAB，MvA12MvAB解得vAB0.75 m/s，方向水平向右猴子跳上C過(guò)程動(dòng)量守恒：mv(mM)vC解得vC2 m/s，方向水平向右3(1)某放射性元素的原子核內(nèi)有N個(gè)核子，其中有n個(gè)質(zhì)子，該原子核發(fā)生2次衰變和2次衰變，變成1個(gè)新

35、核，則()A衰變前原子核有(Nn)個(gè)中子B衰變后新核的核子數(shù)為(N4)C衰變后新核有(n2)個(gè)質(zhì)子D衰變前原子核的質(zhì)量等于衰變后新核質(zhì)量與放出粒子質(zhì)量的和(2)如圖2所示，在光滑的水平面上，有三個(gè)小球A、B、C，質(zhì)量分別為mA1 kg、mB2 kg、mC4 kg，A、B之間有一個(gè)彈簧(與物體不拴接)，在外力作用下處于壓縮狀態(tài)，儲(chǔ)存了彈性勢(shì)能Ep108 J，某時(shí)刻突然撤去外力，由靜止釋放A、B，B離開(kāi)彈簧后與C正碰，碰撞后粘在一起求：B、C粘在一起后的速度大小圖2答案(1)AC(2)2 m/s解析(2)A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mAv1mBv20機(jī)械能守恒，有Epeq f(1,2)mAveq oal

36、( 2,1)eq f(1,2)mBveq oal( 2,2)B、C碰撞動(dòng)量守恒，有mBv2(mBmC)v解得v2 m/s題組2原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、能級(jí)與動(dòng)量的組合4(1)一群氫原子處于量子數(shù)n4能級(jí)狀態(tài)，氫原子的能級(jí)圖如圖3所示，氫原子可能發(fā)射_種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是_ eV；用n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射的光子照射下表中幾種金屬，金屬_能發(fā)生光電效應(yīng)圖3幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1(2)如圖4所示，用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2 kg的A、B兩物塊靜止在光滑的水平地面上，質(zhì)量為4 kg的物塊C以v6 m/s的

37、速度向左運(yùn)動(dòng)，C與B碰撞后，立即粘在一起運(yùn)動(dòng)求：在彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，圖4彈簧最大的彈性勢(shì)能為多大？彈簧對(duì)A的沖量是多大？答案(1)62.55銫(2)12 J6 kgm/s解析(2)B與C碰后mCv(mCmB)v1A、B、C三者共速時(shí)(mCmB)v1(mAmBmC)v2則彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epeq f(1,2)(mCmB)veq oal( 2,1)eq f(1,2)(mAmBmC)veq oal( 2,2)代入數(shù)據(jù)可得，Ep12 J.由動(dòng)量定理可得，ImAv20所以I6 kgm/s.5(1)氫原子輻射出一個(gè)光子之后，根據(jù)玻爾理論，下面敘述正確的是_A原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)B電子繞核運(yùn)動(dòng)

38、的半徑減小C電子繞核運(yùn)動(dòng)的周期不變D原子的電勢(shì)能減小E電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小(2)如圖5所示，在光滑的水平面上，靜止的物體B側(cè)面固定一個(gè)輕彈簧，物體A以速度v0沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彈簧與物體B發(fā)生作用，兩物體的質(zhì)量均為m.圖5求它們相互作用過(guò)程中彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Ep；若B的質(zhì)量變?yōu)?m，再使物體A以同樣的速度通過(guò)彈簧與靜止的物體B發(fā)生作用，求當(dāng)彈簧獲得的彈性勢(shì)能也為Ep時(shí)，物體A的速度大小答案(1)ABD(2)eq f(1,4)mveq oal( 2,0)eq f(2,3)v0或0解析(2)當(dāng)A、B速度相同時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大則mv02mveq f(1,2)mveq oal( 2,

39、0)eq f(1,2)2mv2Ep解得Epeq f(1,4)mveq oal( 2,0)當(dāng)B的質(zhì)量為2m時(shí)，設(shè)A、B的速度分別為v1、v2，有mv0mv12mv2eq f(1,2)mveq oal( 2,0)eq f(1,2)mveq oal( 2,1)eq f(1,2)2mveq oal( 2,2)Ep解得v1eq f(2,3)v0或v10.當(dāng)v1eq f(2,3)v0時(shí)，v2eq f(1,6)v0，運(yùn)動(dòng)方向水平向右，符合條件；當(dāng)v10時(shí)，v2eq f(1,2)v0，運(yùn)動(dòng)方向水平向右，也符合條件題組3原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、光電效應(yīng)與動(dòng)量的組合6(1)如圖6所示，電路中所有元件完好，當(dāng)光照射到光電

40、管上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，可能的原因是_圖6A入射光強(qiáng)度較弱B入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C光照射時(shí)間太短D電源正負(fù)極接反(2)如圖7為實(shí)驗(yàn)室常用的氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒的裝置兩帶有等寬遮光條的滑塊A和B，質(zhì)量分別為mA、mB，在A、B間用細(xì)線水平壓住一輕彈簧，將其置于氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌使其能實(shí)現(xiàn)自由靜止，這是表明_，燒斷細(xì)線，滑塊A、B被彈簧彈開(kāi)，光電門C、D記錄下兩遮光條通過(guò)的時(shí)間分別為tA和tB，若有關(guān)系式_，則說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)動(dòng)量守恒圖7(3)eq oal(30,15)P是人類首先制造出的放射性同位素，其半衰期為2.5 min，能衰變?yōu)閑q oal(30,14)Si和一個(gè)未知粒子寫(xiě)出該衰變的方程；

41、已知容器中原有純eq oal(30,15)P的質(zhì)量為m，求5 min后容器中剩余eq oal(30,15)P的質(zhì)量答案(1)BD(2)氣墊導(dǎo)軌水平eq f(mA,tA)eq f(mB,tB)或eq f(mA,tA)eq f(mB,tB)0(3)eq oal(30,15)Peq oal(30,14)Sieq oal(0,1)eeq f(m,4)解析(1)靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，可能是未發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，即入射光的頻率小于金屬的截止頻率，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；與入射光的照射時(shí)間無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；還可能是由于電源正負(fù)極接反，即電場(chǎng)反向?qū)е?，故選項(xiàng)D正確(2)滑塊在氣墊導(dǎo)軌上能

42、自由靜止，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌水平，因?yàn)榛瑝K在氣墊導(dǎo)軌上所受阻力忽略不計(jì)，認(rèn)為是零，若上述過(guò)程A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有：mAvAmBvB，又由于兩遮光條等寬，則eq f(mA,tA)eq f(mB,tB)或eq f(mA,tA)eq f(mB,tB)0.(3)根據(jù)衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知該衰變的方程為：eq oal(30,15)Peq oal(30,14)Sieq oal(0,1)e5 min后容器中剩余eq oal(30,15)P的質(zhì)量為：m(eq f(1,2)eq f(t,)m(eq f(1,2)2meq f(m,4).7(1)如圖8所示，與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔原來(lái)是張開(kāi)的，現(xiàn)在讓弧

43、光燈發(fā)出的光照射到鋅板，發(fā)現(xiàn)與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔張角變大，此實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明_圖8A光具有波動(dòng)性B光具有粒子性C鋁箔張角大小與光照時(shí)間無(wú)關(guān)D若改用激光器發(fā)出的紅光照射鋅板，觀察到驗(yàn)電器的鋁箔張角則一定會(huì)變得更大E驗(yàn)電器的鋁箔原來(lái)帶正電(2)如圖9所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板A右邊固定著一個(gè)擋板，包括擋板在內(nèi)的總質(zhì)量為M，靜止在光滑的水平地面上小木塊B質(zhì)量為m，從A的左端開(kāi)始以初速度v0在A上滑動(dòng)，滑到右端與擋板發(fā)生碰撞，已知碰撞過(guò)程時(shí)間極短，碰后木塊B恰好滑到A的左端就停止滑動(dòng)則：圖9判斷在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A和B是否有可能在某一段時(shí)間里運(yùn)動(dòng)方向是向左的；求B與A間的動(dòng)摩擦因數(shù).答案見(jiàn)解析解析(1)光

44、電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，A錯(cuò)誤，B正確；在發(fā)生光電效應(yīng)的頻率不變的條件下，發(fā)射的光電子數(shù)與光照強(qiáng)度有關(guān)，與光照時(shí)間無(wú)關(guān)，C正確；若改用激光器發(fā)出的紅光照射鋅板，觀察到驗(yàn)電器的鋁箔張角會(huì)變小，D錯(cuò)誤；鋅板因光電效應(yīng)失去電子而帶正電，所以驗(yàn)電器的鋁箔原來(lái)帶正電，E正確(2)A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不可能向左運(yùn)動(dòng)，B在與木板A的擋板碰撞時(shí)，若B的質(zhì)量比較小，碰后B的速度有可能反向，即向左運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)量守恒：mv0(mM)v對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律得：2mgLeq f(1,2)mveq oal( 2,0)eq f(1,2)(mM)v2聯(lián)立解得eq f(M,4mMgL)veq oal(2,0)題組4動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜

45、合應(yīng)用8(2014全國(guó)大綱21)一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A1)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.eq f(A1,A1) B.eq f(A1,A1)C.eq f(4A,A12) D.eq f(A12,A12)答案A解析設(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eq f(1,2)mveq oal( 2,0)eq f(1,2)mveq oal( 2,1)eq f(1,2)Amv2.解以上兩式得v1eq f(1A,1A)v0.若只考慮速度大小，則中子的速率為v1eq f(A1,A1)v0，故中

46、子前、后速率之比為eq f(A1,A1).9(1)下列說(shuō)法中正確的是_A衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子核的組成部分B目前已建成的核電站的能量來(lái)自于重核裂變C一個(gè)氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，能輻射3種不同頻率的光子D盧瑟福依據(jù)極少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型E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(2)如圖10所示，在光滑水平地面上有一質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板，其左端放有一質(zhì)量為m的重物(可視為質(zhì)點(diǎn))，重物與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.開(kāi)始時(shí)，長(zhǎng)木板和重物都靜止，現(xiàn)在使重物以初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，設(shè)長(zhǎng)木板撞到前方固定的障礙物前，長(zhǎng)木板和重物的速度已經(jīng)相等已知長(zhǎng)木板與障礙物發(fā)生彈性碰撞，為使重物始終不從長(zhǎng)木板上掉下來(lái)，求長(zhǎng)