2020届高三第二轮复习试题分类汇编——原子物理
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2020届高三第二轮复习试题分类汇编——原子物理
原子物理
1、〔1〕请完成以下核反应方程：23592U+10n→14456Ba+8936Kr+
〔2〕如下图，物体A、B的质量分不是kgmkgm0.60.421和，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动，在t=0.5s时刻与物体A相碰，碰后赶忙与A粘在一起不再分开。物体C的v – t图象如下图。试求：
①物块C的质量m3；
②在5.0s到15s的时刻内物块A的动量变化的大小和方向。
〔1〕3n10………………………………………………………………………………2分
〔2〕①依照图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：v1=6m/s
相碰后的速度为：v2=2m/s
依照定量守恒定律得：23113)(vmmvm………………………………………2分
解得：m3=2.0kg………………………………………………………………………1分
②规定向左的方向为正方向，在第5.0s和第15s末物块A的速度分不为：
v2=2m/s，v3=－2m/s
因此物块A的动量变化为：smkgvvmP/16)(231………………1分
即在5.0s到15s的时刻内物块A动量变化的大小为：16kg·m/s……………1分
方向向右……………………………………………………………………………1分
2、〔1〕美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采纳铜和半衰期长达100年的放射性同位素镍63〔Ni6328〕两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生一次衰变变成铜〔Cu〕，同时开释电子给铜片，把镍63和铜片做电池两极．那么镍63的衰变方程是 ，铜片是该电池的 〔选填〝正极〞或〝负极〞〕．
〔2〕如下图，平板车B的质量为3.0kg，以4.0m/s的速度在光滑水平面上向右运动．质量为1.0kg 的物体A被轻放到车的右端，设物体与车内表面间的动摩擦因数为0.25．求：
①假如平板车足够长，那么平板车最终速度多大？物体
在车内滑动的时刻是多少？
②要使物体不从车内掉下，车至少要有多长？
〔1〕Ni6328→e01＋Cu6329 ，负极 〔4分〕
〔2〕解：①设物体与车相对静止时的速度为v，物体运动的加速度为a，在车内滑动的时刻是t，那么
Mv0＝〔M＋m〕v 〔1分〕
A
B v0 mgma 〔1分〕
vat
代入数据解得 v＝3.0m/s 〔1分〕
t＝1.2s 〔1分〕
②设物体相关于车滑动的距离为s
由能量守恒得 μmgs＝21Mv02－21〔M＋m〕v2 〔1分〕
代入数据得 s＝2.4m 〔1分〕
3、钚的同位素离子23994Pu发生衰变后生成铀(U)的一个同位素离子，同时放出能量为E=0.09MeV的光子．从静止的钚核中放出的粒子在垂直通过正交的匀强电场和匀强磁场时做匀速直线运动．匀强电场的电场强度为E=2.22 104N／C，匀强磁场的磁感应强度为B=2.00410T．(普朗克恒量h=6.633410J•s，真空中的光速为c=3108m／s，电子电量为e =1.61910C)．求：
(1)写出该核反应方程式；
(2)该光子的波长；
(3)放出的粒子的速度大小；
(4)假设不计光子的动量，求粒子和铀核的动能之比。
4、用中子轰击锂核〔63Li〕发生核反应，生成氚核和粒子，并放出4.8MeV的能量
〔1〕写出核反应方程；
〔2〕设放出的能量全部由质量亏损获得，试求质量亏损为多少kg？
〔3〕假设放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，且它们的动量等值反向，求粒子的动能为多少MeV？
5、〔1〕在汤姆孙发觉电子后，关于原子中正负电荷的分布的咨询题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在专门小的空间范畴内，电子绕正电荷旋转。此模型称原子的有核模型。最先提出原子有核模型的科学家是________________.
他所依照的实验是________________________. (2) 写出以下两个核反应的反应方程
2713Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子。__________________________
α粒子轰击147N(氮核)放出一个质子。__________________________
(3) 质量分不为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分不以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。求：第一次碰后m1球的速度。
解析：
(1) 卢瑟福 α粒子散射实验 〔每空1分〕
〔2〕2713Al +42He3015P +10n (1分)
147N +42He178O +11H 〔1分〕
〔3〕依照动量守恒定律得：/22/11/22/112211vmvmvmvmvmvm
解得：12211/12mvmvmv 〔方程每个2分，结果2分〕
6、镭〔Ra〕是历史上第一个被分离出来的放射性元素，Ra22688能自发地放出α凿子而变成新核Rn，Ra22688的质量为M1=3.7533×10－25kg，新核Rn的质量为M2=3.6867×10－25kg，α粒子的质量为m=6.6466×10－27kg，现有一个静止的Ra22688核发生α衰变，衰变后α粒子的速度为3.68×105m/s，求〔运算结果保留两位有效数字〕.
〔1〕写出该核反应的方程；
〔2〕此反应过程中放出的能量；
〔3〕反应后新核Rn的速度大小.
解：〔1〕RnHeRa222864222688
〔2〕JcmMMmcE122212102.1)(
〔3〕022mvvM……………………………………………………①
smMmvv/106.6/322…………………………………………②
评分意见：〔1〕2分；〔2〕3分；〔3〕3分，①式2分，②式1分
7、〔1〕假如大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出 种频率的光.
其中波长最长的光是从n= 到n= 的能级跃迁时发出的.
〔2〕如图甲所示，物体A、B的质量分不是6kg和10kg，用轻弹簧相连放v1 v2
m1 m2
在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙壁接触，另有一物体C从t=0时刻起水平向左运动，在t=3s时与物体A相碰，并赶忙与A有相同的速度一起向左运动. 物块C的速度一时刻图象如图乙所示. 求：
①物块C的质量.
②弹簧压缩过程中系统具有的最大弹性势能.
解：
〔1〕10，5，4.〔每空1分〕
〔2〕①由图象知，VC=6m/s，VAC=2m/s〔2分〕
依照动量守恒定律：ACCACCVmmVm)( 〔1分〕
∴mC=3kg〔1分〕
②A、C压缩弹簧的过程中，动能转化为弹性势能，
那么JJVmmEACCAPm182)36(21)(2122〔2分〕
8、如图甲所示，质量1Bmkg，的平板小车B在光滑水平面上以ν1=1m／s的速度向左匀速运动．当t=0时，质量mA=2kg的小铁块A以ν2=2m／s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2．假设A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g=10m／s2，求：
(1) A在小车内停止运动时，小车的速度大小
(2) 在图乙所示的坐标纸中画出1.5s内小车B运动的ν—t图象．
9、如下图，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T，MN是磁场的左边界。在磁场中的A点有一静止镭核)(22688Ra，A距MN的距离OA=1.00m。D是放置在MN边缘的粒子接收器，OD=1.00m。Ra22688 发生放射性衰变，放出某种x粒子后变为一氡)(22686Rn，接收器D接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x。衰变过程开释的能量全部转化为两新核的动能。
〔1〕写出上述过程中的衰变方程〔衰变方程必须写出x的具体符号〕。
〔2〕求该镭核在衰变为氡核和x粒子时开释的能量。〔保留三位有效数字，电子电荷量e=1.60×10-19C,1u可近似取1.6×10-27kg〕
〔1〕HeRnRa422228622688〔2分〕
〔2〕依照题意可知，a粒子在磁场中做原半径R=1.06m,设a粒子的速度为v1带电量为g，
质量为m那么有RvmBqv211〔1分〕
19191060.100.1500.01060.12qBRpkg·m/s
a粒子的动能12211000.22mpEJ〔1分〕
镭核衰变满足动量守恒，设氡核的质量为M，速度为v2有021Mvmv〔2分〕
氡核能的动能122221EMmMvE〔1分〕
镭核衰变时开释的能量121211004.2)1(EMmEEEJ〔1分〕
10、关于〝原子核组成〝的研究，经历了一些重要时期，其中：
〔1〕1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核从而发觉了质子，其核反应方程为______________。
〔2〕1932年，理查威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打处了一些氢核〔质子〕和氮核，测量处被打出的氮核和氢核的速度，并由此推算处这种粒子的质量而发觉了中子。
理查威克认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而能够忽略不计；被碰出的氢核、氮核之因此会具有不同的速率是由于碰撞的情形不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果。实验中测得被碰氢核的最大速度为73.3010/HVms，被碰氮核的最大速度为64.5010/NVms；14NHmm。
请你依照理查威克的实验数据，推导中性粒子〔中子〕的质量m与氢核的质量Hm的关系？〔保留三位有效数字〕
