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2018决胜高考之江苏名校试题物理分项汇编系列16 选修3-5

时间:2017-12-11


2018 决胜高考之江苏名校试题物理分项汇编系列

专题 16 选修 3-5
(盐城中学 2017 届高三年级第二学期期初试卷)C. (选修模块 3-5) (12 分) (1)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,正确的是

v

m1


m2
乙 丙 丁

A.甲图中,若两球质量相等且球 m2 静止,两球发生正碰后,球 m2 的速度一定为 v B.乙图中,卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果,发现了质子和中子 C.丙图中,普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念,并成功解释了光电效应现象 D.丁图中,链式反应属于重核的裂变 (2)2014 年 5 月 10 日南京发生放射源铱-192 丢失事件,铱-192 化学符号是 Ir,原子序数 77,半衰期为 74 天。铱-192 通过 β 衰变放出 γ 射线,γ 射线可以穿透 10-100mm 厚钢板。设衰变产生的新核用 X 表示, 写出铱-192 的衰变方程;若现有 1g 铱-192,经过 148 天共有 g 铱-192 发生衰变。

E1 2 E (3) 已知氢原子的基态能量为 1 , 量子数为 n 的激发态的能量为 n 。 现有一群氢原子处于 n=3 的能级,
在向低能级跃迁过程中, 其中从 n=2 能级向 n=1 能级跃迁辐射出的光照射某金属的表面恰能发生光电效应, 求: ①该金属的极限频率; ②能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能。

C. (选修模块 3-5) (12 分) (1) D
192 (2) 77 r

3 0 I ?192 X ? e 4 78 ?1

3 3E h? c ? W0 ? E 2 ? E1 ? ? E1 ? c ? ? 1 4 4h (3)解:①
E km ? h? ? W0 ? ( E3 ? E1 ) ? ( E 2 ? E1 ) ? ? 5E1 36



(2017 届苏北三市{连云港徐州宿迁}三模)C. (选修模块 3-5) (12 分) ⑴下列各图象与实际不相符的是▲
1

辐射强度 1100K 1300K 1500K

O 2 ? /μm 4 射线在磁场中的运动轨迹 黑体辐射的实验规律

· · α · · · · · ·

γ

· · · ·

· · β · ·

I

黄光(强) 黄光(弱)

+

Uc O U 光电流与电压的关系

α 粒子散射图景

A

B
En ?

C

D

⑵已知氢原子基态能级 E1 ,激发态能级

E1 n 2 (n=2,3,??) ,普朗克常量为 h,光速为 c,则氢原子

从 n=4 向 n=2 跃迁时发出光的波长为▲;若此光恰好使某金属产生光电效应,一群处于 n=4 能级的氢原子 发出的光中,共有 ▲ 种频率的光能使该金属产生光电效应. ⑶一静止的铀核
238 92

U 发生 α 衰变后变为钍核 Th,放出的 α 粒子速度为 0.1c(c 是光在真空中的速度) ,不

考虑相对论效应. ①试写出该衰变的核反应方程; ②求钍核的速度大小. ▲▲▲ 12.C(12 分)
16hc ⑴AB (4 分,选对不全得 2 分)⑵ 3E1 (2 分) 4(2 分) ?

⑶①

238 92

4 U ? 234 90Th ? 2 He (2 分)

②设钍核的质量为 M,反冲速度为 v,由动量守恒定律:
0 ? m(0.1c) ? Mv (1 分)

1 m 4 c ? 其中 M 234 ,v= 585 (1 分)
(南通市 2017 届高三第三次调研测试)C.(选修模块 3-5)(12 分) (1)下列说法中正确的是▲. A.汽车安全气囊是通过减小撞击过程中动量变化量来减轻对乘员的伤害程度的 B.由 α 粒子散射的实验数据可以估测核半径、确定核电荷量 C.电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的粒子性 D.原子核的能量是不连续的,能级越高越稳定 (2)1946 年,我国物理学家何泽慧发现铀核的四裂变,铀 235 核俘获中 子后裂变成三个质量较大的核和一个质量较轻的核,径迹如图所示.在铀 核裂变过程中,产生新核的核子平均质量▲(选填“大于” 、 “等于”或“小 于” )铀核的核子平均质量;若释放的核能为 ΔE,则此反应中发生质量亏 第 12C(2)题图 损 Δm 为▲. (真空中的光速为 c) (3)冰雪游乐场上一质量为 M 的人站在质量为 m 的冰车 A 上一起运动,迎面而来一个质量也为 m 的冰 车 B,为了防止相撞,该人跳上冰车 B,冰车 A 速度立即变为零,人和冰车 B 一起以速度 v 沿 A 原来的方 向运动.不计冰面与冰车间的摩擦,则 ①相撞前该人和两冰车的总动量大小 p 是多少?
2

②若要使两冰车恰好不相撞,求该人跳到冰车 B 上后冰车 A 的速度大小 vA. C(选修模块 3-5)(12 分)

?E 2 (1)B(3 分) (2)小于(2 分) c (2 分)
(3)①冰车 A、B 和人组成的系统在相互作用前后满足动量守恒,则

p ? (m ? M )v
②由动量守恒定律有

(2 分)

(m ? M )v ? (2m ? M )vA (2 分)
vA ? M ?m v 2M ? m

解得

(1 分)

(南京市、盐城市 2017 届高三年级第一次模拟考试)12C. [选修 3-5] (12 分) (1) A. C. D.
14 6 14 6 14 6 14 6

C 能自发地进行 β 衰变,下列判断正确的是 ▲ 。

14 14 C 经 β 衰变后变成 12 6 C B. 6 C 经 β 衰变后变成 7 N

C 发生 β 衰变时,原子核内一个质子转化成中子 C 发生 β 衰变时,原子核内一个中子转化成质子

Ek

O ν0 ν (2)光照射某金属产生光电效应时,实验测得光电子最大初动能与照射光频率 的图像如图所示,其中图线与横轴交点坐标为 ν0,则该金属的逸出功为▲。用一 束波长范围为λ 1~λ 2,且λ 1<λ 2 的光照射该金属时产生光电效应,则光电子的最大初动能为▲。已知普 朗克常量为 h,光在真空中传播速度为 C。 (3)历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔1号彗星的实 验。 探测器上所携带的重达 370kg 的彗星 “撞击器” 将以 1.0×104m/s 的速度径直撞向彗星的彗核部分,撞击彗星后“撞击器”融化消失, 这次撞击使该彗星自身的运行速度出现 1.0×10-7m/s 的改变。已知普 朗克常量 h=6.6×10-34J· s。 (计算结果保留两位有效数字) 。求: ①撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长; ②根据题中相关信息数据估算出彗星的质量。

12.C(12 分) (1)BD

(4 分)

(2)

h? 0

h

C

?1

? h? 0
(4 分)
6

(3)解析:① P ? m? ? 3.7 ?10 Kg ? m/s (1 分)

??

h ? 1.8 ? 10 -40 m p (1 分)
3

② m? ? M?? (1 分)

M ? 3.7 ? 1013 Kg (1 分)
(南通市 2017 届高三第一次调研测试)C.(选修模块 3-5)(12 分) (1)下列说法中正确的有▲. A.普朗克在研究黑体热辐射时提出了能量子假说 B.α 衰变的实质是原子核内部的一个中子转变成质子 C.在核反应堆中,为使快中子减速,在铀棒周围要放置镉棒 D.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固 (2)加拿大萨德伯里中微子观测站揭示了中微子失踪的原因,即观测到的中微子数目比理论值少是因为 部分中微子在运动过程中转化为一个 μ 子和一个 τ 子.该研究过程中牛顿运动定律▲(选填“依然适用” 或“不能适用” ) .若发现 μ 子和中微子的运动方向相反,则 τ 子的运动方向与中微子的运动方向▲(选填 “相同” 、 “相反”或“无法确定” ) . (3)一铜板暴露在波长为 λ 的紫外线中,观测到有电子从铜板表面逸出.在铜板所在空间加一方向垂直 于板面、大小为 E 的匀强电场时,电子能运动到距板面的最大距离为 d.已知真空中的光速为 c,普朗克 常量为 h,电子电荷量为 e,求: ①入射光光子的能量; ②铜板的极限频率. C (1)AD(3 分) (2)不能适用(2 分)相同(2 分)

(3)①入射光光子的能量

E0 =

hc

?
Ekm ? eEd

(2 分) (1 分) (1 分)

②由功能关系可知光电子的最大初动能 设铜板的极限频率为

? 0 ,则 E0 =h? 0 ? Ekm

解得

?0 ?

c

?

?

eEd h

(1 分)

(苏北四市{徐州、淮安、连云港、宿迁}2017 届高三第一学期期末调研考试)C【选修 3-5】 (12 分) ⑴下列说法中正确的有▲ A.α 粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 B.电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 Uc/V A 0.6 C.放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关 B 0.4 D.玻尔将量子观念引入原子领域,并能够解释氢原子的光谱特征 0.2 ⑵图示为金属 A 和 B 的遏止电压 Uc 和入射光频率 ν 的关系图象,由图可知金 4.5 5.0 5.5 6.0 属 A 的截止频率▲(选填“大于”、“小于”或“等于”)金属 B 的截止频率;如果 14 ? /( ? 10 )Hz 14 用频率为 5.5×10 Hz 的入射光照射两种金属,从金属▲(选填“A”或“B” ) 逸出光电子的最大初动能较大。 ⑶在某次短道速滑接力赛中, 运动员甲以 7m/s 的速度在前面滑行, 运动员乙以 8m/s 的速度从后面追上,并迅速将甲向前推出,完成接力过程。设甲、乙两运动员的质 量均为 50kg ,推后运动员乙的速度变为 5m/s,方向向前,若甲、乙接力前后在同一
4

直线上运动,求接力后甲的速度大小。 12C. (12 分) ⑴BD ⑵小于 A ⑶由 (各 2 分) (4 分) (4 分)

? ? m1v1 ? m2 v2 ? m1v1 ? m2 v2 得 v '=10m/s
1

(2016 年江苏省苏锡常镇四市联考高考物理模拟试卷一) 【选修 3-5】 17. (12 分)下列说法中正确的是( ) A.电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性 B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出了能量量子化的观点 C.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将放出光子 D.光电效应现象中存在极限频率,导致含有光电管的电路存在饱和电流 18.用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,可以先后得到如图(a) 、 (b) 、 (c)所示的 图样,这里的图样 (填“是”、“不是”)光子之间相互作用引起的,实验表明光波是一种 (填“概率 波”、“物质波”) .

19.

Co 发生一次 β 衰变后变为 Ni 核,在该衰变过程中还发出频率为 v1 和 v2 的两个光子,试写出衰

变方程式,并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损. 17 答案:AB. 18.答案为:不是,概率波. 19. 【解答】解:根据电荷数守恒、质量数守恒,衰变方程式为: Co→ + .

释放的能量△E=hv1+hv2,根据△E=△mc2 得质量亏损为:△m=



答:衰变方程式为

Co→

+

,该核反应因释放光子而造成的质量亏损为



({中华中学、溧水高级中学}等六校 2017 届高三 2 月联考物理试题)C.[选修 3?5 ](12 分) (1)下列说法正确的是 A.对黑体辐射的研究表明:随着温度的升高,辐射强度的最大值向波长较短的方向移动 B.汤姆孙发现电子,并提出了原子的核式结构模型。 C.氡 222 的半衰期是 3.8 天,镭 226 的半衰期是 1620 年,所以一个确定的氡 222 核一定比一个确定的镭 226 核先衰变。 D.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越短。 E.原子核越大,它的结合能越高,原子核就越稳定。
5

(2)一群氢原子处于量子数 n=4 能级状态,氢原子的能级图如图甲所示,氢原子可能发射 ▲种频率的光子;氢原子由量子数 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级时辐射光子照射图乙表中几种金属,能 发生光电效应的 有▲种金属。

(3)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核( 1 H )以 相同的动能 E0 做对心碰撞,该反应中释放的核能为 ΔE,假设释放的核能全部转化为氦核( 2 He )和另一种 粒子的动能。 ①写出核反应方程式 ②在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和另一种粒子的动能各是多少?
3

2

C.[选修 3?5 ](共 12 分) (3).AD (4 分漏选得 2 分,选错或不选不得分) (4). 6 种(2 分) 3 种(2 分)
2 3 1 2 2 3 1 2 H ? H e ? n 或 H ? H ? H e ? n (1分) 1 2 0 1 1 2 0 (5).①

②根据核反应中系统的能量守恒,有: EkHe ? Ekn ? 2E0 ? ?E (1 分) 根据核反应中系统的动量守恒,有: pHe ? pn ? 0 (1 分)
Ek ? p2 2m



EKHe m n 1 ? ? E m 3 He 可知: Kn
1 3 E KHe ? (2 E0 ? ?E ) E Kn ? (2 E0 ? ?E ) 4 4 解得: (1 分)
(南京市、盐城市 2017 届高三年级第二次模拟考试)C.【选修 3-5】 (1 2 分) (1)下列说法中正确的是______. A.电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 B.β 衰变是原子核内部一个质子转化成一个中子的过程 C.裂变物质的体积小于临界体积时,链式反应不能进行
6

D.235U 的半衰期约为 7 亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短 (2)汞原子的能级图如图所示,现让光子能量为 E 的一束光照射到大 量处于基态的汞原子上,汞原子能发出 3 种不同频率的光,那么入射光 光子的能量为______eV,发出光的最大波长为______m.(普朗克常量 h =6.63×10-34 J· s,计算结果保留两位有效数字) (3)一个静止的氮核
14 7

N 俘获一个速度为 1.1×107 m/s 的氦核变成 B、

C 两个新核.设 B 的速度方向与氦核速度方向相同、大小为 4×106 m/s,B 的质量数是 C 的 17 倍,B、C 两 原子核的电荷数之比为 8∶1. ①写出核反应方程; ②估算 C 核的速度大小.

(南通市 2017 届高三第二次调研测试)C.(选修模块 3-5)(12 分) 2017 年 1 月,我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究.在量子理论中,有共同来源的两个微观 粒子,不论它们相距都远,它们总是相关的,一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子,这就是所谓 的量子纠缠. (1)关于量子理论,下列说法中正确的有▲. A.玻尔氢原子理论,第一次提出了能量量子化的观念 B.爱因斯坦研究光电效应提出光子说,光子说属于量子理论的范畴 C.量子理论中,实物粒子具有波粒二象性 D.微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下,可以确定它此后运动状态和位置 (2)设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子 A 和 B,已知电子质量为 m,真空中光速为 c,普朗克 常量为 h,则光子 A 的频率是▲;若测量得光子 A 的波长为 λ,则光子 B 的动量大小为▲. (3)原子核的能量也是量子化的,
226 90 226 89

Ac 能发生 β 衰变产生新核

E3=0.2306MeV E2=0.0721MeV E1=0
第 12C 题图

Th

226 ,处于激发态的新核 90

Th 的能级图如图所示.

226 ①写出 89

Ac 发生 β 衰变的方程;

②发生上述衰变时, 探测器能接收到 γ 射线谱线有几条?求出波长最 长 γ 光子的能量 E.

C(选修模块 3-5)(12 分)

h mc 2 (1)BC(3 分,漏选得 2 分) (2) h (2 分) ? (2 分)
7

(3)①

226 89

0 Ac ? 226 90Th ? ?1 e

(2 分)

②三个能级间跃迁有 3 条谱线 (1 分) 波长最长对应能级差最小 E= E2- E1=0.0721MeV (2 分) (徐州市 2016-2017 学年高三上学期期中物理试卷)选做题【物理-选修 3-5】 18. (2016 秋?徐州期中)下列说法中正确的有( ) A.结合能越大的原子核越稳定 B.光电效应揭示了光具有粒子性 C.动量相同的质子和电子,它们的德布罗意波的波长相等 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度无关 18 答案:BC 19. (2016 秋?徐州期中)静止的 Li 核俘获一个中子发生核反应,放出 α 粒子同时生成一个 . 核,该

核反应过程放出能量为 E,已知真空中光速为 c,则该核反应质量亏损为

19 答案为:





20. (2016 秋?徐州期中)氢原子能级图如图所示,氢原子从 n=2 的激发态跃迁到基态. ①求氢原子辐射的光子能量. ②氢原子辐射的光子照射逸出功为 3.34eV 的锌板时,求逸出光电子的最大初动能.

20、答案:①氢原子辐射的光子能量 10.2eV. ②氢原子辐射的光子照射逸出功为 3.34eV 的锌板时,则逸出光电子的最大初动能 6.86eV. (海州高中 2017 届高三 4 月阶段测试{五校联考})C.(选修模块 3-5)(12 分) (1) 下列说法中正确的是________。 A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 B.某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较长的光照射该金属可能发生光电效应 238 C.234 90 Th 核的比结合能比 92 U 核的小 D.光和电子都具有波粒二象性 (2)原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程称为轨道电子俘获,该过程也称为β 衰变。如: 22 0 22 11Na+-1e―→10Ne,上述过程实际上是原子核内一个质子俘获电子转变为________;若原子核俘获的是原 子的 K 层电子,新原子的电子壳层 K 层留下一个空位,原子的 L 层电子会跃迁到 K 层并辐射频率为ν 的光 子,已知氖原子 K 层电子的能级 EK=E0,则氖原子 L 层电子能级 EL 为________。(普朗克常数为 h) 234 (3)质量为 m1 静止的238 92 U 衰变为质量为 m2 的 90 Th,放出质量 m3 的α 粒子,有γ 光子辐射。 ①求衰变过程释放的核能;
234 ②若α 粒子动量大小是 p1,γ 光子的波长大小为 ? ,γ 光子运动方向与234 90 Th 相同,普朗克常量为 h,求 90

Th 的速度大小。
8

12C

(1)AD (2)中子

E0+hν (3)①(m1-m2-m3)c2

P1 h ? m ?m 2 ② 2

(淮阴中学 2016-2017 学年度高三第二学期阶段测试)C【选修 3-5】 (12 分) (1) 下列说法中正确的是 . A.某光电管发生光电效应时,如果仅增大入射光的强度,则光电子的最大初动能将增加 B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 辐射强度 D.按照玻尔理论,氢原子辐射出一个光子后,氢原子能量增大 (2) ①图 1 是两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图,其中两种温度大小关 系为 T1_____ T2;②在光电效应实验中,某同学用三种入射光(甲光、乙光、丙 光)照射同一光电管得到了三条光电流与电压之间的关系曲线,如图 2 所示.则 可判断出甲光照射下逸出的光电子最大初动能丙光照射下逸出的光电子最大 O 图1 初动能(选填“大于“小于”或“等于”) (3) 镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素,已知 放出 α 粒子而变成新核 Rn,已知
226 88 226 88

T1 T2

λ

Ra

能自发地

Ra

的质量为 M1,新核 Rn 的质量为 M2,α
图2

粒子的质量为 m,现有一个静止的

226 88

Ra

核发生 α 衰变,衰变后 α 粒子的速度

为 v,光在真空中的速度为 c。则:①写出该核反应的方程式。②此反应过程中放出的能量是多少?③反应 后新核 Rn 的速度是多大?

C【选修 3-5】 (12 分) (1) BC (4 分) (2) ①大于(2 分) ,②小于(2 分) (3) ①
226 88 222 Ra ?4 2 He? 86 Rn (1 分)

② ?E ? ?mc ? (M 1 ? M 2 ? m)c (2 分)
2 2



M 2?2 ? m? ? 0
(质量用质量数代替的也给分 v2 ? 2v / 111 ) (1 分)

? v2 ? mv/ M 2

(江苏省扬州中学 2016—2017 学年第二学期期中考试)C.( 选修模块 3-5) (12 分) (1)(4 分)如图所示为氢原子光谱中的三条谱线,对这三条谱线的描述中正确的是. A.乙谱线光子能量最大 B.甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的
9

C.丙谱线可能是电子在两个激发态间跃迁发出的 D.每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道,任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率 (2)(4 分)人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为 530 nm 的绿光时,只要每秒有 6 个绿光的 - 光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.普朗克常量为 6.63×10 34 J· s,光速为 3.0×108 m/s,则:①人眼能察觉到绿 光时所接收到的最小功率是________(保留两位有效数字).②用这种波长的绿色光照射下列五种材料,能 产生光电效应的材料有________种. 材料 逸出功(×10
-19

J)

铯 3.0

钙 4.3

镁 5.9

铍 6.2

钛 6.6

(3)(4 分)如所示,质量 M=4 kg 的滑板 B 静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自 由端 C 到滑板左端的距离 L=0.5 m,这 段滑板与木块 A(可视为质点)之间的动摩擦因数 μ=0.2,而弹簧自 由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑. 小木块 A 以速度 v0=10 m/s 由滑板 B 左端开始沿滑板 B 表面向右运动.已知木块 A 的质量 m =1 kg,g 取 10 m/s2.求: ①弹簧被压缩到最短时木块 A 的速度; ②木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.

(3-5)C (1) C (2)2.3×10 18 W1 (3) 木块 A 的速度 v=2 m/s, 最大弹性势能 Ep=39 J. (南京市、淮安市 2017 届高三第三次模拟考试)C. (选修 3-5) (1)下列说法正确的是
238



A.铀( 92

206 U )经过 ?、? 衰变形成稳定的铅( 82 Pb ) ,在这一变化过程中,共有 6 个中子转变为质子

B.一个氢原子从 n=3 的激发态跃迁到基态时,能辐射 3 个光子 C.结合能越大的原子核,核子结合得越牢固,原子核越稳定 D.某入射光照射到金属锌版表面时发生光电效应,当增大入射光频率时,光电子最大初动能也随之增大 (2)太阳内部不断地进行着各种核聚变反映,一个氘核和一个氚核结合成一个氦核就是其中之一,请写 出其核反应方程________;如果氘核的比结合能为 上述反应释放的能量可表示为_________。 (3)如图所示,两个完全相同的物体,沿同一直线运动,速度分别为 生碰撞后仍在同一直线运动,速度分别为
' v1' 和 v2 ,求:

E1 ,氘核的比结合能为 E2 ,氦核的比结合能为 E3 ,则
v1 ? 3m / s , v2 ? 2m / s ,它们发

①当

' v1' =2m/s 时 v2 的大小

②在各种可能碰撞中,

v1' 的最大值。

2

C(1)AD(2) 1 (3)①

3 4 2 3 3 1 H+1 H ?2 He+1 0 n , 4E3 ? 3E2 ? 2 E1 或( 1 H+1 H ?2 He+20 n , 3E3 ? 3E2 ? 2 E1 )

mv1 ? mv2 ? mv1 '? mv2 ' ,代入数据解得 v2 ' ? 3m / s

10

②当两者速度相等时

v1 ' 有最大值: mv1 ? mv2 ? 2mv1m ' ,代入数据 v1m ' ? 2.5m / s

(2016-2017 学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研二)C.(选修模块 3-5) (12 分) (1)图 1 是研究光电效应的实验装置,用一定频率的光照射阴极 K,当滑片 P 处于图示位置时,电流表的示 数不为零。为使电流表示数减小,下列办法可行的是(▲) A.将滑片 P 向右移动 B.减小入射光的强度 C.换用电动势更大的电源 D.将电源的正、负极对调 (2)由玻尔原子理论,氦离子 He 能级如图所示,电子在 n=3 轨道上比在 n=4 轨 道上离氦核的距离 ▲(选填“大”或“小”)。当大量处在 n=3 的激发态的 He 发生 跃迁时,所发射的谱线有▲条。 (3)以一定速度运动的原子核 Z X 放出 ? 粒子后变成静止的原子核 Y。若 X、Y 和 ? 粒子的静质量分别是 M、 m1 和 m2 ,真空中光速为 c,不考虑相 对论效应。 求反应过程中释放的能量以及 ? 粒子的动能。
A

?

?

(淮阴市淮海中学 2017 届高三 4 月阶段性测试)C【选修 3-5】 I ⑴下列说法中正确的是 ▲ 甲 A.玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型 B.核力存在于原子核内任意两个核子之间 乙 C.天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 O U ⑵用频率均为 ν 但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验,发现光电流与 电 压的关系如图所示,由图可知,▲(选填“甲”或“乙” )光的强度大。已知普朗克常量为 h,被照射金属 的逸出功为 W0,则光电子的最大初动能为▲。 ⑶1926 年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间, 被誉为“临床核医学之父”。氡的放射性同位素有 27 种,其中最常用的是 n 次 ? 衰变后变成稳定的 ①求 m、n 的值; ②一个静止的氡核( 速率。
222 86 Rn 206 82 P b 。 222 86 Rn



222 86 Rn

经过 m 次 ? 衰变和

)放出一个 ? 粒子后变成钋核(

218 84 Po

)。已知钋核的速率 v=1 ? 106m/s,求 ? 粒子的

11

12C(1)D(2)甲(2 分) h? -W0 (2 分) (3)①4m=222-206,m=4(1 分)86=82+2m-n,n=4 ②由动量守恒定律得

(1 分)

m? v? - mPov =0(1 分) v? =5.45×107m/s (1 分)

(南京市金陵中学、江苏省海安高级中学、南京外国语学校 2017 届高三年级第四次模拟考试)C.(选修模块 3-5)(12 分) (1)下列说法正确的有 . A.康普顿效应中光子与自由电子发生碰撞,碰撞满足动量、能量守恒 B.粒子散射实验结果表明,原子核的尺寸是 10
?10

m 数量级

C.原子核的 ? 衰变现象表明,原子核内质子、中子可以相互转化 D.铀 235 的裂变,是由于铀核俘获快中子而产生的 (2)有一种衰变是原子核俘获一个核外尤层电子,是核中一个质子转变化一个中子的过程, 简称 K 俘获。在 K 俘获过程中,有能量放出。关于 K 俘获过程,原子总质量▲(选填增加、减小、不变);原子序数 ▲ (选填增加、减小、不变)。 (3)人类第一次利用加速器加速粒子引发的核反应是:

①设加速后质子以速度讥撞击静止的锂核,形成不稳定的复合核 ( 4 Be) ,求形成的复合核速度 ? ; ②复合核最终转变为两个 ? 粒子,并放 光子,求 光子的动量大小(保留两位有效数字,真空光速 ( c ? 3 ?10 m / s )。
8

3

n

?

?

(徐州 2017 届高三高考考前模拟打靶卷)C.(选修模块 3-5)(12 分) ⑴下列说法中,正确的是▲ A.一个原子核在一次衰变过程中可同时放出 α、β、γ 三种射线 B.结合能是核子结合成原子核而释放的能量 C.铀的裂变反应方程
235 1 144 89 1 92 U? 0 n ? 56 Ba ? 36 Kr ?X 0 n 中,X=3

A K V

P D.若质子、电子具有相同的动能,则它们的物质波波长相等 -7 ⑵如图所示的光电管实验中,当用波长 3.0×10 m 的光照射在阴极 K 上 时,电流表有示数。调节滑动变阻器,当电压表读数为 3.0V 时,电 流表读数恰好为零; 改用波长为 1.5×10-7m 的光照射在阴极 K 上时, 调节滑动变阻器, 当电压表读数为 7.1V 时,电流表读数也恰好为零。由此可得普朗克常量为▲J· s,该阴极的逸出功为▲J。已知电 -19 8 子电量为 1.6×10 C,光速 c 为 3×10 m/s,结果保留两位有效数字。 ⑶如图所示,光滑的水平面上,小球 A 以速率 v0 撞向正前方的静止小球 B,碰后两球沿同一方向运动,且 12

小球 B 的速率是 A 的 4 倍,已知小球 A、B 的质量别为 2m、m。 ①求碰撞后 A 球的速率; ②判断该碰撞是否为弹性碰撞。

A

v0

B

C.(选修模块 3-5)(12 分) ⑴BC(4 分,漏选得 2 分) ⑵ 6.6 ? 10
?34

(2 分) 1.8 ? 10

?19

(2 分) 且
vB ? 4v A

⑶由动量守恒得

2mv0 ? 2mvA ? mvB

1 v A ? v0 3 (2 分) 解得

1 1 2 1 2 2 2 2 ' Ek ? ? 2mv0 ? mv0 ? 2mvA ? mvB ? mv0 E 2 2 碰撞前: 碰撞后: k = 2
' Ek ? Ek 是弹性碰撞(2 分)

(扬州市 2017 届高三 5 月考前调研测试)C.(选修模块 3-5)(12 分) (1)核电池又叫“放射性同位素电池”,一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用 5 000 年.将某种放 射性元素制成核电池,带到火星上去工作.已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别,下列 说法正确的有▲ A.该放射性元素到火星上之后,半衰期发生变化 B.该放射性元素到火星上之后,半衰期不变 C.若该放射性元素的半衰期为 T 年,经过 2T 年,该放射性元素还剩余 12.5% D.若该放射性元素的半衰期为 T 年,经过 3T 年,该放射性元素还剩余 12.5% (2)用能量为 E0 的光子照射基态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能量 E0 称为氢原 子的电离能. 现用某一频率的光子从基态氢原子中击出一电子(电子质量为 m),该电子在远离 核以后速度 的大小为 v,其德布罗意波长为▲,该入射光子的频率为▲. (普朗克常量为 h) (3)1919 年,卢瑟福用 α 粒子轰击氮核从而发现质子.其核反应过程是:α 粒子轰击静止的氮核后形成 了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设 α 粒子质量为 m1, 初速度为 v0,氮核质量为 m2, 质子质量为 m0,氧核的质量为 m3,不考虑相对论效应. ①α 粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大? ②求此过程中释放的核能. C.(选修模块 3-5)(12 分)

h mv 2 ? 2 E0 2h (1)BD(3 分) (2) mv , (每空 2 分)

(3)①设复核速度为 v,由动量守恒得 ②整个过程质量亏损

m1v0 ? (m1 ? m2 )v

v?

m1 v0 m1 ? m2 (3 分)

?m ? m1 ? m2 ? m0 ? m3

由爱因斯坦质能方程 ΔE=Δmc2 得 ΔE=(m1+m2-m0-m3)c2(2 分) (江苏省扬州中学 2017 届高三 5 月考)C.(选修模块 3-5)(12 分) ⑴下列说法中正确的有
13

A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 B.原子核式结构模型是由汤姆生在 α 粒子散射实验基础上提出的 C.放射性元素的半衰期是由原子核决定,跟原子所处的化学状态没有关系 D. 用 γ 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量,以免对人体正常组织造成太大的伤害 ⑵如图甲所示为研究发生光电效应时通过光电管上的电流随电压变化的电路,用频率为 υ 的单色光照射阴 极 K 时,能发生光电效应,改变光电管两端的电压,测得电 流随电压变化的图象如图乙所示, 已知电子的带电荷量为 e, 真空中的光速为 c,普朗克常量为 h。 ①阴极 K 的极限频率 υ0=; ②若用上述单色光照射一群处于基态的氢原子,恰能使氢 原子跃迁到 n=4 的激发态,氢原子处于基态时的能量 E1=
E1 2 n (已知氢原子 n 级上的能量 En 与基态的能量满足 En= ) 。

⑶如图所示,圆弧形轨道与水平面平滑连接,轨道与水平面均光滑,质量为 m 的物块 B 与轻质弹簧栓接, 静止在水平面上,弹簧右端固定,质量为 3m 的物块 A 从圆弧形轨道距离水平面高 h 处由静止释放,与 B 碰撞后推着 B 一起向右运动。求: ①与 B 碰前 A 的瞬时速度的大小; ②弹簧的最大弹 性势能。

12.C(选修模块 3-5) (12 分)
eUC 16 ? hν h (2)①υ- ② 15 (3)①

(1)CD

2gh

9mgh ② 5

(2017 年南通市高考物理全真模拟试卷一) 【选修 3-5】 18.下列说法中正确的是( ) A.玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型 B.核力存在于原子核内任意两个核子之间 C.天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 19.核电站所需的能量是由铀核裂变提供的,裂变过程中利用

(选填“石墨”或“镉棒”)吸收一定数量 ) ,又观察到反电

的中子,控制反应堆的反应速度.核反应堆产物发生 β 衰变产生反电子中微子(符号 子中微子(不带电,质量数为零)诱发的反应: +p→n+x,其中 x 代表

(选填“电子”或“正电子”) .

20.一静止的钚核发生衰变后放出一个 α 粒子变成铀核.已知钚核质量为 m1,α 粒子质量为 m2,铀核质 量为 m3,光在真空中的传播速度为 c. ①如果放出的粒子的速度大小为 v,求铀核的速度大小 v′. ②求此衰变过程中释放的总能量. 18、答案:D. 19、答案为:镉棒,正电子 20、 【解答】解:①钚核发生衰变后放出一个 α 粒子得过程中,系统动量守恒,以铀核的速度方向为正方 向,根据动量守恒定律得: m3v′﹣m2v=0

14

解得: ②质量亏损△m=m1﹣m2﹣m3 根据爱因斯坦质能方程得: 释放的总能量△E=△mc2= (江苏省泰州中学高三第四次调研测试)C.[选修 3-5] (12 分) (1)下列说法正确的是 . A.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的光强太小 B.德布罗意指出微粒子的动量越大,其对应的波长就越短 C.玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和紐的概念,成功地解释了粒子光谱的实验 规律 D.氡 222 的半衰期是 3.8 天,镭 226 的半衰期是 1620 年,所以一个确定的氡 222 核一 定比一个确定的镭 226 核先衰变 (2)如图为氢原子的能级图,大量处于 n=4 激发态的氢原子跃迁时, 发出多个 能量不同的光子,其中频率最大的光子能量为 ev,若用此光照射到逸出功为 2.75 eV 的光电管上,则加在该光电管上的遏止电压为 V. (3)在光滑的水平面上,质量为 m1 的小球 A 以速率

?0 向右运动,在小球 A

的前方 O 点有一质量为 m2 的小球 B 处于静止状态,如图所示.小球 A 与小 球 B 发生正碰后小球 A、B 均向右运动.小球 B 被在 Q 点处的墙壁弹回后与 小球 A 在 P 点相遇, PQ=1.5PO. 假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞

m1 m 都是弹性的,求两小球质量之比 2 。

15

(盐城中学高三年级第三次模拟检测)C.(选修模块 3-5) (1)下列说法正确的是▲ A.原子核在人工转变的过程中,一定放出能量 B.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 C.
238 92 U

衰变成206 82 Pb 要经过 6 次 β 衰变和 8 次 α 衰变

D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 (2)用能量为 E0 的光子照射基态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能量 E0 称为氢原 子的电离能. 现用某一频率的光子从基态氢原子中击出一电子(电子质量为 m),该电子在远离核以后速度 的大小为 v,其德布罗意波长为▲,该入射光子的频率为▲. (普朗克常量为 h) (3) 氚 (1 H ) 是最简单的放射性原子核, 夜光手表即是利用氚核衰变产生的 β 射线激发荧光物质发光. 氚 核发生 β 衰变过程中除了产生 β 粒子和新核外, 还会放出不带电且几乎没有静止质量的反中微子
3

? e .在某

次实验中测得一静止的氚核发生 β 衰变后,产生的反中微子和 β 粒子的运动方向在一直线上,设反中微子 的动量为 p1,β 粒子的动量为 p2.求: ①氚发生 β 衰变的衰变方程; ②产生新核的动量. 12.C.(选修模块 3- 5)

h m v2 ? 2 E0 2h (1)BCD (4 分) (2) mv (2 分) (2 分)
(3)① ②
3 1 0 3 H ??1 e? 2 He (2 分)

0?P 1 ?P 2 ? P P ? ?( P 1 ?P 2 ) (2 分)

(镇江市 2017 届高三物理模拟试卷)C.[选修 3 – 5 ](12 分) (1)如图所示,某原子的三个能级的能量分别为 E1、E2 和 E3.a、b、c 为原子跃迁所 发 出的三种波长的光,下列判断正确的是▲ A.E1>E3>E2 B.(E3-E2)=(E2-E1) C.b 光的波长最长 D.c 光的频率最高 (2)2011 年 3 月 11 日在日本海域发生强烈地震,强震引发了福岛核电站危机.核中的235 92 U 发生着裂变反 应,试完成下列反应方程式:235 92U+1 0n→141 56Ba+92 36Kr+▲;已知 235 92U、141 56Ba、92 36Kr 和中 子的质量分别是 mU、mBa、mKr、mn,该反应中一个235 92 U 裂变时放出的能量为▲.(已知光速为 c) (3)如图所示,A、B 两个木块质量分别为 2 kg 与 0.9 kg,A、B 与水平地面间接触面光滑,上表面粗糙, 质量为 0.1 kg 的铁块以 10 m/s 的速度从 A 的左端向右滑动, 最后铁块与 B 的共同速度大小为 0.5 m/s, 求: ① A 的最终速度; ② 铁块刚滑上 B 时铁块的速度. 12C【选修 3-5】 (12 分)(1)D (4 分) (2)31 (mU-mBa -mKr- 0n (2 分) 2 2mn)c (2 分) (3) ①A、 B 与铁块组成的系统水平方向动量守恒, 铁块初速度为 v0, A 的最终速度为 vA, 铁块与 B 的共同速度大小为 vB,则 mv0=mAvA+(m+mB)vB(1 分)解得 vA=0.25 m/s(1 分) ②铁块刚滑上 B 时铁块的速度为 v1,此时 A、B 有共同速度为 vA,
16

则 mv0=mv1+(mA+mB) vA(1 分)代入数据,解得 v1=2.75 m/s.(1 分) (南京市 2017 届高三年级学情调研卷)C. [选修 3-5] (12 分) (1)下列说法中正确的是_________ A.结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢,原子核越稳定 B.β 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 C.康普顿效应表明光子除了具有能量外还具有动量 D.在光电效应实验中,某金属的截止频率对应的波长为 λ0,若用波长为 λ (λ>λ0)的单色光做该实验,会产生光电效应 (2)如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为 12.75eV 的光照射一群处于 基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有________种,其中 最长波长的光子的频率为_________Hz(已知普朗克常量 h=6.63×10-34J·s, 计算结果保留 2 位有效数字) . (3)1919 年,卢瑟福用 α 粒子轰击氮核
14 7

N ,发生核反应后产生了氧核 17 8 O 和一个新粒子,若核反应前

氮核静止,α 粒子的速度为 6.0×106m/s,核反应后氧核的速度大小是 2.0106m/s,方向与反应前的 α 粒子速 度方向相同. ①写出此核反应的方程式;②求反应后新粒子的速度大小. 12C(选修 3-5) (12 分) (1)BC(2)6 1.6×1014 (3)①
14 7 17 1 N? 4 2 He? 8 O?1 H

②设?粒子的质量为 m1,速度为 v1,氧核的质量为 m2,速度为 v2, 新粒子的质量为 m3,速度为 v3 根据动量守恒定律得:

m1v1 ? m2 v2 ? m3v3

代入数据得:v=1.0×107m/s 评分建议:每问 4 分,共 12 分. (苏北四市{淮安、宿迁、连云港、徐州}2017 届高三上学期期中考试)C【选修 3-5】 (12 分) ⑴下列说法中正确的有▲ A.结合能越大的原子核越稳定 B.光电效应揭示了光具有粒子性 C.动量相同的质子和电子,它们的德布罗意波的波长相等 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度无关
6

⑵静止的 3

Li

核俘获一个中子发生核反应,放出 ? 粒子同时生成一个▲核,该核反应过程放出能量为 E,
n ∞ 5 4 3 2 E/eV 0 -0.54 -0.85 -1.51

已知真空中光速为 c,则该核反应质量亏损为▲。 ⑶氢原子能级图如图所示,氢原子从 n=2 的激发态跃迁到基态。 ①求氢原子辐射的光子能量。 ②氢原子辐射的光子照射逸出功为 3.34eV 的锌板时,求逸 出光电子的最大初动能。 ▲▲▲ C(1).【答案】BC

-3.40

1

-13.6

C(2)【答案】

(氚)
17

C(3)【答案】①

eV ②

(2016-2017 学年江苏省扬中、六合、句容、省溧、中华、江浦、华罗庚七校高三上学期期中物理试卷) 【选 修 3-5】 (12 分) 18.下列说法中正确的是( ) A.玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型 B.核力存在于原子核内任意两个核子之间 C.天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 18 答案:D. 19.用同一光电管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应,得到光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图.则 a 光光子的频率 b 光光子 的频率 (选填“大于”、 “小于”、 “等于”) ; 用 a 光的强度 b 光的强度 (选 填“大于”、“少于”、“等于”) . 19、答案为:大于,大于. 20.一个静止的原子核 ,衰变时放出一个质量为 m1 速率为 v1 的 和一个光子,测得新核的速率为 v2、光子与新核运动方

粒子,同时产生一个质量为 m2 的反冲新核

向相同.已知普朗克常量为 h,写出该衰变的方程并求出光子的波长 λ.

20 答案:该衰变方程为

,放出光子波长为



18


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