2013-2014学年高考物理大二轮复习：选修3-5 动量守恒和原子结构、原子核（解析版）

一、简答题

1. 难度：中等

(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是(　　)

A．γ射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的

B．居里夫妇最先发现了天然放射现象

C．原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起

D．结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原子核的质量

(2)某同学用如图所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下．落地点为P，第二次让小球a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞．a、b球的落地点分别是M、N，各点与O的距离如图；该同学改变小球a的释放位置重复上述操作．由于某种原因他只测得了a球的落地点P′、M′到O的距离分别是22.0 cm、10.0 cm.求b球的落地点N′到O的距离．

　

2. 难度：中等

(1)下列说法正确的是(　　)

A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律

B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流

C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子

D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关

(2)如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v₀沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并黏合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v₀.求弹簧释放的势能．

3. 难度：中等

(1)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列说法正确的有(　　)

A．上述裂变反应中伴随着中子放出

B．铀块体积对链式反应的发生无影响

C．铀核的链式反应可人工控制

D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

(2)如图所示，在高为h＝5 m的平台右边缘上，放着一个质量M＝3 kg的铁块，现有一质量为m＝1 kg的钢球以v₀＝10 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰后被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为x＝2 m．已知铁块与平台之间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度为g＝10 m/s²，已知平台足够长，求铁块在平台上滑行的距离l(不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点)．

4. 难度：中等

(1)下列说法正确的是(　　)

A．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率

B. Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量

C．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的

D．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大

(2)某宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为m_A＝0.1 kg、m_B＝0.2 kg的小球A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A粘连，另一端与小球B接触而不粘连．现使小球A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v₀＝0.1 m/s做匀速直线运动，如图所示．过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动．从弹簧与小球B刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0 s，两球之间的距离增加了x＝2.7 m，求弹簧被锁定时的弹性势能E_p.

5. 难度：中等

(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．

A．速度      B．动能      C．动量      D．总能量

(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He^＋)的能级图如图所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He^＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．

(3)如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向．

　

6. 难度：中等

(1)如图给出氢原子最低的4个能级，一群氢原子处于量子数最高为4的能级，这些氢原子跃迁所辐射的光子的频率最多有________种，其中最小频率为________，要使基态氢原子电离，应用波长为________的光照射氢原子(已知h＝6.63×10^－34 J·s)．

(2)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5 m/s时，停止拉绳．

①人在拉绳过程做了多少功？

②若人停止拉绳后，至少应以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？