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专题九1．(2014·内蒙古包头测评)如图所示为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是()A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少C．相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少D．放在C位置时观察不到屏上有闪光[答案]AC[解析]1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来，则A、C正确。2．(2014·河北石家庄质检)下列说法正确的是()A．Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B．太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的热核反应C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D．用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离E．光电管是基于光电效应的光电转换器件，可使光信号转换成电信号[答案]BDE[解析]因α衰变的本质是发生衰变的核中减少2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2，A项错，太阳辐射的能量是太阳内部核聚变产生的，所以B项正确。半衰期由核内部自身因素决定，与其他因素无关，所以C项错。因为氢原子基态的能量为－13.6eV，所以用14eV光子照射一定能电离，D项正确。由光电管的工作原理可知E项正确。3．(2014·湖北八校二联)关于原子与原子核，下列说法正确的有()A．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征B．玻尔的原子模型，成功引入了量子化假说C．元素的放射性不受化学状态影响，说明射线来自原子核，且原子核内部是有结构的D．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定E．对于相同质量的核燃料，轻核聚变和重核裂产生的能量是相同的[答案]BCD[解析]由玻尔的假说，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，则A错，B正确；放射性元素的半衰期只由核内部自身因素决定，与其所处的化学状态和外部条件没有关系，C正确；由结合能的定义可判断D正确；质量相同的核燃料，轻核聚变与重核裂变中的质量亏损不一定相同，由ΔE＝Δmc2可知ΔE不一定相同，E错误。4．(2014·江西八校联考)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0.85eV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[答案]BCE[解析]由E4－E1＝hcλ，得6种光子中由n＝4到n＝1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释放的光子属巴耳末系，B项正确。由E∞－E4＝0－(－0.85eV)＝0.85eV，所以要使n＝4能级的氢原子电离至少需0.85eV的能量，C项正确。因为E2－E1＝10.2eV＝hν1，E3－E2＝1.89eV＝hν2，所以ν1ν2，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。5．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则()A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10[答案]A[解析]由两球的动量都是6kg·m/s可知，运动方向都向右，且能够相碰，说明左方是质量小速度大的小球，故左方是A球。碰后A球的动量减少了4kg·m/s，即A球的动量为2kg·m/s，由动量守恒定律得B球的动量为10kg·m/s，则其速度比为2∶5，故选项A是正确的。6．如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2。图乙为它们碰撞前后的s－t图象。已知m＝0.1kg，由此可以判断()A．碰前m2静止，m1向右运动B．碰后m2和m1都向右运动C．m2＝0.3kgD．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能[答案]AC[解析]由图乙可以看出，碰前m1的位移随时间均匀增加，m2的位移不变，可知m2静止，m1向右运动，故A是正确的。碰后一个位移增大，一个位移减小，说明运动方向不一致，即B错误。由图乙可以算出碰前m1的速度v1＝4m/s，碰后的速度v1′＝－2m/s，碰前m2的速度v2＝0，碰后的速度v2′＝2m/s，由动量守恒m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，计算得m2＝0.3kg，故C是正确的。碰撞过程中系统损失的机械能ΔE＝12m1v21－12m1v1′2－12m2v2′2＝0。因此D是错误的。7．在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ0，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为多少？若用波长为λ(λλ0)的单色光做实验，则光电子的最大初动能为多少？[答案]hc/λ0hc/λ－hc/λ0[解析]逸出功等于波长为λ0的光子的能量即W0＝hc/λ0若用波长为λ的单色光做实验，由爱因斯坦光电效应方程可得，最大初动能Ek＝hc/λ－hc/λ08．(1)下列说法中正确的有________。A．光电效应实验中，只要入射光足够强，就能产生光电流B．卢瑟福的α粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分，原子不可再分的观念被打破C．天然放射现象中的γ射线是原子核受激发产生的D．放射性元素的半衰期由其原子核内部结构决定，与外界因素无关E．氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少(2)科学家用质子轰击锂核的实验来验证“爱因斯坦质能方程”，已知质子轰击锂核73Li能产生两个α粒子，mLi＝7.016u，mH＝1.0078u，mHe＝4.0026u,1u相当于931.5MeV，则此核反应的方程式为________，此核反应释放的核能为________MeV(保留3位有效数字)。[答案](1)CDE(2)11H＋73Li→242He17.3[解析](1)在光电效应实验中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都不能产生光电流，A错；汤姆孙发现电子，打破了原子不可再分的观念，B错；γ射线是原子核受激发而产生的，C对；放射性元素的半衰期与温度以及化合状态等无关，由核本身的性质决定，D对；氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少，E对。(2)由题意及质量数和电荷数守恒知核反应方程式为11H＋73Li→242He，此核反应中的质量亏损为Δm＝mH＋mLi－2mHe＝0.0186U，此核反应释放的核能为17.3MeV。9．如图所示，一质量为2m的小球A用长为L＝0.5m的轻绳与悬点O相连，O点离地面的高为L，在O点正下方的光滑地面上放置一质量为m的小球B，将A球放置在与O点等高的位置，且将绳拉直，A、B、O在同一个竖直平面内，现将小球A由静止释放，求A、B球碰撞后，B球可能获得的最大速度。[答案]432gL[解析](1)A球下落过程中，由机械能守恒有：2mgL＝12×2mv20当两球发生弹性碰撞后，B球获得的速度最大2mv0＝2mv1＋mv212×2mv20＝12×2mv21＋12mv22解得：v2＝432gL10．(2014·宁夏银川一中一模)如图所示，在光滑水平面上有一块长为L的木板B，其上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上。现有很小的滑块A以初速度v0从右端滑上B并以v02的速度滑离B，恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m，试求：(1)木板B上表面的动摩擦因数μ。(2)14圆弧槽C的半径R。[答案](1)5v2016gL(2)v2064g[解析](1)由于水平面光滑，A与B、C组成的系统动量守恒，有：mv0＝m(12v0)＋2mv1又μmgL＝12mv20－12m(12v0)2－12×2mv21解得：μ＝5v2016gL(2)当A滑上C，B与C分离，A、C间发生相互作用。A到达最高点时两者的速度相等，A、C组成的系统水平方向动量守恒，有：m(12v0)＋mv1＝(m＋m)v2又12m(12v0)2＋12mv21＝12(2m)v22＋mgR解得：R＝v2064g11．(2014·湖北八校二联)如图，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m、m，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数为μ。现让甲物块以速度v0向着静止的乙运动并发生正碰，试求：(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能；(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，则在第一次碰撞中系统损失了多少机械能？[答案](1)23mv20(2)14mv20[解析](1)碰撞过程中系统动能最小时，为两物体速度相等时，设此时两物体速度为v由系统动量守恒有2mv0＝3mv得v＝23v0此时系统动能Ek＝123mv2＝23mv20(2)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v1、v2，之后甲做匀速直线运动，乙以初速度v2做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙并发生碰撞，因此两物体在这段时间内平均速度相等，有v1＝v22而第一次碰撞中系统动量守恒，有2mv0＝2mv1＋mv2由以上两式可得v1＝v02v2＝v0所以第一次碰撞中的机械能损失量为ΔE＝122mv20－122mv21－12mv22＝14mv20