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課練 43 一、選擇題 1．人從高處跳下，為更好地保護身體，雙腳觸地，膝蓋彎曲讓身體重心繼續(xù)下降．著地過程這樣做，可以減小(　　) A．人動量變化的時間　 B．人受到的沖量 C．人的動量變化量 D．人的動量變化率 答案：D 解析：膝蓋彎曲的過程叫緩沖，不能改變動量變化量和沖量，但是延長了作用時間，可以減小動量變化率，即減小作用力，答案選D. 2. 如圖所示，在光滑的水平面上放有一物體M，物體M上有一光滑的半圓弧軌道，軌道半徑為R，最低點為C，兩端A、B等高，現讓小滑塊m從A點由靜止開始下滑，在此后的過程中(　　) A．M和m組成的系統機械能守恒，動量守恒 B．M和m組成的系統機械能守恒，動量不守恒 C．m從A到C的過程中M向左運動，m從C到B的過程中M向右運動 D．m從A到B的過程中，M運動的位移為 答案：B 解析：M和m組成的系統機械能守恒，總動量不守恒，但水平方向動量守恒，A錯誤、B正確；m從A到C過程中，M向左加速運動，當m到達C處時，M向左速度最大，m從C到B過程中，M向左減速運動，C錯誤；在m從A到B過程中，有MxM＝mxm，xM＋xm＝2R，得xM＝2mR/(m＋M)，D錯誤． 3．[2019河北唐山模擬](多選)在研究某金屬的光電效應現象時，發(fā)現當入射光的頻率為ν時，其遏止電壓為U.已知普朗克常量為h，電子的電荷量為e，下列說法正確的是(　　) A．該金屬的截止頻率為ν－ B．該金屬的逸出功為eU－h(huán)ν C．增大入射光的頻率，該金屬的截止頻率增大 D．增大入射光的頻率，遏止電壓增大 答案：AD 解析：設該金屬的截止頻率為ν0，則有hν－h(huán)ν0＝eU，ν0＝ν－，故A正確；該金屬的逸出功W0＝hν0＝hν－eU，故B錯誤；該金屬的截止頻率只與材料本身有關，與入射光的頻率沒有關系，故C錯誤；根據hν－h(huán)ν0＝eU可知，增大入射光的頻率，遏止電壓增大，故D正確． 4．[2019貴陽清華中學月考]電子的發(fā)現是人類對物質結構認識上的一次飛躍，開創(chuàng)了探索物質微觀結構的新時代．下列關于電子的說法正確的是(　　) A．β射線是高速電子流，它的穿透能力比α射線和γ射線都弱 B．β衰變時原子核會釋放電子，說明電子也是原子核的組成部分 C．電子穿過晶體時會產生衍射圖樣，這證明了電子具有粒子性 D．湯姆孫發(fā)現不同物質發(fā)出的陰極射線的粒子比荷相同，這種粒子即電子 答案：D 解析：β射線是高速電子流，它的穿透能力比α射線強，比γ射線弱，選項A錯誤；β衰變時原子核會釋放電子，這是原子核內的中子轉化為質子時放出的，不能說明電子也是原子核的組成部分，選項B錯誤；電子穿過晶體時會產生衍射圖樣，這證明了電子具有波動性，選項C錯誤；湯姆孫發(fā)現不同物質發(fā)出的陰極射線的粒子比荷相同，這種粒子即電子，選項D正確． 5. [2019云南臨滄一中檢測]圖中畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應的能量E.處在n＝4的能級的1 200個氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子．若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，假定處在量子數為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數的，已知金屬鉀的逸出功為2.22 eV.則在此過程中發(fā)出的光子，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光子數為(　　) A．2 200 B．2 000 C．1 600 D．2 400 答案：C 解析：根據題中所給信息，處在量子數為4的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數的，即向量子數為2、3的激發(fā)態(tài)和基態(tài)各躍遷1 200＝400(個)，發(fā)出光子4003＝1 200(個)；同理，處在量子數為3的激發(fā)態(tài)的400(個)氫原子躍遷到量子數為2的激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數都是400＝200(個)，發(fā)出光子2002＝400(個)；處在量子數為2的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到基態(tài)的原子數是400＋200＝600(個)，發(fā)出光子600個．處在n＝4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時能發(fā)出不同光電子的數目為C＝6種，n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射的光子能量為0.66 eV，n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射的光子能量為1.89 eV，均小于2.22 eV，不能使金屬鉀發(fā)生光電效應，其他四種光子能量都大于2.22 eV.所以在此過程中能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光子數為1 200＋400＋600－400－200＝1 600(個)．故C正確． 6．[2019安徽滁州模擬]2017年，量子通信衛(wèi)星“墨子號”首席科學家潘建偉獲得“物質科學獎”．對于有關粒子的研究，下列說法正確的是(　　) A．在鈾核的裂變中，當鈾塊的體積小于“臨界體積”時，不能發(fā)生鏈式反應 B．當溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化 C．輕核聚變的過程質量增大，重核裂變的過程有質量虧損 D．比結合能小的原子核結合成(或分裂成)比結合能大的原子核時一定吸收能量 答案：A 解析：在鈾核的裂變中，當鈾塊的體積小于“臨界體積”時，不能發(fā)生鏈式反應，故A正確；半衰期由原子核內部因素決定，與溫度等環(huán)境因素無關，故B錯誤；裂變和聚變都有質量虧損，故C錯誤；比結合能小的原子核結合成(或分裂成)比結合能大的原子核時有質量虧損，釋放能量，故D錯誤． 7．[2019遼寧大連模擬]下列有關原子核和質能方程的說法，正確的是(　　) A．原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．愛因斯坦質能方程表明，在一定條件下質量可以轉化為能量 C．放射性元素發(fā)生β衰變時放出的是核外電子 D．兩個質子之間，不論距離如何，核力總是大于庫侖力 答案：A 解析：原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A正確；質能方程不能說明質量與能量可以相互轉化，故B錯誤；β衰變是原子核的衰變，與核外電子無關，β衰變時釋放的電子是由核內一個中子轉化成一個質子的同時釋放出來的，故C錯誤；核力屬于短程力，距離大到一定程度就變?yōu)榱?，因此并非核力總是大于庫侖力，故D錯誤． 8．[2018全國卷Ⅱ，17]用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810－19 J．已知普朗克常量為6.6310－34 Js，真空中的光速為3.00108 ms－1，能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為(　　) A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 答案：B 解析：由光電效應方程式得Ekm＝hν－W0，即W0＝hν－Ekm，而W0＝hνc，聯立解得νc＝ν－＝－≈81014 Hz，故B正確． 二、非選擇題 9．[2019南昌檢測]某同學用圖1所示裝置來驗證動量守恒定律，實驗時先讓小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下痕跡，重復10次；然后再把小球b靜置在斜槽軌道末端，讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下，和小球b相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．回答下列問題： (1)在安裝實驗器材時斜槽的末端應________． (2)小球a、b質量ma、mb的大小關系應滿足ma________mb，兩球的半徑應滿足ra________rb.(選填“>”、“<”或“＝”) (3)本實驗中小球落地點的平均位置距O點的距離如圖2所示，小球a、b碰后的平均落地點依次是圖2中的________點和________點． (4)在本實驗中，驗證動量守恒的式子是下列選項中的________． A．ma＝ma＋mb B．ma＝ma＋mb C．ma＝ma＋mb 答案：(1)保持水平　(2)>?。健?3)A　C　(4)B 解析：(1)小球離開軌道后應做平拋運動，所以在安裝實驗器材時斜槽的末端必須保持水平，才能使小球做平拋運動．(2)為防止在碰撞過程中入射小球被反彈，入射小球a的質量ma應該大于被碰小球b的質量mb.為保證兩個小球的碰撞是對心碰撞，兩個小球的半徑應相等．(3)小球a和小球b相碰后，根據動量守恒和能量守恒可知小球b的速度大于小球a的速度．由此可判斷碰后小球a、b的落點位置分別為A、C點．(4)小球下落高度一樣，所以在空中的運動時間t相等，若碰撞過程滿足動量守恒，則應有mav0＝mava＋mbvb，兩邊同時乘以時間t可得mav0t＝mavat＋mbvbt，即有ma＝ma＋mb，故選項B正確． 10．[2019武昌調研] 一光電管的陰極用極限波長為λ0的材料制成，將它連接在如圖所示的電路中，當用波長為λ的光照射陰極K(λ<λ0)，并調節(jié)滑動變阻器使光電管陽極A和陰極K之間的電勢差逐漸增大到U時，光電流達到飽和且飽和電流為I.則每秒內由陰極K發(fā)出的電子個數在數值上等于________，到達陽極A的電子的最大動能為________．(已知普朗克常量為h，真空中光速為c，元電荷的值為e) 如果陽極A和陰極K之間的電勢差U不變，僅將同種照射光的強度增到原來的三倍，則到達陽極A的電子的最大動能________(填“變大”、“不變”或“變小”)． 答案：　hc＋eU　不變 解析：由于I＝，所以每秒內由陰極K發(fā)出的電子個數在數值上等于.到達陽極A的電子最大初動能：Ekm＝h－h(huán)＋eU.若不改變陽極與陰極之間的電勢差，僅將同種照射光的強度增加到原來的三倍，因為照射光的頻率不變，故到達陽極的電子最大動能不變． 11．[2019江蘇泰州中學模擬]在微觀領域，動量守恒定律和能量守恒定律依然適用．在輕核聚變的核反應中，兩個氘核(H)以相同的動能E0做對心碰撞，該反應中釋放的核能為ΔE，假設釋放的核能全部轉化為氦核(He)和另一種粒子的動能． (1)寫出核反應方程式． (2)在上述輕核聚變的核反應中生成的氦核和另一種粒子的動能各是多少？ 答案：(1)2H→He＋n或H＋H→He＋n (2)(2E0＋ΔE)　(2E0＋ΔE) 解析：(1)核反應方程為2H→He＋n或H＋H→He＋n. (2)根據核反應中系統的能量守恒，有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE， 根據核反應中系統的動量守恒，有pHe－pn＝0，由Ek＝可知＝＝，解得EkHe＝(2E0＋ΔE)，Ekn＝(2E0＋ΔE)． 12．用質子轟擊鋰核Li，生成2個α粒子，已知質子的初動能是E＝0.6 MeV，質子、α粒子和鋰核的質量分別為mH＝1.007 3 u，mα＝4.001 5 u，mLi＝7.016 0 u，試回答： (1)寫出核反應方程． (2)核反應前后發(fā)生的質量虧損？ (3)核反應中釋放的能量為多少？ (4)若核反應釋放的能量全部用來增加兩個α粒子的總動能，則求核反應后兩個α粒子具有的總動能． 答案：(1)H＋Li→2He　(2)0.020 3 u (3)18.909 45 MeV　(4)19.509 45 MeV 解析：(1)根據質量數守恒、電荷數守恒得 H＋Li→2He. (2)質量虧損： Δm＝mLi＋mH－2mα ＝7.016 0 u＋1.007 3 u－24.001 5 u＝0.020 3 u. (3)由愛因斯坦質能方程得 ΔE＝0.020 3931.5 MeV＝18.909 45 MeV. (4)根據題意得Ek＝E＋ΔE ＝0.6 MeV＋18.909 45 MeV＝19.509 45 MeV.