动量、波粒二象性、原子结构和原子核检测题A组一、本题共 12小题，每小题 4分，共 48分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得 4分，选不全的得 2分，有选错或不答的得 0分.1下列叙述中符合物理史实的是：（ ）A.汤姆孙发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说B.卢瑟福做了 粒子散射实验，并据此了解了原子核的组成C.约里奥.居里夫妇用 粒子轰击铝核，发现了中子和正电子D.贝克勒尔首先发现了天然放射现象，揭开了人类认识原子核结构的序幕2.下列说法正确的是：（ ）A.动量为零时，物体一定处于平衡状态B.动能不变，物体的动量一定不变C.物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变D.物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动3如图所示，箱子放在水平地面上，箱内有一质量为 m的铁球以速度 v向左壁碰去，来回碰几次后停下来，而箱子始终静止，则整个过程中：（ ）A铁球对箱子的冲量为零B铁球和箱子受到的冲量大小相等C箱子对铁球的冲量为 ，向右D摩擦力对箱子的冲量为 ，向右4.一辆小车静止在光滑水平面上，A、B 两人分别站在车的左右两端。当两人同时相向运动时：（ ） A若小车不动，两人速率一定相等 B若小车向左运动，A 的速率一定比B的小 C若小车向左运动，A 的动量一定比 B的大 D若小车向左运动，A 的动量一定比 B的小5. 关于光电效应，以下说法正确的是：（ ）A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D.用频率是 的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是 的黄光照射该金属一定不发生光电效应6.欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是：（ ）A.用 10.2 eV的光子照射 B.用 11 eV的光子照射C.用 14 eV的光子照射 D.用 11 eV的光子碰撞7.关于光的波粒二象性，下列说法正确的是：（ ）A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同一种波C.光的波动性是由光子间的相互作用形成的D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，光子能量 ， 仍表示的是波的特性8. 粒子散射实验中，使 粒子散射的原因是：（ ）A. 粒子与原子核外电子碰撞 B. 粒子与原子核发生接触碰撞C. 粒子发生明显衍射 D. 粒子与原子核的库仑斥力作用9. 根据玻尔理论，在氢原子中，量子数 n越大，则：（ ）A.电子轨道半径越小 B.核外电子运动速度越小C.原子能级的能量越小 D.电子的电势能越大10. 如图所示为氢原子的能级图，若用能量为 12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则 ：（ ）A.氢原子能从基态跃迁到 n=4的激发态上去B.有的氢原子能从基态跃迁到 n=3的激发态上去C.氢原子最多能发射 3种波长不同的光D.氢原子最多能发射 6种波长不同的光11. 原子弹和氢弹的制造原理是：（ ）A.都是依据重核的裂变B.都是依据轻核的聚变C.原子弹是根据轻核聚变，氢弹是根据重核裂变D.原子弹是根据重核裂变，氢弹是根据轻核聚变12. 下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是：（ ）A. + +XB. + +XC. + +2 +X D. +X二、本题共 3小题，共 16分，把答案填在题中的横线上.13质量 m=4kg的物体 A，在与水平成 30角的推力作用下保持静止，已知 F=5N，作用时间 t=3s，则力 F的冲量 I1= Ns，地面对 A的支持力的冲量 I2= Ns，A 受的合外力冲量 I3= Ns。（g=10m/s 2）（每空 2分）14. （1）完成核反应方程： + .（该空 2分）（2） 衰变为 的半衰期是 1.2 min，则 64 g 经过 6 min还有 g尚未衰变.（该空 4分）15. 在绿色植物的光合作用中，每放出一个氧分子要吸收 8个波长为 6.6810-7 m的光子，同时每放出 1 mol氧气，植物储存 469 kJ的能量.则绿色植物能量转化效率为 （普朗克常量 h=6.6310-34 Js）.（该空 4分）三、本题 5小题，共 36分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16. （7 分）氢原子的核外电子处于第三轨道上，当它向能级较低的轨道跃迁时，放出光子，则放出光子的最长波长和最短波长之比是多少？ 17. （6 分） 一个中子轰击铀核（ ）可裂变生成钡（ ）和氪（ ）.已知 、 、 和中子的质量分别是 235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u 和1.008 7 u.写出铀裂变反应方程，并计算一个 裂变时放出的能量为多少 MeV。18. （7 分） 一人坐在静止于冰面的小车上，人与车的总质量 M=70 kg，当它接到一个质量 m=20 kg、以速度 v0=5 m/s迎面滑来的木箱后，立即以相对于自己 =5 m/s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出，不计冰面阻力.则小车获得的速度是多大？19（6 分）某一核反应的模型中质量为 、速度为 的粒子与一个静止的质量为 M的原子核碰撞后结合为一体，又迅速发生变化而放出质量为 、速度为 的另一个粒子，此粒子的速度 与 反方向，则余下的反冲核的反冲速度为多少？20（10 分）如图所示，质量分别为 mA=0.5 kg、m B=0.4 kg的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面上，质量为 mC=0.1 kg的木块 C以初速 vC0=10 m/s滑上 A板左端，最后木块C和 B板相对静止时的共同速度 vCB=1.5 m/s.求：（1）A 板最后的速度 vA；（2）C 木块刚离开 A板时的速度 vC.答案与解析1.D解析： 汤姆生发现了电子，提出了“枣糕式”原子模型，故 A错。卢瑟福根据 粒子散射实验，提出了“核式”原子结构模型，故 B错。约里奥居里夫妇用 粒子轰击铝核，发现了人工放射性同位素，故 C错。2.D解析：动量是状态量，动量为零，说明此刻速度为零，但不一定处于平衡状态，处于平衡状态是合外力为零，故 A错误；动能不变说明速度的大小不变，但方向可能改变，动量可能改变，故 B错误；合外力大小不变，如匀速圆周运动，动量大小不变，仅方向改变，故 C错误；D 选项如平抛运动，故答案选 D。3.CD解析：铁球的动量变化为 ,方向向右,所以箱子对铁球的冲量为 ,向右,铁球对箱子的冲量是摩擦力给的,故 CD选项正确.4.C解析:A、B 两人 小车组成的系统总动量守恒 取向右为正方向 则有 I a-Ib+I 车 =0 （I 为动量） 若小车不动 只能说明 A，B 动量大小相等 速率的大小还与 AB质量有关 若小车向左运动 I a =Ib+I 车 I aIb 即 A的动量大于 B 故 A，B，D 错 选 C5.C解析：光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，故 A选项错误；光电流强度与入射光的强度有关，故 B选项错误；若用频率是 的绿光照射某金属发生了光电效应，说明绿光的频率比金属的极限频率大，但频率较低的黄光也可能发生光电效应，故 D选项错误。答案 C6.ACD解析：由玻尔理论的跃迁假设可知，氢原子在各能级间，只能吸收能量值刚好等于两能级之差的光子.由氢原子能级关系不难算出，10.2 eV 刚好为氢原子 n=1和 n=2的两能级之差，而 11 eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因而氢原子只能吸收前者被激发，而不能吸收后者.对 14 eV的光子，其能量大于氢原子电离能，足可使“氢原子”电离，而不受氢原子能级间跃迁条件限制.由能的转化和守恒定律不难知道，氢原子吸收14 eV的光子电离后产生的自由电子仍具有 0.4 eV的动能.另外，用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地为氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可使氢原子激发，故正确选项为 ACD.7. D解析：光的波粒二象性是光的本质属性8. D解析： 粒子发生散射是由于原子中心有一个原子核，原子核带正电，与 粒子间的库仑斥力致使 粒子发生散射，故选 D。9.BD解析：量子数 n越大，能量越小，半径越大，势能越大，动能越小，故 BD正确10.AD解析：因为 12.75 eV正好是 14 的能级差，因此氢原子跃迁到 n=4的激发态上去，当氢原子在 n=4的激发态时，可发射 6种波长不同的光，故 AD选项正确。11.D解析：原子弹是根据重核裂变，氢弹是根据轻核聚变12.AC解析：根据电荷数守恒，质量数守恒可知，AC 中的“X”表示中子，B 中的“X”表示质子，D 中的“X”表示电子。故选项 AC正确。13I 1= 15 Ns，I 2= 127.5 Ns，I 3= 0 Ns。14. （1） + 。（2） 2 g15. 33% 解析：吸收的能量为 E=8NAh =86.010236.6310-34 J=1.43106 J则能量转化效率为= 100%= 100%=33%.16. 解析：氢原子从第三轨道跃迁到第二轨道时，放出光子的能量最小，波长最长：h =E3-E2=-氢原子从第三轨道跃迁到第一轨道时，放出光子的能量最大，波长最短：h由以上方程得：即放出光子的最长波长和最短波长之比是 325.17. 解析：本题考查核反应方程及质能方程的应用.核反应方程为 + + +3由质能方程得放出的能量为E=mc 2=200.55 MeV18. 2.2解析：设推出木箱后小车的速度为 v，此时木箱相对地面的速度为（ v），由动量守恒定律得mv 0=Mvm（ v）v= = m/s=2.2 m/s.19. 解析：由动量守恒定律得mv 0=（Mm om）V xmvV x20.解析： C 在 A上滑动的过程中，A、B、C 组成系统的动量守恒，则m CvC0=mCvC+（m A+mB）v AC 在 B上滑动时，B、C 组成系统的动量守恒，则m CvC+mBvA=（m C+mB）v CB解得 vA=0.5 m/s，v C=5.5 m/s.B组一、选择题(每小题 3分，共 30分，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得 3分，选不全的得 2分，有选错或不答的得 0分。)1.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是：（ ）A一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C质量为 10-3kg、速度为 10-2m/s的小球，其德布罗意波长约为 10-23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同2.如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是：（ ）最容易表现出衍射现象的光是由能级跃到能级产生的频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的这些氢原子总共可辐射出种不同频率的光用能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为 6.34的金属铂能发生光电效应。3.氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为 和 ，且 ,则另一个波长可能是：（ ）A