選修3-5綜合訓練剖析

1、選修模塊3-5綜合訓練1.( 1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是第1頁共9頁14(2)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量 (選填“越大”或"越小”)。已知氫原子的基態(tài)能量為E!(Ei<0)，電子質(zhì)量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為丫的光子被電離后，電子速度大小為 (普朗克常量為h ).14171(3)有些核反應過程是吸收能量的。例如在X + 7N t 8O + 1H中，核反應吸收的能量2 ,.Q = (mo mH ) -(mx mN )c ,在該核反應中，X表示什么粒子？ X粒子以動能Ek轟擊靜14止的7N，若E

2、k=Q，則該核反應能否發(fā)生？請簡要說明理由。2. (1)下列說法正確的是 A .湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B. 太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太短D. 將放射性元素摻雜到其它穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變(2)北京時間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強烈地震，并引發(fā)了福島核電站產(chǎn)生大137量的核輻射，經(jīng)研究，其中核輻射的影響最大的是銫137 ( 55 Cs ),可廣泛散布到幾百公里之外，且半衰期大約是 30年左右).請寫出銫137發(fā)生B衰變的核反應方程：.如果在該反應過程中釋放的核能為 為.

3、(已知碘(I)為53旦二圭(3)如圖甲所示，光滑水平面上有 刻B靜止，A以一定的初速度向右運動，之后與 圖象如圖乙所示(規(guī)定向右為位移的正方向)，E，則該反應過程中質(zhì)量虧損 號兀糸， 鋇(Ba)為56號元素)A、B兩物塊，已知 A物塊的質(zhì)量 mA=1kg .初始時B發(fā)生碰撞并一起運動，它們的位移B的質(zhì)量為多少？則物體-時間ABVAS圖甲圖乙3. （ 1）一個質(zhì)子以1.0 x 1m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣?原子核，已知鋁核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅核的質(zhì)量是質(zhì)子的 28倍，則下列判斷中正確的/Jxo27I28A. 核反應方程為13 Al +i H宀14Si27i28

4、B. 核反應方程為i3Al +oni4SiC. 硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致D. 硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致（2）目前，日本的“核危機”弓I起了全世界的矚目核輻射放出的三種射線超過了一定的 劑量會對人體產(chǎn)生傷害。三種射線穿透物質(zhì)的本領由弱到強的排列是A. a射線，B射線，丫射線B. B射線，a射線，丫射線C. 丫射線，a射線，B射線D. 丫射線，B射線，a射線（3）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設每次聚變反應可以看作是4個氫核（；H）結(jié)合成1個氦核（：He）,同時釋放出正電子（0e ）。已知氫核的質(zhì)量為 mp,氦核的質(zhì)

5、量為 ma,正電子的質(zhì)量為 me,真空中光速為 C。計算每次核反應中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合臺匕 冃匕。4. （4分）下列說法正確的是 A. 原子核內(nèi)部某個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從原子核中發(fā)射出來，這就是3衰變B .比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時一定吸收核能C. 根據(jù)玻爾理論可知， 氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動速度減小。fl= 4-U囂艸n= 32 -3 4eV旳=436eVD. 德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質(zhì)波的概念，認為一切物體都具有波粒 二象性。（4分）現(xiàn)用下列幾種能量的光子的光照射處于基態(tài)的氫原子，A： 10.25

6、eV、B： 12.09eV、C:12.45eV，則能被氫原子吸收的光子是 （填序號），氫原子吸收該光子后可能產(chǎn)生 種頻率的光子.氫原子能級圖為：（4分）如圖（a）所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實驗小車，甲車系一穿過打點 計時器的紙帶，當甲車受到水平向右的瞬時沖量時，隨即啟動打點計時器，甲車運動一 段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運動，紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩 車運動情況如圖（b）所示，電源頻率為 50Hz,求：甲、乙兩車的質(zhì)量比m 甲: m乙打點計時器甲乙(a)HF ih q ran ifi jn n jmq phi fifijiHi jj ti i p in |.i n

7、3| i>n Tin jn1234567 的(b)5. 下列關于近代物理知識說法，你認為正確的是 。A. 湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B. 太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太長D. 按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電 子的動能減小，原子總能量增加(2)一個氘核(2H)和一個氚核(1h)結(jié)合成一個氦核并放出一個中子時，質(zhì)量虧損為Am,已知阿伏加德羅常數(shù)為 Na，真空中的光速為 c,若1 mol氘和1 mol氚完全發(fā)生上述核反 應，則在核反應中釋放的能量為 .22I22A.

8、 Na AmcB. 2Na AmcC.Na AmcD. 5NAAmc(3)用速度為Vo、質(zhì)量為mi的2He核轟擊質(zhì)量為m2的靜止的147N核，發(fā)生核反應，最終 產(chǎn)生兩種新粒子 A和B.其中A為1780核，質(zhì)量為m3,速度為V3； B的質(zhì)量為m4. 計算粒子B的速度Vb.粒子A的速度符合什么條件時，粒子B的速度方向與He核的運動方向相反.6. (1)下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是(甲乙丙)丁A、圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一B、圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的C、圖丙：盧瑟福通過分析 a粒子散射實驗

9、結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D、圖?。焊鶕?jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性(2)點光源以功率 P向外發(fā)出波長為 入的單色光，已知普朗克恒量為 h，光速為c，則此光源每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)為 個,若某種金屬逸出功為 W，用此光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能為 。(3 )在光滑的水平面上有甲、乙兩個物體發(fā)生正碰，已 知甲的質(zhì)量為1kg，乙的質(zhì)量為3 kg，碰前碰后的位移時間 圖像如圖所示，碰后乙的圖像沒畫，則求碰后乙的速度， 并在圖上補上碰后乙的圖像7. (1)下列說法中正確的有 A. 黑體輻射時電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關B. 普朗克為了解釋光電效應的規(guī)律，提出了光

10、子說C. 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示原子核有復雜的結(jié)構(gòu)D. 盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子(2)如圖所示，是使用光電管的原理圖。當頻率為的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過。 當變阻器的滑動端P向端滑動時(選填“左”或“右”)，通過電流表的電流將 當電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為 U,則光電子的最大初動能為 (已知電子電荷量為 e). 如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強度，則光電子的最大初動能將 (選填“增加”、“減小”或“不變”).(3 )物理學家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫 核到氦核的核聚變反應。根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核(；H )轉(zhuǎn)化成一個氦核(4 He

11、 )和兩個正電子(0e )并放出能 量。已知質(zhì)子質(zhì)量 mp=i.0073u , a粒子質(zhì)量ma=4.0015u，電子質(zhì)量 me=0.0005u。其中u為 原子質(zhì)量單位，且 lu相當于931.5MeV。(1) 寫出該核聚變的反應方程；(2) 一次這樣的核反應過程中釋放出多少兆電子伏特的能量？(保留4位有效數(shù)字)&(1)下列說法正確的是 A. 康普頓效應進一步證實了光的波動特性B. 為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量的量子化C. 經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征D. 天然放射性元素的半衰期與環(huán)境的溫度有關(2 ) 204Th是不穩(wěn)定的，能自發(fā)地發(fā)生衰變。完成2

12、3490Th衰變反應方程23490 Th =23491Pa9Th衰變?yōu)?62 Rn ,共經(jīng)過次衰變，次：衰變。(3)氫原子的能級如圖所示，有一群處于n=4能級的氫原子。如果原子 n=2向n=1躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應， 這群氫原子發(fā)出的光譜中共有幾條譜線 能使該金屬產(chǎn)生光電效應？ 從能級n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材 料，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為多少？則：坪 一 _， .853 IJ2 -9. (1)存在下列事實： 一對高能的丫光子相遇時可能產(chǎn)生一對正負電子；一個孤立的丫光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對正負電子；一個高能的丫光子經(jīng)過重核附近時可能產(chǎn)生一對正負電子；

13、 原子核發(fā)生變化時，只發(fā)射一些特定頻率的丫光子關于上述事實下列說法正確的是(電子質(zhì)量me,光在真空中速度為 c,普朗克常量為h)A. 事實表明，微觀世界中的相互作用，只要符合能量守恒的事件就一定能發(fā)生2 meC hB. 事實說明，動量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律C. 事實中，由于外界重核的參與， 系統(tǒng)動量不守恒，而丫光子的頻率需滿足D. 事實中表明，原子核的能級也是不連續(xù)的(2) 290Th本身不是易裂變材料，但是一種增殖材料，它能夠吸收慢中子變成290Th,然后經(jīng)過次衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐凰?33u.(3)如圖為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關系，當用光子能量為4.5e

14、V的藍光照射光電管的陰極K時，對應圖線與橫軸的交點Ui= 2.37V.(普朗克常量h= 6.63X 1034 j s；電子電量 =1.6 X 10 19 C)(以下計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 求陰極K發(fā)生光電效應的極限頻率. 當用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極 0.32叮求陰極K單位時間發(fā)射的光電子數(shù).10. (1)以下說法中正確的是A. 在原子核反應中，反應前后質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)都是守恒的B. 玻爾根據(jù)氫原子光譜分立的特性提出電子軌道和原子能量是量子化的C. 核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)核力比庫侖力大得多D. 光電效應和a粒子散射實驗都證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型(

15、SB)9 碰撞前碰撞后(2)題圖(2)如圖所示，一個運動的中子與一個靜止的中子 發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程中動量( 一定”可能”或一定不”守恒 碰撞后A中子 (靜止”向右運動” 或向左運動”)。(3)我國大亞灣核電站總裝機容量3.8 X910。如果1g鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2 X 1J。假定所產(chǎn)生的能量全部轉(zhuǎn)化成電能，每年該電站滿負荷工作要消耗多少鈾 235?(一年時間約3.2 X彳0,結(jié)果取一位有效數(shù)字)11. (1) 下列說法中正確的是 A. 太陽輻射的能量主要來源于重核裂變B. -衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的C. X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出來的D.

16、比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越松散，原子核越不穩(wěn)定(2) 用能量為l5eV的光子照到某種金屬上，能發(fā)生光電效應，測得其光電子的最大初動能為12.45eV ,則該金屬的逸出功為 eV.氫原子的能級如圖所示，現(xiàn)有一群處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效 應的頻率共有種.(3) 2011年3月11日，日本發(fā)生9. o級地震后爆發(fā)海嘯，導致福島核電站核泄漏，核安全問題引起世界關注福島核電站屬于輕水反應堆，即反應堆使 用普通水作為減速劑，使快中子減速變成慢中子，便于被9；5u俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈式反應.23513994(a) 若鈾核92 U俘獲

17、一個慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了54 Xe和38Sr，寫出核裂變方程1(b) 若快中子的減速過程可視為快中子與普通水中1H核發(fā)生對心正碰后減速.上述碰撞過程可簡化為彈性碰撞，現(xiàn)假定某次碰撞前快中子速率為V。，靶核；H核靜止.試通過計算說明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌伲?已知氫核質(zhì)量和中子質(zhì)量近似相等).12. (1 )在下列核反應方程中,x代表質(zhì)子的方程是 eH4 2+ Al 7 32 1X+PO 53 1eH4 2+ N 4 7X+O7 8X +n1 o+H2 1He(2)當具有5.0 eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能是1.5 eV。為了使該金屬產(chǎn)生光電效

18、應，入射光子的最低能量為A. 1.5 eVB. 3.5 eVC. 5.0 eVD. 6.5 eV(3)臺激光器發(fā)光功率為P0,發(fā)出的激光在真空中波長為，真空中的光速為c，普朗克常量為h，則每一個光子的動量為 ；該激光器在t秒內(nèi)輻射的光子數(shù)為 13. （1）下面核反應中 X代表電子的是 14417A. 7N+2HeT 8。+XC.2loTh >23491Pa X235,丄 1144 f 89,/ 丄D. 92U+0nT 56B36Kr +3X（2）從某金屬表面逸出光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率 > 的圖像如下圖所示， 則這種金 屬的截止頻率是出；普朗克常量是JSoHZ（3）一個

19、靜止的鈾核232u（原子質(zhì)量為232.0372U ）放出一個 a粒子（原子質(zhì)量為4.0026U ）后衰變成釷核9oTh （原子質(zhì)量為27228.0287U）。（已知：原子質(zhì)量單位1u=1.67X 10 kg, 1u 相當于 931MeV） 算出該核衰變反應中釋放出的核能？ 假設反應中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和a粒子的動能，則釷核獲得的動能與a粒子的動能之比為多少？14. 如圖所示，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關于上述過程，下列說法中正確的是A男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒B. 小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒C. 男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)

20、動量守恒D. 木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同若氫原子的基態(tài)能量為E （Ev 0 ）,各個定態(tài)的能量值為En=E/n2 （n=1, 2, 3），則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛，所需的最小能量為;若有一群處于 n=2能級的氫原子，發(fā)生躍遷時釋放的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應現(xiàn) 象，則該金屬的逸出功至多為 （結(jié)果均用字母表示）。在某些恒星內(nèi)，3個a粒子可以結(jié)合成一個16C核，已知16C核的質(zhì)量為1.99502 XI0-26kg, a粒子的質(zhì)量為6.64672 X0-27kg ,真空中的光速c=3 X08m/s，計算這個反應中所釋放的核 能（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。3-5

21、參考答案1.(1)A ;(2) 越大2(hv E1m(3)：He ；不能實現(xiàn)，因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的要求。2.137(1) B D (2) 55137Cs r 56E /c2(3)根據(jù)公式vLS：t由圖可知,16撞刖 vAm/ s = 4m/ s4撞后V2°-16 / 彳 / m/s = 1m/s8-4則由miAVA =(mA m(B)v解得：mB二3. (1) AD(2) A(3) . ：m= 4mp -m -2me;4. ADB 3由圖知：起運動的速度大小為v 共=0.4m/s1(2H)和一個氚核(1H)結(jié)合成一個氦核并放 氚完全發(fā)生上述核反應，釋放的能量為上mV。 mv3解得：Vb=B的速度與He核的速度方向相反，即: mw mv3<0,mV。解得：V3>.mhc6. ( 1) AB (2) WPhc(3)由圖 v 甲=0v'甲=0.3m/st/s2(4mp -m：. -2me)c4碰前甲車運動的速度大小為v 甲=0.6m/s，碰后甲乙兩車，由動量守恒定律可得：甲：m乙=2：m甲v甲=(m甲+ m乙)v共解得：m