2014高考物理考前押題：動量守恒定律原子結構和原子核

1．(1)如圖6－14－12所示，用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發現當a光
照射時驗電器的指針偏轉，b光照射時指針未偏轉，以下說法正確的是

(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　
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圖6－14－12
A．增大a光的強度，驗電器的指針偏角一定減小
B．a光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負電
C．a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長
D．若a光是氫原子從n＝4的能級向n＝1的能級躍遷時產生的，則b光可能是氫原子從n＝
5的能級向n＝2的能級躍遷時產生的
(2)靜止的鋰核Li俘獲一個速度為8.0×106
m/s的中子，發生核反應后若只產生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核He，它的速度大
小是8.0×106 m/s，方向與反應前的中子速度方向相同．
①完成此核反應的方程式；
②求反應后產生的另一個粒子的速度大小和方向；
③通過計算說明此反應過程中是否發生了質量虧損．
解析　(1)增大a光的強度，從金屬板飛出的光電子增多，金屬板帶電荷量增大，驗電器
的指針偏角一定增大，選項A錯誤；a光照射金屬板時，光電子從金屬板飛出，金屬板帶
正電，驗電器的金屬小球帶正電，選項B錯誤；經分析，a光在真空中的頻率大于b光在真
空中的頻率，故a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長，選項C正確；氫原子躍遷，
因為|E4－E1|>|E5－E2|，故選項D正確．
(2)①核反應方程式為
Li＋n―→He＋H.
②用v1、v2和v3分別表示中子(n)、氦核(He)和氚核(H)的速度，以中子的速度方向為正方
向，根據動量守恒定律有：m1v1＝m2v2＋m3v3，代入數據，解得：v3＝－8.0×106 m/s
即反應后生成的氚核的速度大小為8.0×106 m/s，方向與反應前中子的速度方向相反．
③反應前粒子的總動能為Ek1＝m1v
反應后粒子的總動能為
Ek2＝m2v＋m3v
經過計算可知Ek2>Ek1，故反應中發生了質量虧損．
答案　(1)CD
(2)①Li＋n―→He＋H
②8.0×106 m/s　方向與反應前中子的速度方向相反
③發生了質量虧損
2．(1)下列說法正確的是________．
A．根據E＝mc2可知物體所具有的能量和它的質量之間存在著簡單的正比關系
B．在單縫衍射實驗中，假設只讓一個光子通過單縫，則該光子不可能落在暗條紋處
C．一群氫原子從n＝3的激發態向較低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子
D．已知能使某金屬發生光電效應的極限頻率為ν0，則當頻率為2ν0的單色光照射該金屬
時，光電子的最大初動能為2hν0
(2)如圖6－14－13，車廂的質量為M，長度為L，靜止在光滑水平面上，質量為m的木塊(
可看成質點)以速度v0無摩擦地在車廂底板上向右運動，木塊與前車壁碰撞后以速度向左
運動，則再經過多長時間，木塊將與后車壁相碰？
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圖6－14－13
解析　(1)根據E＝mc2可知物體所具有的能量和它的質量之間存在著正比關系，A對；在
單縫衍射實驗中，假設只讓一個光子通過單縫，則該光子落在的位置是不確定的，B錯；
一群氫原子從n＝3的激發態向較低能級躍遷，最多可放出3種頻率的光子，C錯；能使某
金屬發生光電效應的極限頻率為ν0，則當頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，光電子的最
大初動能為Ekm＝2hν0－hν0＝hν0，D錯．
(2)木塊和車廂組成的系統動量守恒，設向右為正方向，碰后車廂的速度為v′
mv0＝Mv′－m，得v′＝，方向向右，設t時間后木塊將與后車壁相碰，
則v′t＋t＝L
t＝＝
答案　(1)A　(2)
3．(2013·江蘇卷，12C)(1)如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的
________也相等．
A．速度 B．動能 C．動量 D．總能量
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圖6－14－14
(2)根據玻爾原子結構理論，氦離子(He＋)的能級圖如圖6－14－14所示．電子處在n＝3
軌道上比處在n＝5軌道上離氦核的距離________(選填“近”或“遠”)．當大量He＋處在n＝
4的激發態時，由于躍遷所發射的譜線有________條．
(3)如圖6－14－15所示，進行太空行走的宇航員A和B的質量分別為80 kg和100
kg，他們攜手遠離空間站，相對空間站的速度為0.1
m/s.A將B向空間站方向輕推后，A的速度變為0.2 m/s，求此時B的速度大小和方向．
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圖6－14－15
解析　(1)根據德布羅意波長公式p＝，因此選C；(2)根據玻爾原子理論，量子數n越小，
軌道越靠近原子核，所以n＝3比n＝5的軌道離原子核近，大量處于n＝4激發態的原子躍
遷一共有6種情形，即產生6條譜線．(3)以空間站為參考系，據動量守恒定律
：(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB，解得vB ＝0.02 m/s，遠離空間站方向．
答案　(1)C　(2)近　6　(3)0.02 m/s　遠離空間站方向
4．(1)已知氫原子的能級為：E1＝－13.60 eV，E2＝－3.40 eV，E3＝－1.51
eV，E4＝－0.85 eV，現用光子能量介于10.00～12.70
eV之間的某單色光去照射一群處于基態的氫原子，則下列說法中正確的是________．
A．該照射光的光子可能會被處于基態的氫原子吸收
B．該照射光的光子一定會被吸收
C．若可以吸收該光子，則可判斷激發后的氫原子發射不同能量的光子最多有3種
D．若可以吸收該光子，則可判斷激發后的氫原子發射不同能量的光子最多有6種
(2)如圖6－14－16所示，AB為一光滑水平橫桿，桿上套一質量為M的圓環，環上系一長為
L質量不計的細繩，細繩的

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