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第1部分 专题六 第3讲对应学生用书 课时过关(十五) 第165页非选择题1．导学号：82460435(2015甘肃一诊)(1)科学家________通过α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型；科学家玻尔在此基础上又进行了一系列量子化的假设，从而可以完美地解释氢原子的发光现象．根据玻尔理论，当大批氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级时，氢原子最多能发出______种频率的光(电磁波)．(2)如图所示，质量均为m 的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m 的工人站在小车上用力向右迅速推出木箱后，木箱相对于冰面运动的速度大小为v ，木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后被工人接住，求整个过程中工人对木箱做的功．解析：(1)根据物理学史，科学家卢瑟福通过α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型；当大批氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级时，最多能发出n ×(n －1)2＝4×(4－1)2＝6种频率的光子． (2)以向左为正，由动量守恒定律可得推出木箱过程中(m ＋2m )v 1－m v ＝0接住木箱过程中m v ＋(m ＋2m )v 1＝(m ＋m ＋2m )v 2工人对木箱做功为W ，则W ＝12m v 22解得W ＝18m v 2答案：(1)卢瑟福 6 (2)18m v 22．导学号：82460436(2015云南检测)(1)(多选)在下列叙述中，正确的是________．A ．光电效应现象说明光具有粒子性B ．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损C ．玛丽居里最早发现了天然放射现象D．若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应E．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均减小(2)如图所示，光滑的杆MN水平固定，物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，A通过长度为L的轻质细绳与物块B相连，A、B质量均为m且可视为质点．一质量也为m的子弹水平射入物块B后未穿出，若杆足够长，此后运动过程中绳子偏离竖直方向的最大夹角为60°.求子弹刚要射入物块B时的速度大小．解析：(1)光电效应现象说明光具有粒子性，A正确；重核裂变和轻核聚变都要产生能量，根据质能方程得产生能量的过程一定伴随着质量的亏损，B正确；贝可勒尔首先发现了天然放射现象，C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，黄光照射能发生光电效应，说明黄光的频率大于极限频率，而紫光的频率更大，故也能发生光电效应，D正确；氢原子向外释放光子后，总能量变小，核外电子从高轨道跃迁到低轨道，半径变小，根据ke2r2＝m v2r得E k＝ke22r，半径变小，动能增大，因此势能减小，E错误．(2)子弹射入物块B的过程，子弹和物块B组成的系统水平方向动量守恒m v0＝2m v1子弹开始射入物块B到绳子偏离竖直方向夹角最大的过程，系统水平方向动量守恒m v0＝3m v2根据能量关系可得2mgL(1－cos60°)＝12×2m v21－12×3m v22解得v0＝23gL答案：(1)ABD(2)23gL3．导学号：82460437(2015陕西联考)(1)(多选)下列说法正确的是________．A．任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应B．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成E．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变(2)两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为m＝2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量M＝4 kg的物块C静止在前方，如图所示．B 与C碰撞后二者会粘在一起运动．求在以后的运动中：①当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度v1为多大？②系统中弹性势能的最大值E p是多少？解析：(1)波长越短，光子能量越大，故若入射光的波长小于金属的“极限波长”，则能发生光电效应，A项正确；氢原子辐射出一个光子后，核外电子轨道半径减小，核外电子与原子核间的库仑力增大，核外电子的加速度增大，B项错误；法国巴黎大学的德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，指出实物粒子也具有波动性，C 项正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，D 项错误；因为β衰变质量数不变、而α衰变质量数减少4，且衰变前后质量数共减小了32，因此共经过了8次α衰变，又因为每进行1次α衰变，质子数减2，而每进行1次β衰变质子数加1，故8次α衰变质子数将减小16，实际上质子数只减少了10，因此β衰变的次数是6次，E项正确．(2)①根据题意，A、B、C三物块动量守恒，当弹簧的弹性势能最大时满足2m v＝(2m＋M)v1代入数据得v1＝3 m/s②根据动量守恒，当B、C刚刚完成碰撞时满足m v＝(m＋M)v BC此后系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时满足12m v 2＋12(M＋m)v2BC＝12(2m＋M)v21＋E p代入数据后整理得E p＝12 J答案：(1)ACE(2)①3 m/s②12 J4．导学号：82460438(2015海口高三调研)(1)(多选)图示为氢原子能级图以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，已知从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有________．A．四条谱线中频率最大的是HδB．用633 nm的光照射能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级C．一群处于n＝3的能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，Hβ也可以使该金属发生光电效应(2)如图所示，光滑的水平地面上有一长木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙．重物的质量和木板的质量相同，重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．碰撞后重物和木板保持相对静止时，重物处在木板正中间位置，重力加速度为g，求木板从与墙碰撞到与重物保持相对静止的过程所用的时间以及木板的长度．解析：(1)频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故从n ＝6跃迁到n＝2的频率最大，选项A正确；原子跃迁过程中，吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差，选项B错误；从n＝3向低能级跃迁时，可以是从3→2、2→1或者是3→1，即有三种频率不同的光子，选项C正确；光电效应与光照的时间无关，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使该金属产生光电效应，选项D错误．(2)木板与墙发生弹性碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度v，由动量守恒有m v0－m v0＝(m＋m)v解得v＝0设木板从与墙壁碰撞到与重物保持相对静止的过程所用的时间为t，木板的长度为L ，发生的位移大小为s ，则由动量定理有m v －m (－v 0)＝μmgt由能量守恒有μmg ·L 2＝12×2m v 20 解得t ＝v 0μg ，L ＝2v 20μg答案：(1)AC (2)t ＝v 0μg L ＝2v 20μg5．导学号：82460441(2015呼和浩特市高三调研)(1)(多选)下列关于光的本性说法正确的是( )A ．牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，综合他们的说法就可以圆满地说明光的本性——波粒二象性B ．光的干涉、光的衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性C ．频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著D ．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以把光看成微观概念上的粒子E ．双缝干涉实验中单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光子通过双缝后的落点出现一定的规律性(2)如图所示，光滑水平面上有A 、B 两个物块，已知物块A 的质量为2 kg ，以一定的初速度向右运动，与静止的物块B 发生碰撞并一起运动．它们的位移—时间图象如图所示(规定向右为正方向)．求：①物块B 的质量；②碰撞过程中损失的机械能．解析：(1)牛顿的“微粒说”认为光是实物粒子，惠更斯的“波动说”认为光是机械波，与光的波粒二象性有本质的区别；光的干涉、衍射是光的波动性的具体表现，光的频率越低或波长越长，波动性越明显，光电效应是光具有粒子性的具体表现，频率越高或波长越短，光的粒子性越明显；由于光的粒子性，光的干涉图样是大量光子的统计规律的表现．选项A、D错误，B、C、E正确．(2)①由图可知v A＝5 m/sv合＝2 m/s根据动量守恒定律可得m A v A＝(m A＋m B)v合解得m B＝3 kg②由能量守恒可得ΔE＝12m Av2A－12(m A＋m B)v2合＝15 J答案：(1)BCE(2)①3 kg②15 J6．导学号：82460443(2015沈阳高三质检)(1)(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则()A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B．6种光子中有2种属于巴耳末系C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E．在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显(2)如图所示，甲、乙、丙三个相同的小物块(可视为质点)质量均为m，将两个不同的轻质弹簧压缩到最紧并用轻绳固定，弹簧与小物块之间不连接．整个系统静止在光滑水平地面上，甲物块与左边墙壁的距离为l(l远大于弹簧的长度)．某时刻烧断甲、乙之间的轻绳，甲与乙、丙的连接体立即被弹开．经过时间t，甲与墙壁发生弹性碰撞，与此同时乙、丙之间的连接绳瞬间断开，又经时间t 2，甲与乙发生第一次碰撞．设所有碰撞均为弹性碰撞，弹簧弹开后不再影响甲、乙、丙的运动．求：Ⅰ.乙、丙之间连接绳断开前瞬间乙、丙连接体的速度大小？Ⅱ.乙、丙之间弹簧初始时具有的弹性势能．解析：(1)由E 4－E 1＝h c λ，得6种光子中由n ＝4能级到n ＝1能级的能量差最大，波长最短，所以A 项错误．由巴耳末系的定义，知在6种光子中只有n ＝4跃迁到n ＝2和n ＝3跃迁到n ＝2释放的光子属于巴耳末系，B 项正确．由E ∞－E 4＝0－(－0.85 eV)＝0.85 eV ，所以要使n ＝4能级的氢原子电离至少需0.85 eV 的能量，C 项正确．因为E 2－E 1＝10.2 eV ＝hν1，E 3－E 2＝1.89 eV ＝hν2，所以ν1>ν2，故D 项错．在6种光子中，从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级时释放的光子的能量最大，则光子的波长最短，康普顿效应最明显，故E 项正确．(2)Ⅰ.甲与乙、丙连接体分离时的速度大小为l t设乙、丙连接体在分离前瞬间的速度大小为v ，则有m l t ＝2m v解得v ＝l 2tⅡ.设乙、丙分离后乙的速度大小为v 乙，丙的速度大小为v 丙l ＋l 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫l t ＋v 乙t 2 分离前后乙、丙组成的系统动量守恒：2m v ＝m v 丙－m v 乙乙、丙之间弹簧初始时具有的弹性势能E p ＝12m v 2乙＋12m v 2丙－12(2m )v 2 解得E p ＝25ml 24t 2答案：(1)BCE(2)Ⅰ.l2tⅡ.25ml24t2[备课札记]_________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。
