【考前三个月】2015届高考物理（人教通用）名师考点点拨专题讲义：专题17原子物理和动量（含14真题及原创解析）
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| 名称 | 【考前三个月】2015届高考物理（人教通用）名师考点点拨专题讲义：专题17原子物理和动量（含14真题及原创解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 325.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-12-29 14:48:38 | ||
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文档简介
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本专题考查的重点和热点有：①动量守恒定律 ( http: / / www.21cnjy.com )及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．应考策略：本专题涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力．
考题1 原子物理基础知识、核反应与动量的组合
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例1INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)下列说法正确的是________．
A．玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原子光谱
B．法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂结构
C.U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短
D．处于n＝3激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光子
(2)速度为v0的中子n击中静止的氮核N，生成碳核C和另一种新原子核，已知C与新核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核与新核的动量之比为2∶1.
①写出核反应方程．
②求C与新核的速度各是多大？
解析 (2)②设n、C、新核质量分别为m0、m1和m2，碰后C、新核速度分别为v1、v2.
由动量守恒得m0v0＝m1v1＋m2v2
又m1v1＝2m2v2
联立求得：v1＝，v2＝
答案 (1)BD (2)①N＋n→C＋H ②
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．(1)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是________(填正确答案标号)．
A．卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构
B．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损
D．自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代
E．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关
(2)如图1所示，内壁光滑半径为R的圆形轨 ( http: / / www.21cnjy.com )道，固定在竖直平面内．质量为m1的小球静止在轨道最低点，另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放，运动到最低点时与m1发生碰撞并粘在一起．求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/515.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/515.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\515.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\515.TIF" \* MERGEFORMATINET
图1
(ⅰ)小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小；
(ⅱ)碰撞后，m1、m2能沿内壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点)．
答案 (1)BDE (2)(ⅰ) (ⅱ)
解析 (2)(ⅰ)设小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小为v0.由机械能守恒定律，得
m2gR＝m2v ①
解得v0＝ ②
(ⅱ)设两球碰撞后，m1、m2两球粘在一起的速度为v，由动量守恒定律，得
m2v0＝(m1＋m2)v ③
设两球碰撞后上升的最大高度为h，由机械能守恒得
(m1＋m2)v2＝(m1＋m2)gh ④
由②③④三式解得h＝
2．(1)下列说法正确的是( )
A．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动
B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性
C．β射线是原子核外电子高速运动形成的
D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短
(2)1896年法国物理学 ( http: / / www.21cnjy.com )家贝克勒尔在对含铀的矿物进行研究时，发现了天然放射现象，从而揭开了原子核的秘密．静止的铀核U发生α衰变后，生成新核Th并释放出γ光子．已知铀的质量为m1，α粒子的质量为m2，Th核的质量为m3，并测得α粒子的速度为v.(已知光在真空中的传播速度为c)
①写出核反应方程式并求出此反应过程中释放的核能；
②求出反应后Th核的速度大小．
答案 (1)BD (2)①U→Th＋He(或U→Th＋He＋γ) (m1－m2－m3)c2 ②v(v也算对)
解析 (2)①U→Th＋He(或U→Th＋He＋γ)
根据爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2得
ΔE＝(m1－m2－m3)c2.
②根据动量守恒定律：m2v－m3vTh＝0
Th核的速度为：vTh＝v(v也算对)．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．核反应方程的书写
(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．
(2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．
(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．
2．原子核的衰变
(1)衰变实质：α衰变是原子核中的2个 ( http: / / www.21cnjy.com )质子和2个中子结合成一个氦核并射出；β衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量．
(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．
考题2 原子物理基础知识、能级与动量的组合
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例2INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET (2014·山东·39)(1 ( http: / / www.21cnjy.com ))氢原子能级如图2所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________(双选，填正确答案标号)．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/H84.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/H84.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\H84.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\H84.TIF" \* MERGEFORMATINET
图2
a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
b．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级
c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
(2)如图3所示，光滑水平直轨道上 ( http: / / www.21cnjy.com )两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半．求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/B68.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/B68.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\B68.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\B68.TIF" \* MERGEFORMATINET
图3
(ⅰ)B的质量；
(ⅱ)碰撞过程中A、B系统机械能的损失．
解析 (1)能级间跃迁辐射的光子能量等于两能 ( http: / / www.21cnjy.com )级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由Em－En＝hν可知，b错误，d正确；根据C＝3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确．
(2)(ⅰ)以初速度v0的 ( http: / / www.21cnjy.com )方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m·＋2mBv＝(m＋mB)v ①
由①式得mB＝ ②
(ⅱ)从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得
mv0＝(m＋mB)v ③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则
ΔE＝m()2＋mB(2v)2－(m＋mB)v2 ④
联立②③④式得ΔE＝mv
答案 (1)cd (2)(ⅰ) (ⅱ)mv
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
3．(1)下列说法中正确的是________．
A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性
B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行
C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子
D．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
(2)氢原子的能级如图4所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，若原子从n＝4向n＝2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C457.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C457.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C457.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C457.TIF" \* MERGEFORMATINET
图4
①这群氢原子发出的光中共有________种频率的光能使该金属产生光电效应；
②从n＝4向n＝1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为________ eV.
(3)如图5所示，质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上．P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C458.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C458.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C458.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C458.TIF" \* MERGEFORMATINET
图5
①弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度各为多大？
②弹簧的最大弹性势能是多少？
答案 (1)AB (2)①4 ②10.2 (3)①均为v ②mv2
解析 (2)一群处于n＝4能级的氢原子 ( http: / / www.21cnjy.com )向基态跃迁时，因为n＝4向n＝2跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有n＝4跃迁到n＝1，n＝4跃迁到n＝2，n＝3跃迁到n＝1，n＝2跃迁到n＝1的光子能够使金属发生光电效应，即4种．逸出功W＝－0.85 eV＋3.40 eV＝2.55 eV，从而n＝4跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，为－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekm＝hν－W0＝12.75 eV－2.55 eV＝10.2 eV.
(3)①当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等
2mv＋0＝(2m＋m)v1
解得v1＝v
②最大弹性势能Emax＝×2mv2－×3mv＝mv2
4．(1)如图6所示为氢原子的能级图， ( http: / / www.21cnjy.com )已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，镁板的电子逸出功为5.9 eV，以下说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c466.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c466.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c466.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c466.TIF" \* MERGEFORMATINET
图6
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定不能产生光电效应现象
B．用能量为11.0 eV的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态
C．处于n＝2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
D．处于n＝4能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
(2)如图7所示，在光滑的水平面上 ( http: / / www.21cnjy.com )静止着一个质量为4m的木板B，B的左端静止着一个质量为2m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为μ，现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即以大小为的速率弹回，在整个过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C467.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C467.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C467.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C467.TIF" \* MERGEFORMATINET
图7
①物块A相对B静止后的速度；
②木板B至少多长？
答案 (1)BD (2)①v0 ②
解析 (2)①设小球m与物块A碰撞后A的速度为v1，设v0的方向为正方向，由动量守恒定律得：
mv0＝－＋2mv1
设物块A与木板B共同的速度为v2，由动量守恒定律
2mv1＝(2m＋4m)v2
联立解得v1＝v0，v2＝v0
②设A在B上滑过的距离为L，由能量守恒定律得：
2μmgL＝×2mv－(2m＋4m)v
解得L=
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼.TIF" \* MERGEFORMATINET
关于原子跃迁要注意以下四方面：
(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱条数N＝.
(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hν＝Em－En)时，光子才被吸收．
(3)“直接跃迁”只能对应一个能级差，发射一种频率的光子．“间接跃迁”能对应多个能级差，发射多种频率的光子．
(4)入射光子能量大于电离能(hν＝E∞－En)时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能．
考题3 原子物理基础知识、光电效应与动量的组合
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例3INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)下列说法正确的是( )
A．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
B．原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少
D．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
(2)如图8所示为研究光电效应的电路图， ( http: / / www.21cnjy.com )对某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能________(选填“减小”、“增大”)．如果改用频率略低的紫光照射，电流表______(选填“一定”、“可能”或“一定没”)有示数．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c461.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c461.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c461.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c461.TIF" \* MERGEFORMATINET
图8
(3)在光滑水平面上，一个质量为m、 ( http: / / www.21cnjy.com )速度为v的A球，与质量也为m的另一静止的B球发生正碰，若它们发生的是弹性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，共同速度是多少？
解析 (1)因有质量亏损，新核与α粒子 ( http: / / www.21cnjy.com )的总质量小于原来的原子核的质量，B错误；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以D错误．选A、C.
(2)滑片向右滑动，A、K间的 ( http: / / www.21cnjy.com )正向电压增大，到达A上电子的个数增多或不变，所以电流增大或不变，不可能减小；因不确定金属的截止频率与紫光频率的大小关系，故紫光照射，可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数．
(3)设A、B球碰后的速度分别为v1、v2，
根据动量守恒mv＝mv1＋mv2，
因是弹性碰撞，故mv2＝mv＋mv，
联立解得v1＝0，v2＝v；
若碰撞后结合在一起，mv＝2mv′，
v′＝v.
答案 (1)AC (2)减小 可能 (3)v
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
5．(1)下列说法正确的是________．
A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量
B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
(2)如图9所示是用光照射某种金属时逸 ( http: / / www.21cnjy.com )出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知普朗克常量为________ J·s，金属的截止频率为________ Hz(已知1 eV＝1.60×10－19 J)．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C719.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C719.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C719.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C719.TIF" \* MERGEFORMATINET
图9
(3)如图10所示，质量分别为m1和m2的 ( http: / / www.21cnjy.com )两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m1球速度的大小．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C720.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C720.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C720.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C720.TIF" \* MERGEFORMATINET
图10
答案 (1)ABC (2)6.5×10－34 4.27×1014
(3)
解析 (1)光子像其他粒子一 ( http: / / www.21cnjy.com )样，不但具有能量，也具有动量，故A正确；玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化，故B正确；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，C正确；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误．
(2)根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝ ( http: / / www.21cnjy.com )hν－W0，Ekm－ν图象的斜率是普朗克常量h，由图可知h＝6.5×10－34 J·s；横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.27×1014 Hz.
(3)设两个小球第一次碰后速度的大小分别为v1′和v2′，
由动量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
两个小球再一次碰撞，m1v1′－m2v2′＝0
得：v1′＝.
6．(1)下列说法正确的是________．
A．汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕模型
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小
D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大
(2)如图11所示，某光电管的阴极K用 ( http: / / www.21cnjy.com )截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e.用频率为ν的紫外线照射阴极K，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是________；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为________．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/525.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/525.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\525.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\525.TIF" \* MERGEFORMATINET
图11
(3)如图12所示，1928年德国物理学 ( http: / / www.21cnjy.com )家玻特用α粒子(He)轰击轻金属铍(Be)时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线．查德威克对该粒子进行研究，进而发现了一种新的粒子——中子．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/526.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/526.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\526.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\526.TIF" \* MERGEFORMATINET
图12
①写出α粒子轰击轻金属铍的核反应方程．
②若中子以速率v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？
答案 (1)AB (2)eU＋hν－hν0 (3)①He＋Be→C＋n ②mN
解析 (1)一束光照射到某种金属上不能发生光 ( http: / / www.21cnjy.com )电效应，是因为该束光的频率小，所以C错误；放射性元素的半衰期与物理、化学性质无关，故温度降低，半衰期不变，所以D错误．
(2)由题意知，金属钠的逸出功为W0 ( http: / / www.21cnjy.com )＝hν0，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ek，可求电子离开金属时的动能Ek＝hν－hν0，再根据动能定理可求光电子到达阳极时的动能Ek′＝eU＋Ek＝eU＋hν－hν0；再根据动能定理eUC＝Ek，可求UC＝.
(3)①根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为He＋Be→C＋n
②根据动量守恒可得：mv0＝－mv1＋mNv2
解得m＝mN
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET
处理光电效应问题的两条线索
一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：
(1)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大
(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大
考题4 动量和能量观点的综合应用
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例4INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET 如图13所示，在光滑水平面上有均 ( http: / / www.21cnjy.com )可视为质点的A、B、C三个弹性小球，其质量分别为mA＝2m、mB＝m、mC＝3m，其中A、B之间用一轻弹簧相连．开始时A、B、C都处于静止状态，弹簧处于原长，且C距离B足够远，现给A一个水平向右的初速度v0.当B达最大速度时恰好与C发生弹性碰撞，求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/527.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/527.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\527.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\527.TIF" \* MERGEFORMATINET
图13
(1)B达最大速度时，A和B的速度；
(2)B以最大速度与C相碰后，弹簧所具有的最大弹性势能Ep.
解析 (1)设碰前B的最大速度为vB，此时A的速度为vA
B与C相碰前，由动量守恒2mv0＝2mvA＋mvB
B的速度最大时弹簧处于原长，由能量守恒有
×2mv＝×2mv＋mv
解之得vA＝v0，vB＝v0
(2)设B与C碰后的速度为vB′，C的速度为vC′
B与C相碰后，动量守恒mvB＝mvB′＋3mvC′
能量守恒mv＝mvB′2＋×3mvC′2
解之得vB′＝vB＝×v0＝－v0
当A、B速度相等时，弹性势能最大
2mvA＋mvB′＝(2m＋m)v共
由能量守恒有
Ep＝×2mv＋mvB′2－(2m＋m)v
解之得Ep＝mv
答案 (1)v0 v0 (2)mv
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
7．如图14所示，LMN是竖直平面内固定 ( http: / / www.21cnjy.com )的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切．质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放，在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距较远，相互作用力可认为是零，A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电作用．带电小球均可视为质点．已知A、B两球始终没有接触．重力加速度为g.求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/528.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/528.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\528.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\528.TIF" \* MERGEFORMATINET
图14
(1)A、B两球相距最近时，A球的速度v；
(2)A、B两球最终的速度vA、vB的大小．
答案 (1) (2)
解析 (1)对下滑的过程：2mgh＝·2mv
v0＝
A球进入水平轨道后两球组成的系统动量守恒，两球最近时速度相等．
2mv0＝(2m＋m)v
v＝v0＝
(2)当A、B相距最近之后，由于静 ( http: / / www.21cnjy.com )电斥力的相互作用，它们将会相互远离，当它们相距足够远时，它们之间的相互作用力可视为零，电势能也视为零，它们就达到最终的速度，该过程中，A、B两球组成的系统动量守恒、能量也守恒．
2mv0＝2mvA＋mvB
×2mv＝×2mv＋mv
联立解得vA＝v0＝
vB＝v0＝
8．(1)下列说法正确的是________．
A．光子不但具有能量，也具有动量
B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
E．质量数大的原子核，其比结合能不一定大
(2)如图15所示，光滑水平面上静止 ( http: / / www.21cnjy.com )着一辆质量为3m的平板车A.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点)，B的质量为m，与车板之间的动摩擦因数为2μ.C的质量为2m，与车板之间的动摩擦因数为μ.t＝0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度v0和2v0相向滑上小车．在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰．已知重力加速度为g，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C463.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C463.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C463.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C463.TIF" \* MERGEFORMATINET
图15
①平板车的最大速度v和达到最大速度经历的时间t；
②平板车平板总长度L.
答案 (1)ABE (2)①v0 ②
解析 (2)①起始到三者共速过程中，A、B、C系统动量守恒，以水平向左为正方向
2m×2v0－mv0＝6mv
起始到三者共速过程是C做匀减速运动的过程：
Ff＝2ma
Ff＝2μmg
v＝2v0－at
综上有：v＝v0，t＝
②起始到三者共速过程中，B相对A向右匀减速到速度为零后与A一起向左匀加速，C相对A向左匀减速，B和
C对A的滑动摩擦力大小均为Ff＝2μmg，
由能量守恒有
mv＋×2m(2v0)2＝FfL＋×6mv2
综上有：L＝
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼.TIF" \* MERGEFORMATINET
利用动量和能量的观点解题的技巧
1．若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律．
2．动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一个物理过程的始末两个状态，对过程的细节不予追究，对于像弹簧类的变力做功问题，更显示它们的优越性．
3．注意挖掘隐含条件，根据选取的对象和过程判断动量和能量是否守恒．
知识专题练 训练17
题组1 原子物理基础知识、核反应与动量的组合
1．(2014·重庆·1)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 经过n个半衰期剩余碘131的含量m′＝mn.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m′＝m4＝，选项C正确．
2．(1)一个锂核(Li)受到一个质 ( http: / / www.21cnjy.com )子(H)轰击变为2个α粒子(He)．已知质子的质量为1.672 6×10－27 kg，锂原子的质量为11.650 5×10－27 kg，一个α原子的质量为6.646 7×10－27 kg.写出该核反应方程____________________，该核反应释放的核能是________ J．(真空中光速c＝3.0×108 m/s)
(2)如图1所示，水平冰面的 ( http: / / www.21cnjy.com )同一直线上有三个木箱A、B、C，质量均为60 kg.一质量为30 kg的猴子停在A上，与A一起以3 m/s的速度向右滑向静止的木箱B、C，在接近B时，猴子以6 m/s的水平对地速度跳上木箱B，接近木箱C时再以6 m/s的水平对地速度跳上木箱C，最终与C一起运动，若木箱在运动过程中发生碰撞，且碰撞后不再分开，求木箱A、B、C最终运动的速度．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C464.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C464.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C464.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C464.TIF" \* MERGEFORMATINET
图1
答案 (1)Li＋H→2He 2.673×10－12
(2)见解析
解析 (2)猴子跳离木箱A过程动量守恒，跳离后木箱速度为vA1
(M＋m)v0＝mv＋MvA1
解得vA1＝1.5 m/s
猴子跳上木箱B后再跳离木箱B，B和猴子组成的系统动量守恒：mv＝mv＋MvB1
解得vB1＝0
A木箱将追上B木箱发生正碰，A、B组成的系统动量守恒，碰后速度为vAB，
MvA1＝2MvAB
解得vAB＝0.75 m/s，方向水平向右
猴子跳上C过程动量守恒：mv＝(m＋M)vC
解得vC＝2 m/s，方向水平向右
3．(1)某放射性元素的原子核内有N个核子，其中有n个质子，该原子核发生2次α衰变和2次β衰变，变成1个新核，则( )
A．衰变前原子核有(N－n)个中子
B．衰变后新核的核子数为(N－4)
C．衰变后新核有(n－2)个质子
D．衰变前原子核的质量等于衰变后新核质量与放出粒子质量的和
(2)如图2所示，在光滑的 ( http: / / www.21cnjy.com )水平面上，有三个小球A、B、C，质量分别为mA＝1 kg、mB＝2 kg、mC＝4 kg，A、B之间有一个弹簧(与物体不拴接)，在外力作用下处于压缩状态，储存了弹性势能Ep＝108 J，某时刻突然撤去外力，由静止释放A、B，B离开弹簧后与C正碰，碰撞后粘在一起．求：B、C粘在一起后的速度大小．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/531.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/531.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\531.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\531.TIF" \* MERGEFORMATINET
图2
答案 (1)AC (2)2 m/s
解析 (2)A、B系统动量守恒，有mAv1－mBv2＝0
机械能守恒，有Ep＝mAv＋mBv
B、C碰撞动量守恒，有mBv2＝(mB＋mC)v
解得v＝2 m/s
题组2 原子物理基础知识、能级与动量的组合
4．(1)一群氢原子处于量子数n＝4能级状 ( http: / / www.21cnjy.com )态，氢原子的能级图如图3所示，氢原子可能发射________种频率的光子；氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是________ eV；用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，金属________能发生光电效应．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C717.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C717.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C717.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C717.TIF" \* MERGEFORMATINET
图3
几种金属的逸出功
金属 铯 钙 镁 钛
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
(2)如图4所示，用轻弹簧相连的质量均为2 ( http: / / www.21cnjy.com )kg的A、B两物块静止在光滑的水平地面上，质量为4 kg的物块C以v＝6 m/s的速度向左运动，C与B碰撞后，立即粘在一起运动．求：在弹簧压缩到最短的过程中，
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c718.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c718.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c718.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c718.TIF" \* MERGEFORMATINET
图4
①弹簧最大的弹性势能为多大？
②弹簧对A的冲量是多大？
答案 (1)6 2.55 铯 (2)①12 J ②6 kg·m/s
解析 (2)①B与C碰后mCv＝(mC＋mB)v1
A、B、C三者共速时(mC＋mB)v1＝(mA＋mB＋mC)v2
则弹簧的最大弹性势能为
Ep＝(mC＋mB)v－(mA＋mB＋mC)v
代入数据可得，Ep＝12 J.
②由动量定理可得，I＝mAv2－0
所以I＝6 kg·m/s.
5．(1)氢原子辐射出一个光子之后，根据玻尔理论，下面叙述正确的是________．
A．原子从高能级跃迁到低能级
B．电子绕核运动的半径减小
C．电子绕核运动的周期不变
D．原子的电势能减小
E．电子绕核运动的动能减小
(2)如图5所示，在光滑的水平面上，静止的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体B侧面固定一个轻弹簧，物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，两物体的质量均为m.
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C468.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C468.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C468.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C468.TIF" \* MERGEFORMATINET
图5
①求它们相互作用过程中弹簧获得的最大弹性势能Ep；
②若B的质量变为2m，再使物体A以同样的速度通过弹簧与静止的物体B发生作用，求当弹簧获得的弹性势能也为Ep时，物体A的速度大小．
答案 (1)ABD (2)①mv ②v0或0
解析 (2)①当A、B速度相同时，弹簧的弹性势能最大．
则mv0＝2mv
mv＝×2mv2＋Ep
解得Ep＝mv
②当B的质量为2m时，设A、B的速度分别为v1、v2，有
mv0＝mv1＋2mv2
mv＝mv＋×2mv＋Ep
解得v1＝v0或v1＝0.
当v1＝v0时，v2＝v0，运动方向水平向右，符合条件；
当v1＝0时，v2＝v0，运动方向水平向右，也符合条件．
题组3 原子物理基础知识、光电效应与动量的组合
6．(1)如图6所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是________．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C469.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C469.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C469.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C469.TIF" \* MERGEFORMATINET
图6
A．入射光强度较弱
B．入射光波长太长
C．光照射时间太短
D．电源正负极接反
(2)如图7为实验室常用的气 ( http: / / www.21cnjy.com )垫导轨验证动量守恒的装置．两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明________________________，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关系式________________
______，则说明该实验动量守恒．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C470.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C470.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C470.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C470.TIF" \* MERGEFORMATINET
图7
(3)P是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5 min，能衰变为Si和一个未知
粒子．
①写出该衰变的方程；
②已知容器中原有纯P的质量为m，求5 min后容器中剩余P的质量．
答案 (1)BD
(2)气垫导轨水平 ＝或－＝0
(3)①P→Si＋e ②
解析 (1)灵敏电流计中没有电流 ( http: / / www.21cnjy.com )通过，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率，与光照强度无关，故选项A错误，选项B正确；与入射光的照射时间无关，故选项C错误；还可能是由于电源正负极接反，即电场反向导致，故选项D正确．
(2)滑块在气垫导轨上能自由静止，说明气垫 ( http: / / www.21cnjy.com )导轨水平，因为滑块在气垫导轨上所受阻力忽略不计，认为是零，若上述过程A、B系统动量守恒，则有：mAvA＝mBvB，又由于两遮光条等宽，则＝或－＝0.
(3)①根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒可知该衰变的方程为：
P→Si＋e
②5 min后容器中剩余P的质量为：
m′＝()·m＝()2m＝.
7．(1)如图8所示，与锌板相连的验电 ( http: / / www.21cnjy.com )器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光照射到锌板，发现与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，此实验事实说明________．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C471.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C471.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C471.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C471.TIF" \* MERGEFORMATINET
图8
A．光具有波动性
B．光具有粒子性
C．铝箔张角大小与光照时间无关
D．若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角则一定会变得更大
E．验电器的铝箔原来带正电
(2)如图9所示，长度为L的长木板 ( http: / / www.21cnjy.com )A右边固定着一个挡板，包括挡板在内的总质量为M，静止在光滑的水平地面上．小木块B质量为m，从A的左端开始以初速度v0在A上滑动，滑到右端与挡板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短，碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动．则：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C472.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C472.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C472.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C472.TIF" \* MERGEFORMATINET
图9
①判断在整个运动过程中，A和B是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的；
②求B与A间的动摩擦因数μ.
答案 见解析
解析 (1)光电效应说明光具有粒 ( http: / / www.21cnjy.com )子性，A错误，B正确；在发生光电效应的频率不变的条件下，发射的光电子数与光照强度有关，与光照时间无关，C正确；若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角会变小，D错误；锌板因光电效应失去电子而带正电，所以验电器的铝箔原来带正电，E正确．
(2)①A在运动过程中不可能向左运动，B在与木板A的挡板碰撞时，若B的质量比较小，碰后B的速度有可能反向，即向左运动．
②系统动量守恒：mv0＝(m＋M)v
对系统应用能量守恒定律得：
2μmgL＝mv－(m＋M)v2
联立解得μ＝v
题组4 动量和能量观点的综合应用
8．(2014·全国大纲·21)一中子 ( http: / / www.21cnjy.com )与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 设中子的质量为m，则被碰原子 ( http: / / www.21cnjy.com )核的质量为Am，两者发生弹性碰撞，据动量守恒，有mv0＝mv1＋Amv′，据动能守恒，有mv＝mv＋Amv′2.解以上两式得v1＝v0.若只考虑速度大小，则中子的速率为v1′＝v0，故中子前、后速率之比为.
9．(1)下列说法中正确的是________．
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
(2)如图10所示，在光滑水平地面上 ( http: / / www.21cnjy.com )有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物(可视为质点)，重物与长木板之间的动摩擦因数为μ.开始时，长木板和重物都静止，现在使重物以初速度v0开始运动，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等．已知长木板与障碍物发生弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度l至少为多少？(重力加速度为g)
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C474.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C474.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C474.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C474.TIF" \* MERGEFORMATINET
图10
答案 (1)BDE (2)
解析 (1)β衰变现象不能说明电子是原 ( http: / / www.21cnjy.com )子核的组成部分，A错误；一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子，而一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，只能辐射3种可能频率的光子中的一种，C错误．
(2)设碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1
由动量守恒定律得：mv0＝3mv1
碰撞后瞬间，长木板以v1反弹，最终两者的共同速度为v2
由动量守恒定律得：2mv1－mv1＝3mv2
对全过程由功能关系得：μmgl＝mv－mv
解得l＝.
10．如图11所示，一质 ( http: / / www.21cnjy.com )量m1＝0.45 kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2＝0.4 kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m0＝0.05 kg的子弹以水平速度v0＝100 m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ＝0.5，最终小物体以5 m/s的速度离开小车．g取10 m/s2.求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/540.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/540.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\540.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\540.TIF" \* MERGEFORMATINET
图11
(1)子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小．
(2)小车的长度．
答案 (1)4.5 N·s (2)5.5 m
解析 (1)子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：
m0v0＝(m0＋m1)v1
可解得v1＝10 m/s
对子弹由动量定理有：－I＝m0v1－m0v0
I＝4.5 N·s(或kg·m/s)
(2)三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：
(m0＋m1)v1＝(m0＋m1)v2＋m2v
设小车长为L，由能量守恒有：
μm2gL＝(m0＋m1)v－(m0＋m1)v－m2v2
联立并代入数值得L＝5.5 m
11．(1)氦4核的产生可以有多种 ( http: / / www.21cnjy.com )方式，其中一种是由氦3核与氘核结合而成，其核反应方程式是________；若质子、氘核、氦3核的质量分别为m1、m2和m3，该核反应产生核能为E，且以γ射线的形式释放，真空中光速用c表示，普朗克常量为h，则氦4核的质量m4＝________，γ射线的频率为________．
(2)如图12所示，静置 ( http: / / www.21cnjy.com )于光滑水平面上的光滑斜劈质量为M、倾角为θ(不超过30°)、高为H，一个质量为m的小球以一定的水平初速度v0(大小未知)从斜劈底端沿斜劈向上运动，在水平面与斜面连接处没有机械能损失．若斜劈固定时小球恰好可以冲到斜劈顶端，则不固定斜劈(斜面足够长)时，
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/541.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/541.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\541.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\541.TIF" \* MERGEFORMATINET
图12
①小球冲上斜劈后能达到的最大高度h为多少？
②小球能沿斜面上行多长时间？
答案 (1)He＋H→He＋H m2＋m3－m1－ (2)①H ②
解析 (2)①斜劈固定时，对小球沿斜劈上行的全过程，由动能定理得：－mgH＝0－mv
斜劈不固定时，小球冲上斜劈过程中系 ( http: / / www.21cnjy.com )统水平方向动量守恒，当小球在斜劈上达到最大高度h时，相对于斜劈静止，故它们有共同的水平速度v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v
由能量守恒定律得：mv＝(M＋m)v2＋mgh
联立解得：h＝H
②小球自斜劈底端上行至最大高度过程中，仅受重力mg与斜面支持力FN，由动量定理得：
在竖直方向：(mg－FNcos θ)t＝0
在水平方向：－FNsin θ·t＝mv－mv0
联立解得：t＝
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 高考定位INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET
本专题考查的重点和热点有：①动量守恒定律 ( http: / / www.21cnjy.com )及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．应考策略：本专题涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力．
考题1 原子物理基础知识、核反应与动量的组合
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例1INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)下列说法正确的是________．
A．玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原子光谱
B．法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂结构
C.U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短
D．处于n＝3激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光子
(2)速度为v0的中子n击中静止的氮核N，生成碳核C和另一种新原子核，已知C与新核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核与新核的动量之比为2∶1.
①写出核反应方程．
②求C与新核的速度各是多大？
解析 (2)②设n、C、新核质量分别为m0、m1和m2，碰后C、新核速度分别为v1、v2.
由动量守恒得m0v0＝m1v1＋m2v2
又m1v1＝2m2v2
联立求得：v1＝，v2＝
答案 (1)BD (2)①N＋n→C＋H ②
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．(1)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是________(填正确答案标号)．
A．卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构
B．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损
D．自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代
E．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关
(2)如图1所示，内壁光滑半径为R的圆形轨 ( http: / / www.21cnjy.com )道，固定在竖直平面内．质量为m1的小球静止在轨道最低点，另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放，运动到最低点时与m1发生碰撞并粘在一起．求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/515.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/515.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\515.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\515.TIF" \* MERGEFORMATINET
图1
(ⅰ)小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小；
(ⅱ)碰撞后，m1、m2能沿内壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点)．
答案 (1)BDE (2)(ⅰ) (ⅱ)
解析 (2)(ⅰ)设小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小为v0.由机械能守恒定律，得
m2gR＝m2v ①
解得v0＝ ②
(ⅱ)设两球碰撞后，m1、m2两球粘在一起的速度为v，由动量守恒定律，得
m2v0＝(m1＋m2)v ③
设两球碰撞后上升的最大高度为h，由机械能守恒得
(m1＋m2)v2＝(m1＋m2)gh ④
由②③④三式解得h＝
2．(1)下列说法正确的是( )
A．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动
B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性
C．β射线是原子核外电子高速运动形成的
D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短
(2)1896年法国物理学 ( http: / / www.21cnjy.com )家贝克勒尔在对含铀的矿物进行研究时，发现了天然放射现象，从而揭开了原子核的秘密．静止的铀核U发生α衰变后，生成新核Th并释放出γ光子．已知铀的质量为m1，α粒子的质量为m2，Th核的质量为m3，并测得α粒子的速度为v.(已知光在真空中的传播速度为c)
①写出核反应方程式并求出此反应过程中释放的核能；
②求出反应后Th核的速度大小．
答案 (1)BD (2)①U→Th＋He(或U→Th＋He＋γ) (m1－m2－m3)c2 ②v(v也算对)
解析 (2)①U→Th＋He(或U→Th＋He＋γ)
根据爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2得
ΔE＝(m1－m2－m3)c2.
②根据动量守恒定律：m2v－m3vTh＝0
Th核的速度为：vTh＝v(v也算对)．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．核反应方程的书写
(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．
(2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．
(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．
2．原子核的衰变
(1)衰变实质：α衰变是原子核中的2个 ( http: / / www.21cnjy.com )质子和2个中子结合成一个氦核并射出；β衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量．
(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．
考题2 原子物理基础知识、能级与动量的组合
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例2INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET (2014·山东·39)(1 ( http: / / www.21cnjy.com ))氢原子能级如图2所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________(双选，填正确答案标号)．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/H84.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/H84.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\H84.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\H84.TIF" \* MERGEFORMATINET
图2
a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
b．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级
c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
(2)如图3所示，光滑水平直轨道上 ( http: / / www.21cnjy.com )两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半．求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/B68.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/B68.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\B68.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\B68.TIF" \* MERGEFORMATINET
图3
(ⅰ)B的质量；
(ⅱ)碰撞过程中A、B系统机械能的损失．
解析 (1)能级间跃迁辐射的光子能量等于两能 ( http: / / www.21cnjy.com )级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由Em－En＝hν可知，b错误，d正确；根据C＝3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确．
(2)(ⅰ)以初速度v0的 ( http: / / www.21cnjy.com )方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m·＋2mBv＝(m＋mB)v ①
由①式得mB＝ ②
(ⅱ)从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得
mv0＝(m＋mB)v ③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则
ΔE＝m()2＋mB(2v)2－(m＋mB)v2 ④
联立②③④式得ΔE＝mv
答案 (1)cd (2)(ⅰ) (ⅱ)mv
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
3．(1)下列说法中正确的是________．
A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性
B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行
C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子
D．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
(2)氢原子的能级如图4所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，若原子从n＝4向n＝2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C457.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C457.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C457.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C457.TIF" \* MERGEFORMATINET
图4
①这群氢原子发出的光中共有________种频率的光能使该金属产生光电效应；
②从n＝4向n＝1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为________ eV.
(3)如图5所示，质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上．P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C458.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C458.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C458.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C458.TIF" \* MERGEFORMATINET
图5
①弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度各为多大？
②弹簧的最大弹性势能是多少？
答案 (1)AB (2)①4 ②10.2 (3)①均为v ②mv2
解析 (2)一群处于n＝4能级的氢原子 ( http: / / www.21cnjy.com )向基态跃迁时，因为n＝4向n＝2跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有n＝4跃迁到n＝1，n＝4跃迁到n＝2，n＝3跃迁到n＝1，n＝2跃迁到n＝1的光子能够使金属发生光电效应，即4种．逸出功W＝－0.85 eV＋3.40 eV＝2.55 eV，从而n＝4跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，为－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekm＝hν－W0＝12.75 eV－2.55 eV＝10.2 eV.
(3)①当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等
2mv＋0＝(2m＋m)v1
解得v1＝v
②最大弹性势能Emax＝×2mv2－×3mv＝mv2
4．(1)如图6所示为氢原子的能级图， ( http: / / www.21cnjy.com )已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，镁板的电子逸出功为5.9 eV，以下说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c466.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c466.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c466.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c466.TIF" \* MERGEFORMATINET
图6
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定不能产生光电效应现象
B．用能量为11.0 eV的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态
C．处于n＝2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
D．处于n＝4能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
(2)如图7所示，在光滑的水平面上 ( http: / / www.21cnjy.com )静止着一个质量为4m的木板B，B的左端静止着一个质量为2m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为μ，现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即以大小为的速率弹回，在整个过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C467.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C467.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C467.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C467.TIF" \* MERGEFORMATINET
图7
①物块A相对B静止后的速度；
②木板B至少多长？
答案 (1)BD (2)①v0 ②
解析 (2)①设小球m与物块A碰撞后A的速度为v1，设v0的方向为正方向，由动量守恒定律得：
mv0＝－＋2mv1
设物块A与木板B共同的速度为v2，由动量守恒定律
2mv1＝(2m＋4m)v2
联立解得v1＝v0，v2＝v0
②设A在B上滑过的距离为L，由能量守恒定律得：
2μmgL＝×2mv－(2m＋4m)v
解得L=
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼.TIF" \* MERGEFORMATINET
关于原子跃迁要注意以下四方面：
(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱条数N＝.
(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hν＝Em－En)时，光子才被吸收．
(3)“直接跃迁”只能对应一个能级差，发射一种频率的光子．“间接跃迁”能对应多个能级差，发射多种频率的光子．
(4)入射光子能量大于电离能(hν＝E∞－En)时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能．
考题3 原子物理基础知识、光电效应与动量的组合
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例3INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)下列说法正确的是( )
A．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
B．原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少
D．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
(2)如图8所示为研究光电效应的电路图， ( http: / / www.21cnjy.com )对某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能________(选填“减小”、“增大”)．如果改用频率略低的紫光照射，电流表______(选填“一定”、“可能”或“一定没”)有示数．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c461.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c461.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c461.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c461.TIF" \* MERGEFORMATINET
图8
(3)在光滑水平面上，一个质量为m、 ( http: / / www.21cnjy.com )速度为v的A球，与质量也为m的另一静止的B球发生正碰，若它们发生的是弹性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，共同速度是多少？
解析 (1)因有质量亏损，新核与α粒子 ( http: / / www.21cnjy.com )的总质量小于原来的原子核的质量，B错误；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以D错误．选A、C.
(2)滑片向右滑动，A、K间的 ( http: / / www.21cnjy.com )正向电压增大，到达A上电子的个数增多或不变，所以电流增大或不变，不可能减小；因不确定金属的截止频率与紫光频率的大小关系，故紫光照射，可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数．
(3)设A、B球碰后的速度分别为v1、v2，
根据动量守恒mv＝mv1＋mv2，
因是弹性碰撞，故mv2＝mv＋mv，
联立解得v1＝0，v2＝v；
若碰撞后结合在一起，mv＝2mv′，
v′＝v.
答案 (1)AC (2)减小 可能 (3)v
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
5．(1)下列说法正确的是________．
A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量
B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
(2)如图9所示是用光照射某种金属时逸 ( http: / / www.21cnjy.com )出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知普朗克常量为________ J·s，金属的截止频率为________ Hz(已知1 eV＝1.60×10－19 J)．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C719.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C719.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C719.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C719.TIF" \* MERGEFORMATINET
图9
(3)如图10所示，质量分别为m1和m2的 ( http: / / www.21cnjy.com )两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m1球速度的大小．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C720.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C720.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C720.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C720.TIF" \* MERGEFORMATINET
图10
答案 (1)ABC (2)6.5×10－34 4.27×1014
(3)
解析 (1)光子像其他粒子一 ( http: / / www.21cnjy.com )样，不但具有能量，也具有动量，故A正确；玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化，故B正确；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，C正确；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误．
(2)根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝ ( http: / / www.21cnjy.com )hν－W0，Ekm－ν图象的斜率是普朗克常量h，由图可知h＝6.5×10－34 J·s；横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.27×1014 Hz.
(3)设两个小球第一次碰后速度的大小分别为v1′和v2′，
由动量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
两个小球再一次碰撞，m1v1′－m2v2′＝0
得：v1′＝.
6．(1)下列说法正确的是________．
A．汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕模型
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小
D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大
(2)如图11所示，某光电管的阴极K用 ( http: / / www.21cnjy.com )截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e.用频率为ν的紫外线照射阴极K，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是________；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为________．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/525.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/525.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\525.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\525.TIF" \* MERGEFORMATINET
图11
(3)如图12所示，1928年德国物理学 ( http: / / www.21cnjy.com )家玻特用α粒子(He)轰击轻金属铍(Be)时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线．查德威克对该粒子进行研究，进而发现了一种新的粒子——中子．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/526.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/526.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\526.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\526.TIF" \* MERGEFORMATINET
图12
①写出α粒子轰击轻金属铍的核反应方程．
②若中子以速率v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？
答案 (1)AB (2)eU＋hν－hν0 (3)①He＋Be→C＋n ②mN
解析 (1)一束光照射到某种金属上不能发生光 ( http: / / www.21cnjy.com )电效应，是因为该束光的频率小，所以C错误；放射性元素的半衰期与物理、化学性质无关，故温度降低，半衰期不变，所以D错误．
(2)由题意知，金属钠的逸出功为W0 ( http: / / www.21cnjy.com )＝hν0，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ek，可求电子离开金属时的动能Ek＝hν－hν0，再根据动能定理可求光电子到达阳极时的动能Ek′＝eU＋Ek＝eU＋hν－hν0；再根据动能定理eUC＝Ek，可求UC＝.
(3)①根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为He＋Be→C＋n
②根据动量守恒可得：mv0＝－mv1＋mNv2
解得m＝mN
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\方法提炼A.TIF" \* MERGEFORMATINET
处理光电效应问题的两条线索
一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：
(1)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大
(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大
考题4 动量和能量观点的综合应用
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/左括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 例4INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/右括.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\右括.TIF" \* MERGEFORMATINET 如图13所示，在光滑水平面上有均 ( http: / / www.21cnjy.com )可视为质点的A、B、C三个弹性小球，其质量分别为mA＝2m、mB＝m、mC＝3m，其中A、B之间用一轻弹簧相连．开始时A、B、C都处于静止状态，弹簧处于原长，且C距离B足够远，现给A一个水平向右的初速度v0.当B达最大速度时恰好与C发生弹性碰撞，求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/527.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/527.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\527.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\527.TIF" \* MERGEFORMATINET
图13
(1)B达最大速度时，A和B的速度；
(2)B以最大速度与C相碰后，弹簧所具有的最大弹性势能Ep.
解析 (1)设碰前B的最大速度为vB，此时A的速度为vA
B与C相碰前，由动量守恒2mv0＝2mvA＋mvB
B的速度最大时弹簧处于原长，由能量守恒有
×2mv＝×2mv＋mv
解之得vA＝v0，vB＝v0
(2)设B与C碰后的速度为vB′，C的速度为vC′
B与C相碰后，动量守恒mvB＝mvB′＋3mvC′
能量守恒mv＝mvB′2＋×3mvC′2
解之得vB′＝vB＝×v0＝－v0
当A、B速度相等时，弹性势能最大
2mvA＋mvB′＝(2m＋m)v共
由能量守恒有
Ep＝×2mv＋mvB′2－(2m＋m)v
解之得Ep＝mv
答案 (1)v0 v0 (2)mv
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/突破训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\突破训练.TIF" \* MERGEFORMATINET
7．如图14所示，LMN是竖直平面内固定 ( http: / / www.21cnjy.com )的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切．质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放，在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距较远，相互作用力可认为是零，A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电作用．带电小球均可视为质点．已知A、B两球始终没有接触．重力加速度为g.求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/528.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/528.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\528.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\528.TIF" \* MERGEFORMATINET
图14
(1)A、B两球相距最近时，A球的速度v；
(2)A、B两球最终的速度vA、vB的大小．
答案 (1) (2)
解析 (1)对下滑的过程：2mgh＝·2mv
v0＝
A球进入水平轨道后两球组成的系统动量守恒，两球最近时速度相等．
2mv0＝(2m＋m)v
v＝v0＝
(2)当A、B相距最近之后，由于静 ( http: / / www.21cnjy.com )电斥力的相互作用，它们将会相互远离，当它们相距足够远时，它们之间的相互作用力可视为零，电势能也视为零，它们就达到最终的速度，该过程中，A、B两球组成的系统动量守恒、能量也守恒．
2mv0＝2mvA＋mvB
×2mv＝×2mv＋mv
联立解得vA＝v0＝
vB＝v0＝
8．(1)下列说法正确的是________．
A．光子不但具有能量，也具有动量
B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
E．质量数大的原子核，其比结合能不一定大
(2)如图15所示，光滑水平面上静止 ( http: / / www.21cnjy.com )着一辆质量为3m的平板车A.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点)，B的质量为m，与车板之间的动摩擦因数为2μ.C的质量为2m，与车板之间的动摩擦因数为μ.t＝0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度v0和2v0相向滑上小车．在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰．已知重力加速度为g，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C463.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C463.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C463.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C463.TIF" \* MERGEFORMATINET
图15
①平板车的最大速度v和达到最大速度经历的时间t；
②平板车平板总长度L.
答案 (1)ABE (2)①v0 ②
解析 (2)①起始到三者共速过程中，A、B、C系统动量守恒，以水平向左为正方向
2m×2v0－mv0＝6mv
起始到三者共速过程是C做匀减速运动的过程：
Ff＝2ma
Ff＝2μmg
v＝2v0－at
综上有：v＝v0，t＝
②起始到三者共速过程中，B相对A向右匀减速到速度为零后与A一起向左匀加速，C相对A向左匀减速，B和
C对A的滑动摩擦力大小均为Ff＝2μmg，
由能量守恒有
mv＋×2m(2v0)2＝FfL＋×6mv2
综上有：L＝
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利用动量和能量的观点解题的技巧
1．若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律．
2．动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一个物理过程的始末两个状态，对过程的细节不予追究，对于像弹簧类的变力做功问题，更显示它们的优越性．
3．注意挖掘隐含条件，根据选取的对象和过程判断动量和能量是否守恒．
知识专题练 训练17
题组1 原子物理基础知识、核反应与动量的组合
1．(2014·重庆·1)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 经过n个半衰期剩余碘131的含量m′＝mn.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m′＝m4＝，选项C正确．
2．(1)一个锂核(Li)受到一个质 ( http: / / www.21cnjy.com )子(H)轰击变为2个α粒子(He)．已知质子的质量为1.672 6×10－27 kg，锂原子的质量为11.650 5×10－27 kg，一个α原子的质量为6.646 7×10－27 kg.写出该核反应方程____________________，该核反应释放的核能是________ J．(真空中光速c＝3.0×108 m/s)
(2)如图1所示，水平冰面的 ( http: / / www.21cnjy.com )同一直线上有三个木箱A、B、C，质量均为60 kg.一质量为30 kg的猴子停在A上，与A一起以3 m/s的速度向右滑向静止的木箱B、C，在接近B时，猴子以6 m/s的水平对地速度跳上木箱B，接近木箱C时再以6 m/s的水平对地速度跳上木箱C，最终与C一起运动，若木箱在运动过程中发生碰撞，且碰撞后不再分开，求木箱A、B、C最终运动的速度．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C464.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C464.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C464.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C464.TIF" \* MERGEFORMATINET
图1
答案 (1)Li＋H→2He 2.673×10－12
(2)见解析
解析 (2)猴子跳离木箱A过程动量守恒，跳离后木箱速度为vA1
(M＋m)v0＝mv＋MvA1
解得vA1＝1.5 m/s
猴子跳上木箱B后再跳离木箱B，B和猴子组成的系统动量守恒：mv＝mv＋MvB1
解得vB1＝0
A木箱将追上B木箱发生正碰，A、B组成的系统动量守恒，碰后速度为vAB，
MvA1＝2MvAB
解得vAB＝0.75 m/s，方向水平向右
猴子跳上C过程动量守恒：mv＝(m＋M)vC
解得vC＝2 m/s，方向水平向右
3．(1)某放射性元素的原子核内有N个核子，其中有n个质子，该原子核发生2次α衰变和2次β衰变，变成1个新核，则( )
A．衰变前原子核有(N－n)个中子
B．衰变后新核的核子数为(N－4)
C．衰变后新核有(n－2)个质子
D．衰变前原子核的质量等于衰变后新核质量与放出粒子质量的和
(2)如图2所示，在光滑的 ( http: / / www.21cnjy.com )水平面上，有三个小球A、B、C，质量分别为mA＝1 kg、mB＝2 kg、mC＝4 kg，A、B之间有一个弹簧(与物体不拴接)，在外力作用下处于压缩状态，储存了弹性势能Ep＝108 J，某时刻突然撤去外力，由静止释放A、B，B离开弹簧后与C正碰，碰撞后粘在一起．求：B、C粘在一起后的速度大小．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/531.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/531.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\531.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\531.TIF" \* MERGEFORMATINET
图2
答案 (1)AC (2)2 m/s
解析 (2)A、B系统动量守恒，有mAv1－mBv2＝0
机械能守恒，有Ep＝mAv＋mBv
B、C碰撞动量守恒，有mBv2＝(mB＋mC)v
解得v＝2 m/s
题组2 原子物理基础知识、能级与动量的组合
4．(1)一群氢原子处于量子数n＝4能级状 ( http: / / www.21cnjy.com )态，氢原子的能级图如图3所示，氢原子可能发射________种频率的光子；氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是________ eV；用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，金属________能发生光电效应．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C717.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C717.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C717.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C717.TIF" \* MERGEFORMATINET
图3
几种金属的逸出功
金属 铯 钙 镁 钛
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
(2)如图4所示，用轻弹簧相连的质量均为2 ( http: / / www.21cnjy.com )kg的A、B两物块静止在光滑的水平地面上，质量为4 kg的物块C以v＝6 m/s的速度向左运动，C与B碰撞后，立即粘在一起运动．求：在弹簧压缩到最短的过程中，
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c718.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/c718.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c718.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\c718.TIF" \* MERGEFORMATINET
图4
①弹簧最大的弹性势能为多大？
②弹簧对A的冲量是多大？
答案 (1)6 2.55 铯 (2)①12 J ②6 kg·m/s
解析 (2)①B与C碰后mCv＝(mC＋mB)v1
A、B、C三者共速时(mC＋mB)v1＝(mA＋mB＋mC)v2
则弹簧的最大弹性势能为
Ep＝(mC＋mB)v－(mA＋mB＋mC)v
代入数据可得，Ep＝12 J.
②由动量定理可得，I＝mAv2－0
所以I＝6 kg·m/s.
5．(1)氢原子辐射出一个光子之后，根据玻尔理论，下面叙述正确的是________．
A．原子从高能级跃迁到低能级
B．电子绕核运动的半径减小
C．电子绕核运动的周期不变
D．原子的电势能减小
E．电子绕核运动的动能减小
(2)如图5所示，在光滑的水平面上，静止的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体B侧面固定一个轻弹簧，物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，两物体的质量均为m.
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C468.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C468.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C468.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C468.TIF" \* MERGEFORMATINET
图5
①求它们相互作用过程中弹簧获得的最大弹性势能Ep；
②若B的质量变为2m，再使物体A以同样的速度通过弹簧与静止的物体B发生作用，求当弹簧获得的弹性势能也为Ep时，物体A的速度大小．
答案 (1)ABD (2)①mv ②v0或0
解析 (2)①当A、B速度相同时，弹簧的弹性势能最大．
则mv0＝2mv
mv＝×2mv2＋Ep
解得Ep＝mv
②当B的质量为2m时，设A、B的速度分别为v1、v2，有
mv0＝mv1＋2mv2
mv＝mv＋×2mv＋Ep
解得v1＝v0或v1＝0.
当v1＝v0时，v2＝v0，运动方向水平向右，符合条件；
当v1＝0时，v2＝v0，运动方向水平向右，也符合条件．
题组3 原子物理基础知识、光电效应与动量的组合
6．(1)如图6所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是________．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C469.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C469.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C469.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C469.TIF" \* MERGEFORMATINET
图6
A．入射光强度较弱
B．入射光波长太长
C．光照射时间太短
D．电源正负极接反
(2)如图7为实验室常用的气 ( http: / / www.21cnjy.com )垫导轨验证动量守恒的装置．两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明________________________，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关系式________________
______，则说明该实验动量守恒．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C470.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C470.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C470.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C470.TIF" \* MERGEFORMATINET
图7
(3)P是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5 min，能衰变为Si和一个未知
粒子．
①写出该衰变的方程；
②已知容器中原有纯P的质量为m，求5 min后容器中剩余P的质量．
答案 (1)BD
(2)气垫导轨水平 ＝或－＝0
(3)①P→Si＋e ②
解析 (1)灵敏电流计中没有电流 ( http: / / www.21cnjy.com )通过，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率，与光照强度无关，故选项A错误，选项B正确；与入射光的照射时间无关，故选项C错误；还可能是由于电源正负极接反，即电场反向导致，故选项D正确．
(2)滑块在气垫导轨上能自由静止，说明气垫 ( http: / / www.21cnjy.com )导轨水平，因为滑块在气垫导轨上所受阻力忽略不计，认为是零，若上述过程A、B系统动量守恒，则有：mAvA＝mBvB，又由于两遮光条等宽，则＝或－＝0.
(3)①根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒可知该衰变的方程为：
P→Si＋e
②5 min后容器中剩余P的质量为：
m′＝()·m＝()2m＝.
7．(1)如图8所示，与锌板相连的验电 ( http: / / www.21cnjy.com )器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光照射到锌板，发现与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，此实验事实说明________．
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C471.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C471.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C471.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C471.TIF" \* MERGEFORMATINET
图8
A．光具有波动性
B．光具有粒子性
C．铝箔张角大小与光照时间无关
D．若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角则一定会变得更大
E．验电器的铝箔原来带正电
(2)如图9所示，长度为L的长木板 ( http: / / www.21cnjy.com )A右边固定着一个挡板，包括挡板在内的总质量为M，静止在光滑的水平地面上．小木块B质量为m，从A的左端开始以初速度v0在A上滑动，滑到右端与挡板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短，碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动．则：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C472.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C472.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C472.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C472.TIF" \* MERGEFORMATINET
图9
①判断在整个运动过程中，A和B是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的；
②求B与A间的动摩擦因数μ.
答案 见解析
解析 (1)光电效应说明光具有粒 ( http: / / www.21cnjy.com )子性，A错误，B正确；在发生光电效应的频率不变的条件下，发射的光电子数与光照强度有关，与光照时间无关，C正确；若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角会变小，D错误；锌板因光电效应失去电子而带正电，所以验电器的铝箔原来带正电，E正确．
(2)①A在运动过程中不可能向左运动，B在与木板A的挡板碰撞时，若B的质量比较小，碰后B的速度有可能反向，即向左运动．
②系统动量守恒：mv0＝(m＋M)v
对系统应用能量守恒定律得：
2μmgL＝mv－(m＋M)v2
联立解得μ＝v
题组4 动量和能量观点的综合应用
8．(2014·全国大纲·21)一中子 ( http: / / www.21cnjy.com )与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 设中子的质量为m，则被碰原子 ( http: / / www.21cnjy.com )核的质量为Am，两者发生弹性碰撞，据动量守恒，有mv0＝mv1＋Amv′，据动能守恒，有mv＝mv＋Amv′2.解以上两式得v1＝v0.若只考虑速度大小，则中子的速率为v1′＝v0，故中子前、后速率之比为.
9．(1)下列说法中正确的是________．
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
(2)如图10所示，在光滑水平地面上 ( http: / / www.21cnjy.com )有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物(可视为质点)，重物与长木板之间的动摩擦因数为μ.开始时，长木板和重物都静止，现在使重物以初速度v0开始运动，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等．已知长木板与障碍物发生弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度l至少为多少？(重力加速度为g)
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C474.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/C474.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C474.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\C474.TIF" \* MERGEFORMATINET
图10
答案 (1)BDE (2)
解析 (1)β衰变现象不能说明电子是原 ( http: / / www.21cnjy.com )子核的组成部分，A错误；一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子，而一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，只能辐射3种可能频率的光子中的一种，C错误．
(2)设碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1
由动量守恒定律得：mv0＝3mv1
碰撞后瞬间，长木板以v1反弹，最终两者的共同速度为v2
由动量守恒定律得：2mv1－mv1＝3mv2
对全过程由功能关系得：μmgl＝mv－mv
解得l＝.
10．如图11所示，一质 ( http: / / www.21cnjy.com )量m1＝0.45 kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2＝0.4 kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m0＝0.05 kg的子弹以水平速度v0＝100 m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ＝0.5，最终小物体以5 m/s的速度离开小车．g取10 m/s2.求：
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/540.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/540.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\540.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\540.TIF" \* MERGEFORMATINET
图11
(1)子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小．
(2)小车的长度．
答案 (1)4.5 N·s (2)5.5 m
解析 (1)子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：
m0v0＝(m0＋m1)v1
可解得v1＝10 m/s
对子弹由动量定理有：－I＝m0v1－m0v0
I＝4.5 N·s(或kg·m/s)
(2)三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：
(m0＋m1)v1＝(m0＋m1)v2＋m2v
设小车长为L，由能量守恒有：
μm2gL＝(m0＋m1)v－(m0＋m1)v－m2v2
联立并代入数值得L＝5.5 m
11．(1)氦4核的产生可以有多种 ( http: / / www.21cnjy.com )方式，其中一种是由氦3核与氘核结合而成，其核反应方程式是________；若质子、氘核、氦3核的质量分别为m1、m2和m3，该核反应产生核能为E，且以γ射线的形式释放，真空中光速用c表示，普朗克常量为h，则氦4核的质量m4＝________，γ射线的频率为________．
(2)如图12所示，静置 ( http: / / www.21cnjy.com )于光滑水平面上的光滑斜劈质量为M、倾角为θ(不超过30°)、高为H，一个质量为m的小球以一定的水平初速度v0(大小未知)从斜劈底端沿斜劈向上运动，在水平面与斜面连接处没有机械能损失．若斜劈固定时小球恰好可以冲到斜劈顶端，则不固定斜劈(斜面足够长)时，
INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/541.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../../../../2014/幻灯片/考前三个月/物理/通用/全书完整的Word版文档/541.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\541.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\0慧慧\\e\\2014\\幻灯片\\考前三个月\\物理\\通用\\全书完整的Word版文档\\541.TIF" \* MERGEFORMATINET
图12
①小球冲上斜劈后能达到的最大高度h为多少？
②小球能沿斜面上行多长时间？
答案 (1)He＋H→He＋H m2＋m3－m1－ (2)①H ②
解析 (2)①斜劈固定时，对小球沿斜劈上行的全过程，由动能定理得：－mgH＝0－mv
斜劈不固定时，小球冲上斜劈过程中系 ( http: / / www.21cnjy.com )统水平方向动量守恒，当小球在斜劈上达到最大高度h时，相对于斜劈静止，故它们有共同的水平速度v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v
由能量守恒定律得：mv＝(M＋m)v2＋mgh
联立解得：h＝H
②小球自斜劈底端上行至最大高度过程中，仅受重力mg与斜面支持力FN，由动量定理得：
在竖直方向：(mg－FNcos θ)t＝0
在水平方向：－FNsin θ·t＝mv－mv0
联立解得：t＝
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