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单元检测十一 动量 原子物理
(时间：60分钟 满分：100分)
一、单项选择题(每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得6分，选错或不答得0分，共48分)
1．通过α粒子的散射实验，发现了( )
A．电子 B．原子的核式结构
C．原子核的结构 D．电子绕核运动的轨道是不连续的
2．下列说法正确的是( )
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构
C．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
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
3．把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，下列关于枪、子弹和车的说法中正确的是( )
A．枪和子弹组成的系统动量守恒
B．枪和车组成的系统动量守恒
C．若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成系统的动量近似守恒
D．枪、子弹和车组成的系统动量守恒
4．通过光电效应可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ekν图象。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个坐标图上，以实线表示钨，虚线表示锌，如图所示，则正确反映这一过程的图象是( )
5．下列说法正确的是( )
A．光的频率越低，其粒子性越显著
B．光波与宏观概念中的那种连续的波完全相同
C．物质波理论告诉我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性
D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变小
6．如图所示为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号，当有波长为λ0的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则有( )
A．若换用波长为λ1(λ1＜λ0)的光照射阴极时，电路中一定没有电流
B．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极时，电路中一定有电流
C．若换用波长为λ3(λ3＞λ0)的光照射阴极时，电路中一定有电流
D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流
7．氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间。由此可推知， 氢原子( )
A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短
B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光
C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光不是可见光
8．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(He)”的化学元素，是热核聚变的重要原料。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3(He)”与氘核聚变，下列说法正确的是( )
A．核反应方程为He＋H→He＋H
B．核反应生成物的质量将大于参加反应物的质量
C．氦3(He)一个核子的结合能大于氦4(He)一个核子的结合能
D．氦3(He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量
二、填空题(共2个小题，每小题10分，共20分)
9．现在科学家正设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”组成，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，但电荷的符号相反。例如正电子就是电子的“反粒子”。据此，若有反质子存在，它的质量数应为________，元电荷的电荷量是1.6×10－19 C，则反质子的带电荷量为______。
10．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。
(1)碰撞后B球的水平射程应取为______cm。
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：______(填选项号)。
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E．测量G点相对于水平槽面的高度
三、计算题(共2个小题，每小题16分，共32分)
11．天然放射性铀(U)发生衰变后产生钍(Th)和另一种原子核。
(1)请写出衰变方程；
(2)若衰变前铀(U)的速度为v，衰变产生的钍(Th)速度为，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度大小。
12．如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体。乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上。若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？(g取10 m/s2)
参考答案
1．B 解析：通过α粒子散射实验，发现了原子的核式结构，并预言了原子核的大小，故B对；汤姆生通过阴极射线发现了电子，故A错；玻尔提出了轨道量子化，故D错。
2．D 解析：太阳内部主要是核聚变反应，A错误；α粒子大角度散射说明原子具有核式结构，电子的发现说明原子是可以再分的，B错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于极限频率，C选项错误，D选项正确。
3．D 解析：枪发射子弹的过程中，它们的相互作用力是火药的爆炸力和子弹在枪管中运动时与枪管间的摩擦力，枪和车一起在水平地面上做变速运动，枪和车之间也有作用力。如果选取枪和子弹为系统，则车给枪的力为外力，选项A错；如果选取枪和车为系统，则子弹对枪的作用力为外力，选项B错；如果选车、枪和子弹为系统，爆炸力和子弹与枪管间的摩擦力均为内力，系统在水平方向上不受外力，整体遵守动量守恒的条件，故选项C错，D对。
4．A 解析：由爱因斯坦光电方程Ek＝hν－W0，Ek与ν成线性关系。图象应为一条倾斜直线，其斜率为h，故两条图线应互相平行，图线与x轴的截距代表金属逸出功，W钨<W锌，因此，A选项正确。
5．C 解析：光的频率越高，粒子性越显著，A错；光波不同于宏观概念中的波，它是一种概率波，B错；任何运动的微观粒子都对应一定的波长，都具有波粒二象性，C正确；在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，位置不确定量变小。由ΔxΔp≥，则光子动量的不确定量变大，D错。
6．B 解析：波长为λ0的光能使金属发生光电效应，λ1＜λ0，λ2＜λ0，这两种光的频率大于波长为λ0的光的频率，都能产生光电流，所以A错，B对；由于λ3＞λ0，如果λ3光的频率也大于极限频率，则电路中可能有电流，不是一定有电流，C选项错误；将电路反接后，如果Ek＞eU，仍有电流，D选项错误。
7．A
8．D 解析：根据质量数守恒、电荷数守恒和已知条件可以写出核反应方程He＋H→He＋H，故A错；由于此核反应过程中放出能量将出现质量亏损，所以B错，D对；由于He的平均结合能大于He的平均结合能，故C错。
9．答案：1 －1.6×10－19 C
10．答案：(1)67.5(67.0～68.0均可) (2)ABD
解析：(1)如题图所示，用一个圆尽可能多地把小球落点圈在里面，由此可见圆心O的位置为67.5 cm，这也是小球落点的平均位置。(67.0～68.0都算对)
(2)本实验中要测量的数据有：两个小球的质量m1、m2，三个落点的距离s1、s2、s3，所以应选A、B、D。注意此题实验装置与我们前面讲的实验装置的不同，该实验中被碰小球抛出点即为O点，所以C选项不选。
11．答案：(1)U→Th＋He (2)v
解析：(1)U→Th＋He
(2)设另一新核的速度为v′，原子单位质量为m，由动量守恒定律得
238mv＝234m＋4mv′
解得v′＝v。
12．答案：0.4 s
解析：由乙与甲碰撞动量守恒得m乙v乙＝m乙v乙′＋m甲v甲′
小物体m在乙车上滑动至有共同速度v，对小物体和乙车运用动量守恒定律得m乙v乙′＝(m＋m乙)v
对小物体应用牛顿第二定律得a＝μg
所以t＝v/μg
代入数据得t＝0.4 s。
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