2023屆高考物理一輪基礎(chǔ)鞏固題：動量守恒、波粒二象性、近代物理答案一、選擇題。1、一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,)eq\x(92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量2、關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A．發(fā)生光電效應(yīng)時，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多B．光電子的最大初動能跟入射光強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時間一般都大于10－7sD．只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能發(fā)生3、我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言再過十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶．在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說法正確的是()A．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B．愛因斯坦最早認(rèn)識到了能量子的意義，提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C．德布羅意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D．普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性4、(雙選)關(guān)于α粒子散射實驗的說法中正確的是()A．在實驗中觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍沿原來方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至接近180°B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來自帶負(fù)電的核外電子，當(dāng)α粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．實驗表明原子中心有一個核，它占有原子體積的極小部分D．實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質(zhì)量5、下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是()6、用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系，電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則()A．通過電流計G的電流方向由d到cB．電壓U增大，光電流I一定增大C．用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動能與光的強(qiáng)弱無關(guān)D．光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應(yīng)7、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．eq\f(A＋1,A－1)B．eq\f(A－1,A＋1)C．eq\f(4A,(A＋1)2)D．eq\f((A＋1)2,(A－1)2)8、靜止在勻強(qiáng)電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)．那么碳14的核反應(yīng)方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)ND.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B9、在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是()10、假設(shè)進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為mA和mB，他們攜手勻速遠(yuǎn)離空間站，相對空間站的速度為v0．某時刻A將B向空間站方向輕推，A的速度變?yōu)関A，B的速度變?yōu)関B，則下列各關(guān)系式中正確的是()A．(mA＋mB)v0＝mAvA－mBvBB．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋v0)C．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋vB)D．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB11、如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量也為m的小物塊從槽上高h(yuǎn)處開始下滑，下列說法正確的是()A．在下滑過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在下滑過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)動量守恒C．在壓縮彈簧的過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒D．被彈簧反彈后，物塊能回到槽上高h(yuǎn)處12、在光滑水平面上有一輛平板車．一個人站在車上，人和車均靜止．若該人用大錘敲打車的左端，已知車的質(zhì)量為100kg，人的質(zhì)量為50kg，錘的質(zhì)量為5kg，當(dāng)大錘以大小為4m/s的水平向右的速度撞擊車時，車的速度大小和方向為（）A．約0.13m/s，水平向左B．約0.13m/s，水平向右C．約2.2m/s，水平向右D．約2.2m/s，水平向左二、填空含實驗題。13、如圖所示，在實驗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”的實驗，實驗步驟如下：Ⅰ.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)；Ⅱ.按下電鈕使電動卡銷放開，同時啟動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器，當(dāng)A和B與固定擋板C和D碰撞同時，電子計時器自動停表，記下A至C的運動時間t1，B至D的運動時間t2；Ⅲ.重復(fù)幾次，取t1和t2的平均值．(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時應(yīng)注意________；(2)應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有________；(3)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．14、(1)設(shè)一對靜止的正、負(fù)電子湮滅后產(chǎn)生兩個光子A和B，已知電子質(zhì)量為m，真空中光速為c，普朗克常量為h，則光子A的頻率是________；若測得光子A的波長為λ，則光子B的動量大小為________．(2)原子核的能量也是量子化的，釷核(eq\o\al(226,90)Th)的能級圖如圖所示，eq\o\al(226,89)Ac發(fā)生β衰變產(chǎn)生釷核，釷核處于n＝3的能級．①寫出(eq\o\al(226,89)Ac)發(fā)生β衰變的方程；②發(fā)生上述衰變時，探測器能接收到γ射線譜線有幾條？求波長最長的γ光子的能量E．三、解答題。15、（計算題）海水中含有豐富的氘，完全可充當(dāng)未來的主要能源．兩個氘核的核反應(yīng)產(chǎn)生一個eq\o\al(3,2)He核和一個粒子，其中氘核的質(zhì)量為2．0130u，氦核的質(zhì)量為3．0150u，中子的質(zhì)量為1．0087u．(1u＝931．5MeV)，求：(1)核反應(yīng)中釋放的核能；(2)在兩個氘核以相等的動能0．35MeV進(jìn)行對心碰撞，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)生的粒子和氦核的動能．16、(計算類)一靜止原子核發(fā)生α衰變，生成一α粒子及一個新核，α粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，其運動軌跡是半徑為R的圓．已知α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，新核的質(zhì)量為M，光在真空中的速度大小為c.求衰變前原子核的質(zhì)量．17、（計算類）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量．(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)方程．(2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小．(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm.2023屆高考物理一輪基礎(chǔ)鞏固題：動量守恒、波粒二象性、近代物理答案一、選擇題。1、一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,)eq\x(92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】B2、關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A．發(fā)生光電效應(yīng)時，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多B．光電子的最大初動能跟入射光強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時間一般都大于10－7sD．只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能發(fā)生【答案】A3、我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言再過十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶．在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說法正確的是()A．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B．愛因斯坦最早認(rèn)識到了能量子的意義，提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C．德布羅意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D．普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性【答案】B4、(雙選)關(guān)于α粒子散射實驗的說法中正確的是()A．在實驗中觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍沿原來方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至接近180°B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來自帶負(fù)電的核外電子，當(dāng)α粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．實驗表明原子中心有一個核，它占有原子體積的極小部分D．實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質(zhì)量【答案】AC5、下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是()【答案】A6、用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系，電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則()A．通過電流計G的電流方向由d到cB．電壓U增大，光電流I一定增大C．用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動能與光的強(qiáng)弱無關(guān)D．光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C7、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．eq\f(A＋1,A－1)B．eq\f(A－1,A＋1)C．eq\f(4A,(A＋1)2)D．eq\f((A＋1)2,(A－1)2)【答案】A．8、靜止在勻強(qiáng)電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)．那么碳14的核反應(yīng)方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)ND.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B【答案】A9、在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是()【答案】C．10、假設(shè)進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為mA和mB，他們攜手勻速遠(yuǎn)離空間站，相對空間站的速度為v0．某時刻A將B向空間站方向輕推，A的速度變?yōu)関A，B的速度變?yōu)関B，則下列各關(guān)系式中正確的是()A．(mA＋mB)v0＝mAvA－mBvBB．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋v0)C．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋vB)D．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB【答案】D．11、如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量也為m的小物塊從槽上高h(yuǎn)處開始下滑，下列說法正確的是()A．在下滑過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在下滑過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)動量守恒C．在壓縮彈簧的過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒D．被彈簧反彈后，物塊能回到槽上高h(yuǎn)處【答案】A12、在光滑水平面上有一輛平板車．一個人站在車上，人和車均靜止．若該人用大錘敲打車的左端，已知車的質(zhì)量為100kg，人的質(zhì)量為50kg，錘的質(zhì)量為5kg，當(dāng)大錘以大小為4m/s的水平向右的速度撞擊車時，車的速度大小和方向為（）A．約0.13m/s，水平向左B．約0.13m/s，水平向右C．約2.2m/s，水平向右D．約2.2m/s，水平向左【答案】A二、填空含實驗題。13、如圖所示，在實驗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”的實驗，實驗步驟如下：Ⅰ.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)；Ⅱ.按下電鈕使電動卡銷放開，同時啟動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器，當(dāng)A和B與固定擋板C和D碰撞同時，電子計時器自動停表，記下A至C的運動時間t1，B至D的運動時間t2；Ⅲ.重復(fù)幾次，取t1和t2的平均值．(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時應(yīng)注意________；(2)應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有________；(3)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)使氣墊導(dǎo)軌水平(2)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(3)(M＋m)eq\f(x1,t1)＝eq\f(Mx2,t2)【解析】(1)導(dǎo)軌水平才能讓滑塊做勻速運動．(2)需測出A左端、B右端到擋板C、D的距離x1、x2由計時器計下A、B到兩板的時間t1、t2算出兩滑塊A、B彈開的速度v1＝eq\f(x1,t1)，v2＝eq\f(x2,t2).(3)由動量守恒知(m＋M)v1－Mv2＝0即：(m＋M)eq\f(x1,t1)＝eq\f(Mx2,t2).14、(1)設(shè)一對靜止的正、負(fù)電子湮滅后產(chǎn)生兩個光子A和B，已知電子質(zhì)量為m，真空中光速為c，普朗克常量為h，則光子A的頻率是________；若測得光子A的波長為λ，則光子B的動量大小為________．(2)原子核的能量也是量子化的，釷核(eq\o\al(226,90)Th)的能級圖如圖所示，eq\o\al(226,89)Ac發(fā)生β衰變產(chǎn)生釷核，釷核處于n＝3的能級．①寫出(eq\o\al(226,89)Ac)發(fā)生β衰變的方程；②發(fā)生上述衰變時，探測器能接收到γ射線譜線有幾條？求波長最長的γ光子的能量E．【答案】(1)eq\f(mc2,h)eq\f(h,λ)(2)見解析【解析】(1)由E＝hv和E＝mc2可得，v＝eq\f(mc2,h)；由動量公式可知p＝eq\f(h,λ)．(2)①eq\o\al(226,89)AcＦeq\o\al(226,90)Th＋0－1e．②三個能級間躍遷有Ceq\o\al(2,3)＝3條譜線由E＝hv＝eq\f(hc,λ)可知波長最長時，能級差最小所以E＝E2－E1＝0．0721MeV．三、解答題。15、（計算題）海水中含有豐富的氘，完全可充當(dāng)未來的主要能源．兩個氘核的核反應(yīng)產(chǎn)生一個eq\o\al(3,2)He核和一個粒子，其中氘核的質(zhì)量為2．0130u，氦核的質(zhì)量為3．0150u，中子的質(zhì)量為1．0087u．(1u＝931．5MeV)，求：(1)核反應(yīng)中釋放的核能；(2)在兩個氘核以相等的動能0．35MeV進(jìn)行對心碰撞，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)生的粒子和氦核的動能．【答案】(1)2．14MeV(2)2．13MeV0．71MeV【解析】(1)核反應(yīng)方程為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n．核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2mH－mHe－mn，由ΔE＝Δmc2可知釋放的核能：ΔE＝(2mH－mHe－mn)c2＝2．14MeV．(2)把兩個氘核作為一個系統(tǒng)，碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，由于碰撞前兩氘核的動能相等，其動量等大反向，因此反應(yīng)前后系統(tǒng)的總動量為零，即mHevHe＋mnvn＝0；反應(yīng)前后系統(tǒng)的總能量守恒，即eq\f(1,2)mHeveq\o\al(2,He)＋eq\f(1,2)mnveq\o\al(2,n)＝ΔE＋2EkH，又因為mHe∶mn＝3∶1，所以vHe∶vn＝1∶3，由以上各式代入已知數(shù)據(jù)得：EkHe＝0．71MeV，Ekn＝2．13MeV．16、(計算類)一靜止原子核發(fā)生α衰變，生成一α粒子及一個新核，α粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，其運動軌跡是半徑為R的圓．已知α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，新核的質(zhì)量為M，光在真空中的速度大小為c.求衰變前原子核的質(zhì)量．【答案】(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(q2B2R2,2Mmc2)))【【解析】】設(shè)衰變產(chǎn)生的α粒子的速度大小為v，洛倫茲力提供向心力，有qvB＝meq\f(v2,R)設(shè)衰變后新核的速度大小為v′，規(guī)定v′的方向為正方向，因衰變前后動量守恒，有0＝Mv′－mv