2014高考物理考前押题：动量守恒定律原子结构和原子核

1．(1)如图6－14－12所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光
照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是

(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　
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图6－14－12
A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小
B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝
5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的
(2)静止的锂核Li俘获一个速度为8.0×106
m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核He，它的速度大
小是8.0×106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相同．
①完成此核反应的方程式；
②求反应后产生的另一个粒子的速度大小和方向；
③通过计算说明此反应过程中是否发生了质量亏损．
解析　(1)增大a光的强度，从金属板飞出的光电子增多，金属板带电荷量增大，验电器
的指针偏角一定增大，选项A错误；a光照射金属板时，光电子从金属板飞出，金属板带
正电，验电器的金属小球带正电，选项B错误；经分析，a光在真空中的频率大于b光在真
空中的频率，故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项C正确；氢原子跃迁，
因为|E4－E1|>|E5－E2|，故选项D正确．
(2)①核反应方程式为
Li＋n―→He＋H.
②用v1、v2和v3分别表示中子(n)、氦核(He)和氚核(H)的速度，以中子的速度方向为正方
向，根据动量守恒定律有：m1v1＝m2v2＋m3v3，代入数据，解得：v3＝－8.0×106 m/s
即反应后生成的氚核的速度大小为8.0×106 m/s，方向与反应前中子的速度方向相反．
③反应前粒子的总动能为Ek1＝m1v
反应后粒子的总动能为
Ek2＝m2v＋m3v
经过计算可知Ek2>Ek1，故反应中发生了质量亏损．
答案　(1)CD
(2)①Li＋n―→He＋H
②8.0×106 m/s　方向与反应前中子的速度方向相反
③发生了质量亏损
2．(1)下列说法正确的是________．
A．根据E＝mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系
B．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处
C．一群氢原子从n＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子
D．已知能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属
时，光电子的最大初动能为2hν0
(2)如图6－14－13，车厢的质量为M，长度为L，静止在光滑水平面上，质量为m的木块(
可看成质点)以速度v0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度向左
运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？
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图6－14－13
解析　(1)根据E＝mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系，A对；在
单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子落在的位置是不确定的，B错；
一群氢原子从n＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率的光子，C错；能使某
金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最
大初动能为Ekm＝2hν0－hν0＝hν0，D错．
(2)木块和车厢组成的系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢的速度为v′
mv0＝Mv′－m，得v′＝，方向向右，设t时间后木块将与后车壁相碰，
则v′t＋t＝L
t＝＝
答案　(1)A　(2)
3．(2013·江苏卷，12C)(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
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图6－14－14
(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图6－14－14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6－14－15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．
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图6－14－15
解析　(1)根据德布罗意波长公式p＝，因此选C；(2)根据玻尔原子理论，量子数n越小，
轨道越靠近原子核，所以n＝3比n＝5的轨道离原子核近，大量处于n＝4激发态的原子跃
迁一共有6种情形，即产生6条谱线．(3)以空间站为参考系，据动量守恒定律
：(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB，解得vB ＝0.02 m/s，远离空间站方向．
答案　(1)C　(2)近　6　(3)0.02 m/s　远离空间站方向
4．(1)已知氢原子的能级为：E1＝－13.60 eV，E2＝－3.40 eV，E3＝－1.51
eV，E4＝－0.85 eV，现用光子能量介于10.00～12.70
eV之间的某单色光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是________．
A．该照射光的光子可能会被处于基态的氢原子吸收
B．该照射光的光子一定会被吸收
C．若可以吸收该光子，则可判断激发后的氢原子发射不同能量的光子最多有3种
D．若可以吸收该光子，则可判断激发后的氢原子发射不同能量的光子最多有6种
(2)如图6－14－16所示，AB为一光滑水平横杆，杆上套一质量为M的圆环，环上系一长为
L质量不计的细绳，细绳的