动量守恒定律原子结构和原子核(含)分析报告.doc

第14讲　 动量守恒定律　原子结构和原子核 1．(2015·浙江高考信息优化卷四) (1)原子核的比结合能与核子数的关系如图6－14－11所示．核子组合成原子核时(　　) 图6－14－11 A．小质量数的原子核质量亏损最大 B．中等质量数的原子核质量亏损最大 C．大质量数的原子核质量亏损最大 D．不同质量数的原子核质量亏损相同 (2)在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向________(填“相反”或“相同”)，碳核的动量________(填“大于”“等于”或“小于”)碰后中子的动量． (3)氢原子的能级如图6－14－12所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字． 图6－14－12 解析　(2)根据动量守恒定律有mnvn＝－mnvn′＋mCvC可以判断碳核运动方向与后来中子运动方向相反，碳核动量大于碰后中子的动量． (3)E3－E1＝hν 解得ν＝2.9×1015 Hz n＝4向n＝1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程 Ek＝(E4－E1)－(E3－E1) 得Ek＝0.66 eV 答案　(1)B　(2)相反　大于 (3)2.9×1015 Hz　0.66 eV 2．(1)(多选)下列说法中正确的是(　　) A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变 C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子 D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型 (2)在某次军事演习中，载有鱼雷的快艇总质量为M，以速度v匀速前进，现沿快艇前进的反方向发射一颗质量为m的鱼雷后，快艇速度增为原来的倍，若不计水的阻力，求鱼雷相对静水的发射速度为多大． 解析　(1)β衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C＝3种不同频率的光子，而一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C选项错误；卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确． (2)取快艇初速度的方向为正方向，由动量守恒定律有 Mv＝(M－m)v－mv′ 解得v′＝ 答案　(1)BD　(2) 3．(2015·浙江高考信息优化卷五) (1)下列说法中正确的是(　　) A．阴极射线来源于原子核 B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说 C．在α粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短 (2)核航母是以核反应堆为动力装置的航空母舰，能提供几乎无限制的航行能力．核方程U＋n―→Ba＋Kr＋yX是核反应中的一种，其中X为待求粒子，y为X的个数，则X是________(填“质子”“中子”或“电子”)，y＝________(填数字)． (3)如图6－14－13所示，物体A静止在光滑水平面上，其左端固定轻质弹簧，物体B以速度v0＝4.0 m/s沿水平方向向物体A运动，并通过弹簧与物体A发生相互作用．设A、B两物体的质量均为m＝2 kg，求物体A速度为1 m/s时弹簧的弹性势能． 图6－14－13 解析　(1)阴极射线是自由电子，并非来源于原子核，A错；爱因斯坦提出了光子说，B项错；一束光照到某种金属上不能发生光电效应是由于频率太小，即波长太长，D项错；卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型，C项对． (2)根据质量数和电荷数守恒可判断X是中子，y＝3. (3)根据动量守恒定律mv0＝mv1＋mv2 解得v2＝3 m/s 弹簧弹性势能EP＝mv－mv－mv 解得EP＝6 J 答案　(1)C　(2)中子　3　(3)6 J 4．(2015·浙江高考信息优化卷十四) (1)(多选)放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置．其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素．电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表： 同位素 90Sr 210Po 238Pu 射线 β α α 半衰期 28年 1