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1、 微專題77 選修3-5 1．(2017·常熟中學高考二模)(1)下列說法中正確的是________． A．湯姆孫發(fā)現了電子，并發(fā)現了天然放射現象 B．天然放射現象的發(fā)現，說明原子可以再分 C．對于α射線、β射線、γ射線這三種射線而言，波長越長，其能量就越小 D．黑體輻射的實驗表明，隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動 (2)如圖1為實驗室常用的氣墊導軌驗證動量守恒的裝置．兩帶有等寬遮光條的滑塊A和B，質量分別為mA、mB，在A、B間用細線水平壓住一輕彈簧，將其置于氣墊導軌上，調節(jié)導軌使其能實現自由靜止，這是表明______________，燒斷細線，滑塊A、B被彈

2、簧彈開，光電門C、D記錄下兩遮光條通過的時間分別為tA和tB，若有關系式____________，則說明兩滑塊動量守恒． 圖1 (3)室內裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡．氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對它也毫無感覺．氡進入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導致肺癌的第二大因素．靜止的氡核Rn放出某種粒子X后變成釙核Po，粒子X的動能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能．試回答以下問題： ①寫出上述衰變的核反應方程(請用物理學上規(guī)定的符號表示粒子X)； ②求釙核的動能Ek2.

3、 2．(2017·溧水中學高考二模)(1)下列說法正確的是________． A．相同頻率的光照射到不同的金屬上，逸出功越大，出射的光電子物質波波長越大 B.C的半衰期為5 730年，若測得一古生物遺骸中C含量只有活體中的，則此遺骸距今約有17 190年 C．根據玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子運動的加速度減小 D．結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定 (2)核能是一種高效的能源． 圖2 ①核電站中，為了防止放射性物質泄漏．核反應堆有三道防護屏障，燃料包殼、壓力殼和安全殼(如圖2甲)．結合圖乙可知，安全殼

4、應當選用的材料是________． ②圖丙是用來檢測工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域．可以判斷工作人員受到何種輻射．當胸章上1 mm鋁片和3 mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時．結合圖乙分析工作人員一定受到了____射線的輻射． (3)在某次軍事演習中，載有魚雷的快艇總質量為M，以速度v勻速前進，現沿快艇前進的反方向發(fā)射一顆質量為m的魚雷后，快艇速度增為原來的倍，若不計水的阻力，求魚雷相對靜水的發(fā)射速度為多大． 3．(2017·江蘇高考考前模擬(二))(1)下列說法正確的是________． A．β射

5、線為原子的核外電子電離后形成的電子流 B．一個氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多能產生3個不同頻率的光子 C．用加溫、加壓或改變其化學狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期 D．原子核經過衰變生成新核，則新核的質量總等于原核的質量 (2)如圖3所示，光滑水平面上有A、B兩物塊，已知A物塊的質量為2 kg，以4 m/s的速度向右運動，B物塊的質量為1 kg，以2 m/s的速度向左運動，兩物塊碰撞后粘在一起共同運動．若規(guī)定向右為正方向，則碰撞前B物塊的動量為________kg·m/s，碰撞后共同速度為______m/s. 圖3 (3)中科院等離子物理研究所設計并制造的世界上

6、首個“人造太陽”實驗裝置大部件已安裝完畢．若在此裝置中發(fā)生核反應的方程是H＋H→He，已知H、He核的比結合能分別為EH＝1.11 MeV、EHe＝7.07 MeV，試求此核反應過程中釋放的核能． 4．(2017·揚州中學高三(上)月考)(1)下列說法正確的是________． A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經7.6天后就一定剩下1個氡原子核了 B．原子核內的中子轉化成一個質子和一個電子，這種轉化產生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，這就是β衰變的實質 C．光子的能量由光的頻率所決定 D．只要有核反應發(fā)生，就一定會釋放出核能 (2)在光滑水平面

7、上，質量為m的小球A正以速度v0勻速運動．某時刻小球A與質量為3m的靜止小球B發(fā)生正碰，兩球相碰后，A球的動能恰好變?yōu)樵瓉淼?則碰后B球的速度大小是________． A. B. C. D.或 (3)如圖4為氫原子的能級圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出多少種頻率不同的光子？若用其中頻率最大的光照射到逸出功為2.75 eV的光電管上，則加在該光電管上的遏止電壓為多少？ 圖4 5．(1)下列說法中正確的是(　　) A．火箭利用周圍空氣提供的動力飛行 B．γ射線是高速運動的電子流 C．鈾235與鈾238原子核內的中子數不同，因而有不同的

8、半衰期 D．熱核反應的溫度須達到108 K，反應過程中要吸收能量 (2)太陽內部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質子H聚變?yōu)?個氦核He的熱核反應，核反應方程是：4H→He＋2X.已知質子、氦核、X的質量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.方程中的X表示________，核反應中釋放的核能ΔE＝____________. (3)如圖5甲所示是研究光電效應規(guī)律的光電管．用波長λ＝0.50 μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過?表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.結合圖象，求：(結果保留兩位有效數字) 圖5 ①每秒鐘陰極發(fā)射的光

9、電子數和光電子飛出陰極K時的最大初動能． ②該陰極材料的極限波長． 6．(2017·鎮(zhèn)江市高三三模)(1)如圖6所示，某原子的三個能級的能量分別為E1、E2和E3.a、b、c 為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光，下列判斷正確的是________． 圖6 A．E1 >E3>E2 B．E3－E2＝E2－E1 C．b光的波長最長 D．c光的頻率最高 (2)2011年3月11日在日本海域發(fā)生強烈地震，強震引發(fā)了福島核電站危機．其中的U發(fā)生著裂變反應，試完成下列反應方程式：U＋n→Ba＋Kr＋________；已知U、Ba、Kr和中子的質量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反應中一個U

10、裂變時放出的能量為__________．(已知光速為c) (3)如圖7所示，A、B兩個木塊質量分別為2 kg與0.9 kg，A、B與水平地面間接觸面光滑，上表面粗糙，質量為0.1 kg的鐵塊以10 m/s的速度從A的左端向右滑動，最后鐵塊與B的共同速度大小為0.5 m/s，求： 圖7 ①A的最終速度； ②鐵塊剛滑上B時鐵塊的速度． 7．(1)下列說法正確的是________． A．光電效應是原子核吸收光子向外釋放電子的現象 B．天然放射性現象說明原子具有復雜的結構 C．一個氘核的質量小于一個質子和一個中子的質量之和

11、D．已知鈷60的半衰期為5.27年，則任何一個鈷60原子核都將在5.27年內發(fā)生衰變 (2)如圖8所示，靜電計與鋅板相連，現用紫外燈照射鋅板，關燈后，指針保持一定的偏角． 圖8 ①現用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將________(填“增大”“減小”或“不變”) ②使靜電計指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉．那么，若改用強度更大的紅外燈照射鋅板，可觀察到靜電計指針____(填“有”或“無”)偏轉． (3)如圖9所示，質量為m＝2 kg的物體，在水平力F＝16 N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運動．已知物體與水平面間的動摩擦因數μ

12、＝0.2.若F作用t1＝2 s后撤去，撤去F后又經t2＝2 s物體與豎直墻壁相碰，若物體與墻壁作用時間t3＝0.1 s，碰撞后反向彈回的速度v′＝6 m/s，求墻壁對物體的平均作用力大?。?g取10 m/s2) 圖9 答案精析 1．(1)D　(2)氣墊導軌水平?。?　 (3)①Rn→Po＋He　② 解析　(1)湯姆孫發(fā)現了電子，貝可勒爾發(fā)現了天然放射現象，故A錯誤； 天然放射現象的發(fā)現，說明原子核具有復雜結構，是可分的，故B錯誤； 對于α射線、β射線、γ射線這三種射線只有γ射線是電磁波，電磁波的能量E＝hν，波長越長，頻率越低，能量越小，而α射線、β射線不是電磁波，能量不

13、能利用E＝hν計算，故C錯誤； 黑體輻射的實驗表明，隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動，故D正確． (2)兩滑塊自由靜止，處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，表明氣墊導軌是水平的； 設遮光條的寬度為d，兩滑塊的速度分別為：vA＝，vB＝ 如果動量守恒，則滿足：mAvA－mBvB＝0 解得：－＝0. (3)①根據質量數和電荷數守恒可得該核反應方程為： Rn→Po＋He. ②設粒子X的質量為m1、速度為v1，釙核的質量為m2、速度為v2 根據動量守恒定律有 0＝m1v1－m2v2 釙核的動能：Ek2＝＝×＝. 2．(1)AB　(2)①混凝土?、讦隆?3)v 解析　(

14、3)根據動量守恒定律有：Mv＝(M－m)·v－mv′ 解得v′＝v. 3．(1)C　(2)－2　2　(3)23.84 MeV 解析　(1)β射線即高速電子流，是由原子核內的中子變?yōu)橘|子同時放出電子產生的，而非核外電子電離后形成的電子流，故A錯誤； 一個氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多能產生2個不同頻率的光子，若是一批氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多能產生3種不同頻率的光子，故B錯誤； 半衰期只與元素本身有關，與所處的物理、化學狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度等無關，故C正確； 在衰變過程中伴隨著質量虧損，因此新核質量一定小于原核質量，故D錯誤． (2)規(guī)定向右為正方向，碰撞

15、前B物塊的動量pB＝mBvB＝1×(－2) kg·m/s＝－2 kg·m/s. 根據動量守恒定律得：mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v， 解得：v＝ m/s＝2 m/s. (3)由質能方程：ΔE＝Δmc2， 則核反應過程中釋放的核能：ΔE＝4EHe－4EH＝4×(7.07－1.11) MeV＝23.84 MeV. 4．(1)BC　(2)C　(3)6種　10 V 解析　(1)半衰期是大量原子衰變時所表現出的統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核沒有意義，A錯誤； β衰變所釋放的電子是由原子核內中子轉化成質子后釋放出的電子，B正確； 根據光子能量計算公式E＝hν可知其能量由光的頻率決定，C正確；

16、 只有存在質量虧損的核反應才會釋放核能，D錯誤； (2)根據碰后A球的動能恰好變?yōu)樵瓉淼?，由Ek＝mv2知，速度大小變?yōu)樵瓉淼? 取碰撞前A球速度方向為正方向，得 v′＝±v0，碰撞過程中A、B動量守恒，則有：mv0＝mv′＋3mvB 當 v′＝v0時，解得：vB＝v0；因vB＜，不符合運動情況，故不可能. 當 v′＝－v0時，解得：vB＝v0. (3)根據C＝6知，大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種頻率不同的光子． 能級間躍遷放出或吸收光子的能量滿足： hν＝Em－En. 所以頻率最大的光子能量為： E＝E4－E1＝(－0.85＋13.6) eV＝1

17、2.75 eV. 根據愛因斯坦光電效應方程，有： Ekm＝hν－W0 根據動能定理有： eU＝Ekm 解得：U＝10 V. 5．(1)C　(2)e　(4m1－m2－2m3)c2　(3)①4.0×1012個　9.6×10－20 J?、?.66 μm 解析　(2)X的質量數：2A＝4－4＝0，電荷數：2Z＝4－2＝2，所以Z＝1.所以X是正電子，即e. 核反應方程式為：4H→He＋2e 質量虧損：Δm＝4m1－m2－2m3 釋放能量為：ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2. (3)①光電流達到飽和時，陰極發(fā)射的光電子全部到達陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個數 n＝

18、＝(個)＝4.0×1012(個) 光電子的最大初動能為： Ekm＝eUc＝1.6×10－19 C×0.6 V＝9.6×10－20 J. ②設陰極材料的極限波長為λc，根據愛因斯坦光電效應方程：Ekm＝h－h(huán)，代入數據得λc≈0.66 μm. 6．(1)D　(2)3n　(mU－mBa－mKr－2mn)c2 (3)①0.25 m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同?、?.75 m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同 解析　(3)①設木塊A、B的質量分別為mA、mB，鐵塊的質量為M， A的最終速度為vA，鐵塊和B的最終速度為vB， 根據動量守恒定律，得 Mv0＝(M＋mB)vB＋mAvA

19、 解得vA＝0.25 m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同． ②鐵塊剛滑上B時，A達到最大速度，即最終速度vA， 此時B與A的速度相同，根據動量守恒定律得 Mv0＝Mv＋(mA＋mB)vA 解得v＝2.75 m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同． 7．(1)C　(2)①減小?、跓o　(3)280 N 解析　(1)光電效應是原子中的電子吸收光子，從而擺脫原子核的束縛，向外釋放光電子的現象，故A錯誤；天然放射性現象說明原子核具有復雜的結構，選項B錯誤；當一個中子和一個質子結合成一個氘核時，有質量虧損，氘核的質量小于中子與質子的質量之和，選項C正確；半衰期只是對大量的原子核的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的

20、原子核不適用，故選項D錯誤． (2)①用一紫外燈照射鋅板，鋅板產生光電效應，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將減?。? ②用黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉，說明黃光不能使鋅板產生光電效應，紅外光的頻率比黃光低，紅外光也不能使鋅板產生光電效應，靜電計指針無偏轉． (3)對于物體與墻壁碰撞之前的過程，設物體與墻壁碰撞前的速度為v.設向右為正方向，由動量定理得 Ft1－μmg(t1＋t2)＝mv－0 代入數據解得v＝8 m/s 對于物體與墻壁碰撞過程，由動量定理得 －t3＝－mv′－mv 得到墻壁對物體的平均作用力＝280 N. 11