2015高考物理(选修3-5)一轮精品复习之综合提升13Word版含答案
人教版高中物理选修3-5：测试卷(十三)含答案
高中同步测试卷(十三)模块测试卷(A)(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子( )A.一直受到重金属原子核的斥力作用B.动能不断减小C.电势能不断增大D.出现大角度偏转是与电子碰撞的结果2.在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上.假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A.一定落在中央亮纹处B.一定落在亮纹处C.可能落在暗纹处D.落在中央亮纹处的可能性最大3.(2016·高考天津卷)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展.下列说法符合事实的是( )A.赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O，发现了中子C.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型4.用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象.现改用频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是( )A.如果ν2>ν1，则能发生光电效应B.如果ν2<ν1，则不能发生光电效应C.如果ν2>ν1，则逸出光电子的最大初动能增大D.如果ν2>ν1，则逸出光电子的最大初动能不受影响5.在物理学中，没有比光更令人惊奇的了.关于光的产生、本质和应用，下列说法正确的是( )A.光是一份一份的，每一份叫作光子，每一个光子的能量是hν，光子打在金属板上，可能发生光电效应B.光子被235 92U吸收，235 92U会裂变，发生链式反应，产生核能C.光子既有能量，又有动量D.光子是较轻的粒子，参与强相互作用6.质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止的小球B发生正碰，碰后小球A 速度大小变为原来的13，那么小球B 的速度可能值为( )A.13v 0B.23v 0C.49v 0 D.59v 0 7.如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高为20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敞篷小车中.车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬间的速度大小是25 m/s ，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是(g 取10 m/s 2)( )A.5 m/sB.4 m/sC.8.5 m/sD.9.5 m/s8.下列说法正确的有( )A.方程式23892U →23490Th ＋42He 是重核裂变反应方程 B.方程式11H ＋21H →32He ＋γ是轻核聚变反应方程 C.氢原子光谱是分立的D.氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子9.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是( )A.β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B.氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.23892U 衰变成206 82Pb 要经过8次β衰变和8次α衰变D.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 10.氢原子能级如图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A.氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C.一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级11.静止在匀强磁场中的23892U 核，发生α衰变后生成Th 核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是( )①衰变方程可表示为23892U ＝23490Th ＋42He②衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1∶45 ③Th 核和α粒子的动能之比为2∶117④若α粒子转了117圈，则Th核转了90圈A.①③B.②④C.①②D.③④12.一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是( )A.只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D.只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多题号123456789101112答案的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)13.(9分)约里奥—居里夫妇发现放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是，其衰变方程式为Ｗ.3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg的3215P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的3215P经天的衰变后还剩0.25 mg.14.(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B；b.调整气垫导轨，使导轨处于水平；c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧(弹簧的劲度系数很大，压缩量可忽略)，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；e.按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B 滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是________________________________________.(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有__________________(答出两点即可).(3)用上述实验数据也可测出被压缩的弹簧的弹性势能的大小，其表达式为_____________________________________________________________ .15.(10分)历史上第一次利用加速器实现的核反应是用加速后动能为0.5 MeV的质子11H 轰击静止的A Z X，生成两个动能均为8.9 MeV的42He.(1 MeV＝1.6×10－13 J)(1)写出上述核反应方程；(2)求上述核反应的质量亏损.16.(12分)如图所示，质量为M的天车静止在光滑水平轨道上，下面用长为L的细线悬挂着质量为m的沙箱，一颗质量为m0的子弹以v0的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后的运动过程中，求：(1)沙箱上升的最大高度；(2)天车的最大速度.参考答案与解析1．[导学号13050193] 【解析】选A.α粒子一直受到重金属原子核的斥力作用，斥力先做负功后做正功，α粒子动能先减小后增大，电势能先增大后减小，A正确，B、C错误．α粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰后其运动状态基本不变，D错误．2．[导学号13050194] 【解析】选CD.根据概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但是落在中央亮纹处的概率最大．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D正确．3．[导学号13050195] 【解析】选AC.赫兹通过一系列实验，得到了电磁波，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A 正确．查德威克用α粒子轰击94Be ，获得反冲核126C ，发现了中子，选项B 错误．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，选项C 正确．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型，选项D 错误．4．[导学号13050196] 【解析】选AC.对于一定的金属，入射光的频率必须大于或等于某一频率ν时才会产生光电效应，频率ν称为截止频率．如果入射光的频率低于截止频率ν，则不论光强多大，照射时间多长，都不会产生光电效应．不同的金属有不同的截止频率，当ν2>ν1时能发生光电效应，当ν2<ν1时不一定能发生光电效应，A 正确，B 错误；因光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而线性增加，所以当ν2>ν1时逸出光电子的最大初动能增大，C 正确，D 错误．5．[导学号13050197] 【解析】选AC.根据光子说和光电效应可知A 、C 正确；中子被235 92U 吸收，23592U 会裂变，发生链式反应，产生核能，而不是光子被吸收，B 错误；光子是媒介子，传递电磁相互作用，D 错误．6．[导学号13050198] 【解析】选AB.由动量守恒定律有mv 0＝m ×13v 0＋2mv ，得v ＝13v 0，或mv 0＝－m ×13v 0＋2mv ，得v ＝23v 0，并且可验证两种情况中动能不增加，选项A 、B 正确．7．[导学号13050199] 【解析】选A.由平抛运动的知识可知，小球下落的时间t ＝2hg＝2 s ，在竖直方向的速度v y ＝gt ＝20 m/s ，由运动的分解可得，在水平方向的速度v x ＝252－202m/s ＝15 m/s ，由于小球和小车的相互作用满足在水平方向上动量守恒，所以－m球v x ＋m 车v 车＝(m 球＋m 车)v ，解得v ＝5 m/s ，A 正确．8．[导学号13050200] 【解析】选BC.方程式23892U →23490Th ＋42He 是α衰变方程，故A 错误；聚变是质量较轻的核转化为质量较大的核，所以方程式11H ＋21H →32He ＋γ是轻核聚变反应方程，故B 正确；由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级E n ＝1n2E 1，故氢原子的能级是不连续的即是分立的，故C 正确；氢原子从某激发态跃迁至基态要放出特定频率的光子，故D 错误．9．[导学号13050201] 【解析】选D.β射线是高速的电子流，不是电磁波，A 错误；半衰期是一个统计规律，对少数粒子不适用，B 错误；由23892U →20682Pb ＋x 42He ＋y 0－1e ，根据质量数和电荷数守恒，有238＝206＋4x ，92＝82＋2x －y ，解得x ＝8，y ＝6，即23892U 衰变成20682Pb 要经过8次α衰变和6次β衰变，C 错误；β衰变是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，并把转化产生的电子发射到核外，D 正确．10．[导学号13050202] 【解析】选CD.根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长一定小于656 nm ，因此选项A 错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项B 错误，选项D 正确；一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C 正确．11．[导学号13050203] 【解析】选D.原子核的衰变是不可逆的，所以衰变方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接，即23892U 核衰变的方程应为：23892U →23490Th ＋42He ，①错误；衰变后的α粒子和新核速度方向相反，电性相同，由左手定则知，它们所受的洛伦兹力方向相反，所以其运动轨迹应为两个外切圆，②错误；衰变前23892U 核静止，衰变过程动量守恒，所以衰变后的α粒子和新核动量大小相等，由E k ＝p 22m知，Th 核的动能E k1和α粒子的动能E k2之比E k1∶E k2＝m α∶m Th ＝2∶117，③正确；由T ＝2πmqB知，T αT Th ＝m αq Th m Th q α＝90117，故α粒子转117圈与Th 核转90圈所用时间相同，④正确．12．[导学号13050204] 【解析】选BCD.金属逸出功由金属材料决定，与入射光无关，故A 错误；根据爱因斯坦光电效应方程得知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光照射时间无关，故B 、C 正确；只增大入射光的强度，单位时间内入射的光子个数增加，一个光子被一个电子吸收，则单位时间内逸出的光电子数目将增多，故D 正确．故选BCD.13．[导学号13050205] 【解析】据电荷数守恒和质量数守恒，知3015P 衰变成3014Si 时放出粒子的电荷数为1、质量数为0，故该粒子为正电子( 0＋1e)，3015P 的衰变方程为3015P →3014Si ＋ 0＋1e ；由m -t 图知3215P 的半衰期为T ＝14天，由m 余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT ，将m 0＝4 mg 、m 余＝0.25 mg 代入，解得t ＝56天．【答案】 0＋1e3015P →3014Si ＋ 0＋1e 5614．[导学号13050206] 【解析】(1)滑块A 、B 分开的过程中动量守恒，A 、B 分开后在导轨上匀速运动，测出一段时间内滑块的位移可得出滑块运动的速度，所以为了求解滑块B 的速度，还应测出B 的右端至D 板的距离L 2.(2)该实验的误差来源于测量质量、时间、距离等存在误差；阻力造成误差；气垫导轨不水平造成误差等．(3)根据能量守恒定律知，减少的弹性势能转化为两个滑块的动能，故有E p ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫m A L 21t 21＋m B L 22t 22. 【答案】(1)B 的右端至D 板的距离L 2(2)m A L 1t 1－m B L 2t 2＝0 测量质量、时间、距离等存在误差；由于阻力造成误差；气垫导轨不水平造成误差等(3)E p ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫m A L 21t 21＋m B L 22t 2215．[导学号13050207] 【解析】(2)Δmc 2＝E 末－E初，所以Δm ＝E 末－E 初c 2＝（2×8.9－0.5）×1.6×10－13（3×108）2kg ＝3.1×10－29kg.【答案】(1)11H ＋73X →42He ＋42He (或11H ＋73Li ―→42He ＋42He) (2)3.1×10－29kg16．[导学号13050208] 【解析】(1)子弹打入沙箱过程中，它们组成的系统动量守恒，则m 0v 0＝(m 0＋m )v 1摆动过程中，子弹、沙箱、天车组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒．沙箱到达最大高度时，系统有相同的速度，设为v 2，则有(m 0＋m )v 1＝(m 0＋m ＋M )v 212(m 0＋m )v 21＝12(m 0＋m ＋M )v 22＋(m 0＋m )gh 联立三式可得沙箱上升的最大高度h ＝m 20Mv 22（m 0＋m ）2（m 0＋m ＋M ）g. (2)子弹和沙箱再摆回最低点时，天车的速度最大，设此时天车的速度为v 3，沙箱的速度为v 4，由动量守恒得(m 0＋m )v 1＝Mv 3＋(m 0＋m )v 4 由系统机械能守恒得 12(m 0＋m )v 21＝12Mv 23＋12(m 0＋m )v 24 联立两式可求得天车的最大速度v 3＝2（m 0＋m ）m 0＋m ＋M v 1＝2m 0m 0＋m ＋Mv 0.【答案】(1)m 20Mv 22（m 0＋m ）2（m 0＋m ＋M ）g(2)2m 0m 0＋m ＋Mv 0。
2015高考物理(选修3-5)一轮精品复习之综合提升5Word版
1．(对应要点一)下列说法正确的是()A．惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波，其本质是相同的B．牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的，其实质是相同的C．惠更斯的波动说与牛顿的微粒说都是说光具有波粒二象性D．爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性解析：惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同，前者仍将光看作机械波，认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的，而后者说光波只是电磁波而不是机械波，可以不借助于任何介质而传播，A选项错误。
牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的。
前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的，而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子，它只强调光的不连续性，光是由一份一份组成的，B选项错误。
惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体或模型提出的，是对立的、不统一的。
C选项错误。
据光的波粒二象性知，D选项正确。
答案：D2．(对应要点一)关于光的波粒二象性，正确的说法是()A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越明显B．光的波长越长，光子的能量越小，波动性越明显C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性解析：从光的波粒二象性可知：光是同时具有波粒二象性，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著。
频率高、个数少时粒子性明显，波长长、量大时波动性明显。
答案：ABD3．(对应要点二)关于物质波，下列认识错误的是()A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：根据德布罗意物质波理论可知，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X 射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，故B错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项正确；由电子穿过铝箔的衍射实验知少量电子穿过铝箔后所落的位置呈现出衍射图样以及大量电子的行为表现出电子的波动性，而且干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故D错误。
高中物理选修3-5综合测试题含答案
高中物理选修3—5综合测试题一、 选择题1．天然放射现象的发现揭示了：（ ）A ．原子不可再分．B ．原子的核式结构．C ．原子核还可再分．D ．原子核由质子和中子组成． 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裂变反应B ．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C ．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D ．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， 原子势能增大，总能量增大3．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A 中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（ ）A 增大入射光的频率B 增大入射光的强度C 滑片P 向右移动D 滑片P 向左移动 4、质量为m 的物体，在水平面上以加速度a 从静止开始运动，所受阻力是f ，经过时间t ，它的速度为V,在此过程中物体所受合外力的冲量是（ ）A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a5．用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是 （ ） A ．hv 1 C ．h(v 2+v 3) B ．h(v 1+ν2) D ．h(v 1+v 2+v 3)6．如图6—2—4所示，质量为m 的A 小球以水平速度u 与静止的光滑水平面上质量为3m 的 小球B 正碰后，A 球的速率变为原来的一半，则碰后B 球的速度是(以u 方向为正方向)( )A ．B ．u -C ． D7．一个氢原子处于第3能级时，外面射来了一个波长为6.63×10－7m 的光子，下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子B.氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9．如图所示，A 、B 两物体质量之比m A ︰m B ＝3︰2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ）A ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成系统的动量守恒 B ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A 、B 、C 组成系统的动量不守恒 C ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒D ．若A 、B 所受的摩擦力大小不相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒 10．如图8—3—2所示，在光滑水平面上，有一质量为M ＝3 kg 的薄板和质量为m ＝1 kg 的物都以v ＝4 m ／s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2．4 m ／s 时，物块的运动情况是( ) A.做加速运动 B ．做减速运动C ．做匀速运动D ．以上运动都可能 二、填空题11．如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。
高中物理选修3-5综合练习(带解析)
选修3-5综合练习一、单选题（本大题共7小题，共35分）1.下面物理原理中说法不．正确的是()A. 物体所受合外力越大，它的动量变化就越快B. 发射火箭的基本原理是利用直接喷出的高温高压气体，获得强大的反冲推力C. 物体所受合外力对其所做总功为零，则该物体机械能一定守恒D. 某系统在爆炸或碰撞瞬间内力远大于外力，可近似认为该系统动量守恒2.A，B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移时间图象。
a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2kg，则由图象判断下列结论正确的是()A. A，B碰撞前的总动量为3kg·m/sB. 碰撞时A对B所施冲量为-3N⋅SC. 碰撞前后A的动量变化为3kg·m/sD. 碰撞中A，B两球组成的系统损失的动能为10J3.将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A. 30kg⋅m/sB. 5.7×102kg⋅m/sC. 6.0×102kg⋅m/sD. 6.3×102kg⋅m/s4.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表G示数为0，则下列说法正确的是（）A. 光电子的最大初动能为1.05eVB. 光电管阴极的逸出功为1.7eVC. 当滑动触头向a端滑动时，电流增大D. 改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触头c，电流表G中也可能有电流5.关于玻尔理论，下列说法正确的是()A. 电子围绕原子核运动的轨道是连续的B. 原子中的电子呈现不稳定分布C. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，氢原子的能量增大D. 玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱现象6.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n=4激发态跃迁到基态时释放的光子康普顿效应最明显B. 6种光子中有3种属于巴耳末系C. 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D. 使n=4能级的氢原子电离至少要13.6eV的能量7.下列说法中正确的有()A. 方程式 92238U→90234Tℎ+24He是重核裂变反应方程B. 方程式 11H+12H→23He+γ是轻核聚变反应方程C. 13H+12H→24He+01n是β衰变D. 92235U+01n→54140Ba+201n+3894Kr是α衰变二、多选题（本大题共3小题，共18分）8.下列理解正确的是()A. 光电效应现象证明光是一种波，康普顿效应证明光是一种粒子B. 电子显微镜分辨率比光学显微镜更高，是因为它利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射C. 个别光子的行为往往表现出波动性，大量光子的效果往往表现出粒子性D. 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著9.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量ℎ=6.63×10−34J·s，电子电荷量e=1.6×10−19C，由图可知()A. 该金属的截止频率为4.27×1014HzB. 该金属的截止频率为5.5×1014HzC. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功约为1.77eV10.下面是铀核裂变反应中的一个：92235U+01n―→54136Xe+3890Sr+1001n已知铀235的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶90的质量为89.9077u，氙136的质量为135.9072u，则此核反应中()A. 质量亏损为Δm=235.0439u+1.0087u−89.9077u−135.9072uB. 质量亏损为Δm=(235.0439+1.0087−89.9077−135.9072−10×1.0087)uC. 释放的总能量为ΔE=(235.0439+1.0087−89.9077−135.9072−10×1.0087)×(3×108)2JD. 释放的总能量为ΔE=(235.0439+1.0087−89.9077−135.9072−10×1.0087)×931.5MeV三、填空题（本大题共4小题，共50分）11.完成下列核反应方程式，并在括号内注明核反应的类型。
导与练2015届高考物理(浙江专用)一轮章末检测：选修3-5
选修3 5 检测试题(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)1.卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明.A.原子还可再分B.原子核还可再分C.原子具有核式结构D.原子核由质子和中子组成2.(2012年江苏高考)如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是.3.(2013上海黄埔二模)在花岗岩、大理石等装饰材料中,都不同程度地含有放射性元素.下列说法中正确的是.A.U衰变成Pb要经过6次β衰变和6次α衰变B.三种放射线中α射线的电离本领最强,γ射线的穿透本领最强C.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的D.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线穿透本领比γ射线强4.(2012年上海高考)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其检测装置由放射源、探测器等构成,如图所示.该装置中探测器接收到的是.A.X射线B.α射线C.β射线D.γ射线5.(2013江苏省扬州中学模拟)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标(4.27,0),与纵轴交点坐标(0,0.5)).由图可知普朗克常量为.A.6.63×10-34 J·sB.6.50×10-34 J·sC.6.60×10-34 J·sD.6.70×10-34 J·s6.利用氦3He)和氘进行的聚变反应安全无污染,容易控制.月球上有大量的氦3,每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一.“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦3的分布和储量.已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是:He n+3.26 MeV,若有2 g氘全部发生聚变,则释放的能量是(N A为阿伏加德罗常数) .A.0.5×3.26 MeVB.3.26 MeVC.0.5N A×3.26 MeVD.N A×3.26 MeV7.(2013浙江六校联考)氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV,下列说法错误的是.A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,发出的光具有显著的热效应C.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的光D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出3种不同频率的可见光8.(2013年天津理综)下列说法正确的是.A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关二、不定项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)9.下列说法正确的是.A.温度越高,放射性元素的半衰期越长B.天然放射现象说明原子核内部是有结构的C.汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构D.重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损,都向外界放出核能10.氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法正确的是.A.氢原子的能级减少B.氢原子的电势能增大C.核外电子绕核旋转的半径增大D.核外电子的运动加速度增大11. (2012河南洛阳模拟)如图所示,有一光滑小球质量为m,被一U形框扣在里面,框的质量为M,且M=2m,它们搁置于光滑水平面上,今让小球以速度v0向右去撞击静止的框,设碰撞无机械能损失,经多次相互撞击,下面结论正确的是.A.最终都将停下来B.最终将以相同的速度向右运动C.永远相互碰撞下去,且整体向右运动D.在它们反复碰撞的过程中,小球的速度将会再次等于v0,框也会再次重现静止状态12.(2013河北石家庄模拟)中国未来将建设中东部核电基地,而安徽的芜湖、安庆、池州、宣城等地的核电项目有望写入国家“十二五规划”.发展核电既是中国发展突破能源、交通、环保瓶颈的上策,也符合“节能减排”的号召.下列关于核电站的说法中正确的是.A.核反应方程可能是U n Ba Kr+nB.核反应过程中质量和质量数都发生了亏损C.在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响D.核电站的能量转换过程是:通过核反应堆将核能转化为热能,再通过汽轮机将热能转化为机械能,最后通过发电机将机械能转化为电能三、非选择题(共48分)13.(6分)某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应,用某单色光照射光电管的阴极K时,会发生光电效应现象.闭合开关S,在阳极A 和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此时电压表的示数U称为反向遏止电压.根据反向遏止电压,可以计算出光电子的最大初动能.现分别用ν的单色光照射阴极K,测量到反向遏止电压分别为U1和U2,设电1和ν2子的比荷为,则阴极K所用金属的极限频率为,测得普朗克常量为.14.(8分)(1)在核反应堆中,铀核吸收中子会发生裂变,裂变的产物是多样的,所生成的核往往还会衰变,其中一个衰变过程可表述为I→Xe+ +ΔE.试问式中空格应为何种粒子?(2I的半衰期为8天.开始时核废料中有N0个I核,经过16天,还有个I核.(3)核电站的固体废料放射性比较强,要在核电站内的专用废物库放置5年,且在放置的初始阶段要对固体废料进行冷却处理.请简述需要进行冷却处理的理由.15.(10分)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证实了中微子的存在.(1)中微子与水中的H发生核反应,产生中子n)和正电子e),即中微子H n e可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是.(填写选项前的字母)A.0和0B.0和1C.1和0D.1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即e+e2γ,已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是.(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.16.(2012年海南卷)(12分)一静止的U核经α衰变成为Th核,释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?17.(12分)(2013济宁高三一模)静止的氮核N被速度为v0的中子n 击中生成碳核C和另一种原子核甲,已知C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致,碰后C核与甲核的动量之比为2∶1.(1)写出核反应方程式.(2)求C与甲核的速度各是多大?。
高考物理分类汇编：14.选修3-5 动量 原子物理附答案
高考物理真题分类汇编：动量专题(2015新课标I-35（2）).【物理—选修3-5】（10分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间。
A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。
设物体间的碰撞都是弹性的。
【答案】（– 2）M m < M【考点】动量、动量守恒定律及其应用；弹性碰撞和非弹性碰撞；机械能守恒定律及其应用【解析】A向右运动与C发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的却是守恒、机械能守恒，设速度方向向右为正，开始时A的速度为v0 ,第一次碰撞后C的速度为v c ,A的速度为v A1 ,由动量守恒定律和机械能守恒得：mv0 = mv A1 + Mv c1·········○1(2分)mv02 = mv A12 + Mv C12········○2(2分)联立○1○2式得：v A1 = v0 ······○3(1分)V C1 = v0·······○4(1分)如果m>M ，第一次碰撞后，A与C 速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B 发生碰撞；如果m = M ，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右运动，A不可能与B发生碰撞，所以只需要考虑m < M的情况。
第一次碰撞后，A反向运动与B发生碰撞，设与B发生碰撞后，A的速度为v A2,B的速度为v B1，同样有：v A2 = v A1 = ()2v0·········○5(1分)根据题意，要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有：v A2v C1·······○6(1分)联立○4○5○6式得：m2 + 4mM – M20 ·········○7(1分)解得：m （– 2）M ········○8(1分)另一解m -（+ 2）M舍去，所以m和M应满足的条件为：（– 2）M m < M ·······○9(1分)【2015新课标II-35】（2）（10分）滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。
人教版高中物理选修3-13-5.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）课后跟踪演练||||| 巩固基础|||||1．下列说法中正确的是()A．运动电荷不受洛伦兹力的地方一定没有磁场B．运动电荷受的洛伦兹力方向既与其运动方向垂直，又与磁感线方向垂直C．带电荷量为q的电荷，在磁场中运动速度大小不变，则所受洛伦兹力一定不变D．洛伦兹力对运动电荷不做功解析运动电荷的速度跟磁场平行时，将不受洛伦兹力作用，故选项A错误；由左手定则可知洛伦兹力垂直于速度与磁场所决定的平面，故选项B正确；洛伦兹力对运动电荷不做功，电荷速度大小不变，故选项D选项正确．答案BD2．试判断下图中各图带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性．答案①图：竖直向上，②图：垂直纸面向外，③图：负电荷，④图：垂直纸面向里3.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则() A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变解析由右手螺旋定则判断通电直导线产生的磁场分布及方向，再由左手定则判断电子在该磁场中受洛伦兹力方向，洛伦兹力不做功，即速率不变．答案 A4.如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动解析通电螺线管产生的磁场在通电螺线管内部磁感线的方向与螺线管的轴线平行，所以电子沿轴线进入螺线管不受洛伦兹力作用，故选项C正确．答案 C5．下列关于带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是()A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变C．洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直D．当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变解析洛伦兹力的大小不仅与速度的大小有关，还与其方向有关，故A选项错误；用左手定则判定洛伦兹力方向时，负电荷运动的方向跟正电荷运动的方向相反，故把＋q换成－q，且速度反向而大小不变时，洛伦兹力的方向不变，又因速度方向与B的夹角也不变，故洛伦兹力的大小、方向均不发生变化，B选项正确；洛伦兹力的方向一定跟电荷速度方向垂直，但电荷进入磁场的速度方向可以是任意的，因而磁场方向与电荷的运动方向的夹角也可以是任意的，故C项错误；洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变运动电荷的动能，故D选项正确．答案BD6．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力作用，下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与运动方向垂直，故洛伦兹力不做功，只改变速度的方向，B选项正确．答案 B||||| 拓展提升|||||7.如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力G a、G b、G c间的关系，正确的是()A．G a最大B．G b最大C．G c最大D．G b最小解析根据题意与图可知，a不受洛伦兹力，只在重力与电场力的作用下静止．据F合＝0可知，a带负电．显然，b、c也带负电，所以b所受洛伦兹力方向竖直向下，c所受洛伦兹力方向竖直向上．设三个油滴的电荷量为q，电场的场强为E，磁场磁感应强度为B，运动电荷的运动速度为v.据F合＝0得对a有：G a－Eq＝0，G a＝Eq；对b有：G b＋Bq v－Eq＝0，G b＝Eq－Bq v；对c有：G c－Bq v－Eq＝0，G c＝Eq＋Bq v.所以有G c＞G a＞G b.答案CD8.如图所示，带等量异种电荷的平行板之间，存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是曲线的最低点，不计重力，以下说法正确的是()A．这个粒子带正电荷B. A点和B点必定位于同一水平面上C．在C点洛伦兹力大于电场力D．粒子达到B点后将沿曲线返回A点解析带电粒子从静止开始，最初仅受电场力，由题意可知粒子带正电，故A选项正确；由于洛伦兹力不做功，A、B两点应处在同一等势面上，所处电场为匀强电场，故B选项正确；粒子在C处受电场力和洛伦兹力作用，向上偏转，则洛伦兹力大于电场力，故C 选项正确；粒子到达B点后将重复以前的过程，故D选项错误．答案ABC9．如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点O由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是()A．两小球到达轨道最低点的速度v M>v NB．两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F M>F NC．小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间D．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能解析小球在磁场中到达轨道最低点时只有重力做功，v M＝2gR.在电场中到达轨道最低点时，重力做正功，电场力做负功，根据动能定理有mgR －qER ＝12m v 2N ，v N ＝ 2gR －2qER m ，所以v M >v N ；因为OM ＝ON ，所以该过程所用时间t M <t N ，故A 选项正确，C 选项错误．据能量守恒定律，D 选项正确．在M 点F M ′＝mg ＋q v M B ＋m v 2M R ，在N 点F N ′＝mg ＋m v 2N R ，不难看出，F M ′>F N ′，由牛顿第三定律，可知F M ＝F M ′，F N ＝F N ′，所以B 选项正确．答案 ABD10．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A ．竖直向下沿直线射向地面B ．相对于预定地点向东偏转C ．相对于预定地点，稍向西偏转D ．相对于预定地点，稍向北偏转解析 地球表面的磁场方向由南向北，质子是带正电的粒子，根据左手定则可判定，质子在赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，故B 选项正确．答案 B11．光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B 的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q ，质量为m ，可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________．解析以带电小环为研究对象，受力如图．f ＝mg cos θ，f ＝q v B ，解得v ＝mg cos θqB .答案 mg cos θqB12．如图所示，质量为m 的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q ，球与墙间的动摩擦因数为μ.则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________．解析当小球刚开始下滑时有最大加速度，即a＝g，当小球的加速度为零时有最大速度，即mg＝μf，f＝q v B.解得v＝mg μqB.答案mgμqB g13.质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力FT1和FT2.解析小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12m v 2c ， 解得v c ＝2gl .小球第一次经过C 点时，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图①所示．由牛顿第二定律，有FT 1＋F 洛－mg ＝m v 2c l .又F 洛＝q v c B ，所以FT 1＝3mg －qB 2gl .同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图②所示： 得FT 2＝3mg ＋qB 2gl .答案 3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl。
高考物理大一轮复习配套检测：第十四章 选修3-5 第3讲 原子与原子核 氢原子光谱 Word版含答案
第3讲原子与原子核氢原子光谱一、选择题1.如图所示为卢瑟福做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,下列关于观察到的现象的说法中,正确的是()A. 放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B. 放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数和A位置时一样多C. 放在C、D位置时,屏上观察不到闪光D. 放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少2.(2016·南京、盐城一模)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,下列说法中正确的是()A.E1>E2>E3B.(E3-E2)>(E2-E1)C.b光的波长最长D.c光的频率最高3.放射性元素Rn经α衰变变成钋Po,半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn的矿石,其原因是()A. 目前地壳中的Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B. 在地球形成初期,地壳中的元素Rn的含量足够多C. 当衰变产物Po积累到一定量以后Po的增加会减慢Rn的衰变进程D. Rn主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期4.(2016·常州一模)下列说法中正确的是()A. 某放射性原子核经两次α衰变和一次β衰变,核内质子数减少3个B. 玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象C. 氢原子的核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时,原子的能量增大D. 放射性元素发生β衰变,新核的化学性质不变5.下列说法中正确的是()A.γ射线是原子受激发后向低能级跃迁时放出的B.在稳定的重原子核中,质子数比中子数多C.核反应过程中如果核子的平均质量减小,则要吸收核能D.诊断甲状腺疾病时,注入放射性同位素碘131作为示踪原子6.(2016·扬州一模)关于原子和原子核,下列说法中正确的有()A. α粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B. 原子核外电子吸收能量脱离原子核束缚形成β射线C. 两个质子与两个中子的质量之和等于He原子核的质量D. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子7.关于原子核的结合能,下列说法中正确的是()A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C. 比结合能越大,原子核越不稳定D. 自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能8.(2014·金陵中学)如图所示为氢原子能级示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光.下列说法中正确的是()A. 这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光B. 由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光频率最小C. 由n=4能级跃迁到n=1能级的过程中,原子的能量在增加D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应二、填空题9.一个铀核U)放出一个α粒子后衰变成钍核Th),其衰变方程为;已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3,真空中的光速为c,上述衰变过程中释放出的核能为.10.(2015·泰州二模)氢原子的能级如图所示,原子从能级n=4向n=2跃迁所放出的光子正好使某种金属材料产生光电效应,该金属的逸出功是eV.从能级n=4向n=1 跃迁所放出的光子照射该金属,所产生光电子的最大初动能是eV.11.(2016·南京三模)根据玻尔理论,某种原子处于激发态的能量与轨道量子数n的关系为E n=E1(E1表示处于基态原子的能量,具体数值未知).一群处于n=4能级的原子,向低能级跃迁时发出几种光,其中只有两种频率的光能使极限波长为λ0的某种金属发生光电效应,这两种光的频率中较低的为ν.用频率为ν的光照射该金属产生的光电子的最大初动能为;该原子处于基态的原子能量E1为.已知普朗克常量为h,真空中的光速为c.12.轻核聚变比重核裂变能够释放更多的能量,若实现受控核聚变,且稳定地输出聚变能,人类将不再有“能源危机”.一个氘核H)和一个氚核H)聚变成一个新核并放出一个中子n).(1)完成上述核聚变方程HH→n.(2)已知上述核聚变中质量亏损为Δm,真空中光速为c,则该核反应中所释放的能量为.三、计算题13.(2016·苏锡常镇二模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ν1和ν2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.14.某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并大量放出射线,从而危害人体健康.原来静止的质量为M的氡核Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po).已知衰变后的α粒子的质量为m、电荷量为q、速度为v,并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能.(注:涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计)(1)写出衰变方程.(2)求出衰变过程中的质量亏损.第3讲原子与原子核氢原子光谱1. AD【解析】α粒子散射实验的结果是,绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,少数α粒子发生了较大偏转,极少数α粒子被反弹回来.因此,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数,故A、D正确.2. D【解析】能级越高,能量越大,A项错误;第1、2能级间的能级差大于第2、3能级间的能级差,B项错误;根据ΔE=hν=h得出能级差越小,波长越长,C项错误;能级差越大,频率越高,D 项正确.3. A【解析】因为放射性元素Rn的半衰期比较短,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn的矿石,主要来自其他放射性元素的衰变.故A正确,B错误;半衰期的大小与温度、压力无关,由原子核内部因素决定,故C、D错误.4. AB【解析】一次α衰变,质子数减少两个,一次β衰变,质子数增加一个,A项正确;玻尔理论可以解释氢及类氢原子的光谱现象,B项正确;核外电子从高轨道向低轨道跃迁,释放光子,原子的能量变小,C项错误;衰变属于原子核内的反应,与核外电子无关,新核的化学性质不变,D 项错误.5.D【解析】γ射线是原子核受激发后向低能级跃迁时放出的,A项错误;在稳定的重原子核中,中子数比质子数多,B项错误;核反应中核子的平均质量减小,说明有质量亏损,则要释放核能,C项错误.6. AD【解析】α粒子散射实验说明了核式结构模型,A项正确;原子核受激发才会产生β射线,B项错误;两个质子和两个中子结合成原子核有质量亏损,C项错误;氢原子跃迁时发出光子的能量只能是能级的差值,D项正确.7. AB【解析】由原子核的结合能定义可知原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能,A正确;重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量,因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能,B正确;比结合能越大的原子核越稳定,C错误;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,D错误.8. AD【解析】大量的氢原子处于n=4的激发态向低能级跃迁时能辐射出=6种不同频率的光,故A正确;由跃迁假设hν=E m-E n知n=4能级跃迁到n=3能级产生的光频率最小,故B错误;n=4能级跃迁到n=1能级过程原子能量在减少,故C错误;n=2能级跃迁到n=1能级辐射光子的能量为10.2eV,能使逸出功为6.34eV的金属铂发生光电效应,故D正确.9. UThHe(m1-m2-m3)c2【解析】根据质量数和电荷数守恒写衰变方程,注意用箭头联系反应前后.根据质能方程有ΔE=Δm·c2=(m1-m2-m3)c2,由于衰变前质量大于衰变后的质量,故不能写成(m2+m3-m1)c2.10. 2.5510.2【解析】原子从第4能级跃迁到第2能级,辐射光子的能量为E4-E2=2.55 eV,则金属的逸出功W0=2.55 eV.原子从第4能级跃迁到第1能级,辐射光子的能量为E4-E1=12.75 eV,根据光电效应方程得出光电子的最大初动能E k=hν-W0=12.75 eV-2.55 eV=10.2 eV.11.hν-h-【解析】根据光电效应方程有E k=hν-W0=hν-h;处于第4能级的原子向基态跃迁时发出4种光,其中从第4能级和第3能级的原子向基态跃迁发出光子的能量大于另外两种光子,这两种中频率较低的光是从第3能级向基态跃迁的,对应光子的能量为-E1=-=hν,得出E1=-.12.(1) He(2)Δmc2【解析】(1)根据电荷数和质量数守恒得,该原子核的电荷数为2,质量数为4,为氦核,即He.(2)根据爱因斯坦质能方程知,核反应释放的核能ΔE=Δmc2.13.衰变方程两边质量数和电荷数要守恒,有CoeNi,根据质能方程有ΔE=Δmc2,可得出Δm==.14.(1) RnPoHe(2)【解析】设新核钋的速度为v',由动量守恒定律mv=(M-m)v',得v'=v.衰变过程中释放的核能为ΔE=mv2+(M-m)v'2.由爱因斯坦质能方程,得ΔE=Δmc2,解得Δm=.。
2015届高三物理一轮复习综合检测4(人教版选修3-5)
综合检测(四)第十九章原子核(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分．每小题至少有一个选项正确．)1．(2013·广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是235U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n.下列说法正确的有()92A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响【解析】根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的10n为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链式反应是可控的，选项A、C正确，选项B错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响，选项D错误．【答案】AC2．下列说法中正确的是()A．太阳是宇宙的中心B．太阳系中只存在太阳和它的八大行星C．太阳系是由太阳和若干行星以及它们的卫星还有彗星组成的D．太阳最终会变为中子星【解析】太阳系中以太阳为中心，有八大行星绕太阳运行，有的行星还有卫星，此外还有2 000多颗比较小的小行星和彗星等，所以叙述较完整的是C项．通常我们所说的八大行星是指太阳系中较大的几颗行星，太阳系的组成中还有小行星和彗星．天体物理的研究表明，当恒星质量是太阳质量的1.422倍，最终整个恒星成为中子星，故D错．【答案】 C3．由图1所示可得出结论()图1A．质子和中子的质量之和小于氘核的质量B．质子和中子的质量之和等于氘核的质量C．氘核分解为质子和中子时要吸收能量D．质子和中子结合成氘核时要吸收能量【解析】由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量，C正确．【答案】 C4．下列说法正确的是()A．康普顿发现了电子B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型C．贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D．伦琴发现了X射线【解析】1897年汤姆孙发现了电子；1911年卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型；贝可勒尔发现铀和含铀矿物的天然放射现象；伦琴发现了X射线．故B、C、D正确，A项错误．【答案】BCD5．(2012·福建高考)关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征【解析】α射线是高速运动的氦原子核，A项错.10n表示中子，B项错．由光电效应方程知C项错．玻尔理论很好地解释了氢原子光谱，D项对．【答案】 D6.105 B俘获1个α粒子，生成137N，放出x粒子，而137N是不稳定的，它放出y粒子变成136C，那么x粒子和y粒子分别为()A．中子和正电子B．中子和电子C．质子和正电子D．质子和中子【解析】根据题意，写出该核反应的方程式为105 B＋42He→137N＋x，137N→136C ＋y，由核反应中的电荷数和质量数守恒分别得x、y的电荷数、质量数为Z x＝5＋2－7＝0，A x＝10＋4－13＝1，Z y＝7－6＝1，A y＝13－13＝0，因此，x为中子，y 为正电子．【答案】 A7．如图2所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一匀强磁场和匀强电场共存的区域(方向如图)，下面的判断中正确的是()图2A．射到b的一定是α射线B．射到b的一定是β射线C．射到b的一定是α射线或β射线D．射到b的一定是γ射线【解析】γ射线不带电，无论如何调整电场和磁场，都不偏转，所以D错；带电粒子通过调节都可以发生偏转，也可以不偏转，关键是看电场力和洛伦兹力的大小关系，所以A、B错，C对．【答案】 C二、非选择题(本题共5小题，共58分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)8．(10分)1919年卢瑟福通过如图3所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现______．图中A为放射源发出的______粒子，B为________气．完成该实验的下列核反应方程________＋__________→178O＋________.图3【解析】人类第一次完成原子核的人工转变的实验，是用α粒子轰击氮核发现质子的实验，由此可知，该实验发现了质子，图中A为α粒子，B为氮气，其核反应方程为42He＋147N→178O＋11H.【答案】质子α氮42He147N11H9．(10分)在铀核裂变成钡和氪的裂变反应中，质量亏损Δm＝0.215 3 u，那么，一个铀核裂变释放的能量为多少？反应中平均每个核子释放的能量为多少？【解析】 由爱因斯坦质能方程，可求得铀核裂变时放出的能量．ΔE ＝Δmc 2＝0.215 3×931.5 MeV ＝200.6 MeV铀核中含有235个核子，所以平均每个核子放出的能量为：200.6235 MeV ＝0.85MeV .【答案】 200.6 MeV 0.85 MeV10．(12分)放射性同位素C 被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的14 6C ，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年．试写出此衰变的核反应方程．(2)若测得一古生物遗骸中的14 6 C 含量只有活体中的12.5%，则此遗骸距今约有多少年？【解析】 (1)此衰变的核反应方程：14 7N ＋10n →14 6 C ＋11H14 6 C →14 7N ＋0－1e.(2)活体中的14 6 C 含量不变，生物死亡后，遗骸中的14 6 C 按其半衰期变化，设活体中14 6 C 的含量为N 0，遗骸中的14 6 C 含量为N ，由半衰期的定义得：N ＝N 0，即0.125＝所以t τ＝3，τ＝5 730年，t ＝17 190年．【答案】 (1) 14 7N ＋10n →14 6 C ＋11H 14 6 C →14 7N ＋0－1e(2)17 190年11．(12分)氘核与氚核的聚变反应：21H ＋31H →42He ＋10n ＋17.6×106eV ，已知电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.6×10－34 J·s ，求：(1)这一过程的质量亏损是多少千克？(2)1 g 氘核完全参与上述反应，共释放多少核能？(阿伏伽德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1)【解析】 (1)Δm ＝ΔE c 2＝17.6×106×1.6×10－19(3×108)2 kg ＝3.13×10－29 kg. (2)氘的摩尔质量为2×10－3 kg/mol ，则1 g 氘核的数目为n ＝m H M N A ＝12×6.0×1023＝3×1023(个)，这些氘完全反应共释放的能量为 E ＝n ΔE ＝3×1023×17.6×106×1.6×10－19 J ＝8.45×1011J.【答案】 (1)3.13×10－29kg (2)8.45×1011J12．(14分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核(31H)和α粒子，并放出4.8 MeV 的能量．(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能之比是多少？(4)α粒子的动能是多大？【解析】 (1)核反应方程为63Li ＋10n →31H ＋42He ＋4.8 MeV .(2)依据ΔE ＝Δm ·931.5 MeV 得Δm ＝4.8931.5u ＝0.005 2 u.(3)根据题意有0＝m 1v 1＋m 2v 2式中m 1、v 1、m 2、v 2分别为氚核和α粒子的质量和速度，由上式及动能E k ＝p 22m 可得它们的动能之比为E k1∶E k2＝p 22m 1∶p 22m 2＝12m 1∶12m 2＝m 2∶m 1＝4∶3. (4)α粒子的动能E k2＝37(E k1＋E k2)＝37×4.8 MeV ＝2.06 MeV .【答案】 (1)63Li ＋10n →31H ＋42He ＋4.8 MeV(2)0.005 2 u (3)4∶3 (4)2.06 MeV。
2015高考物理(选修3-5)一轮精品复习之综合提升28Word版含答案
1．玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( )A ．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量B ．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C ．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D ．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析：A 、B 、C 三项都是玻尔提出来的假设。
其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。
原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。
答案：ABC2．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )A ．核外电子受力变小B ．原子的能量减少C ．氢原子要吸收一定频率的光子D ．氢原子要放出一定频率的光子解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故A 、C 错，B 、D 正确。
答案：BD3．(2012·江苏高考)如图1所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光。
在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )图1图2解析：根据玻尔的原子跃迁公式h cλ＝E m －E n 可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E3－E1，辐射光的波长a最短，能量差值最小的是E3－E2，辐射光的波长b最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a、c、b，C 正确。
答案：C4．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()图3A．40.8 eV B．43.2 eVC．51.0 eV D．54.4 eV解析：要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B选项不满足条件。
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1．利用威尔逊云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是( )
A．可知是α射线射入云室中
B．可知是β射线射入云室中
C．观察到的是射线粒子的运动
D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴
解析：观察到威尔逊云室中存在的细而弯曲的径迹，是β射线的径迹，A错，B正确；
射线粒子的运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形
成的雾滴，D选项正确。
答案：BD
2．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是 ( )
A．利用γ射线使空气电离，把静电荷泄去
B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加
C．利用β射线来治肺癌、食道癌
D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子
解析：β或α射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电积累，A错误；γ射线可
以辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等，B、C错误；放射性同位素跟它的非放射性
同位素的化学性质相同，作示踪原子，D正确。
答案：D
3．(2012·广西柳铁月考)以下四个核反应方程式中，X代表α粒子的是( )
A.94Be＋42He→12 6C＋X B.31H＋21H→10n＋X
C.234 90Th→234 91Pa＋X D.3015P→3014Si＋X
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X分别代表：10n、42He、0－1e和
0
1
e，故选B。
答案：B
4．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的。下表列出了一些放射性
元素的半衰期和可供利用的射线。
元素 射线 半衰期
钋210 α 138天
氡222 β 3.8天
锶90 β 28年
铀238 α、β、γ 4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适
当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀。可利用的元素是( )
A．钋210 B．氡222
C．锶90 D．铀238
解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，
射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所
以只能选用β射线，而氡222 半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适。
答案：C
5．用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计
数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为
每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是( )
A．放射源射出的是α射线
B．放射源射出的是β射线
C．这种放射性元素的半衰期是5天
D．这种放射性元素的半衰期是2.5天
解析：因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确， B
错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原
来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知
已经过了两个半衰期，故半衰期是5天。
答案：AC
6．用α粒子轰击氮核，结果发现了质子。如图1所示的云室实验
照片：b是发生核反应前α粒子的径迹；________是质子的径迹；
________是新核的径迹；发生的核反应方程是 图1
________________________________________________________________________。
解析：b是入射的α粒子的径迹，由于质子比新核的电离作用弱，而速度比新核的大，所
以在云室中电离的径迹中质子的细而长，新核的粗而短，因此a是新核的径迹，c是质子的径
迹。其核反应方程为：14 7N＋42He→17 8O＋11H。
答案：c a 14 7N＋42He→17 8O＋11H
7．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴键雄用6027Co放射源
进行了实验验证，次年，李、杨二人为此获得诺贝尔物理学奖。νe是反中微子，它的电荷为
零，静止质量可认为是零。6027Co的衰变方程是6027Co→AZNi＋0－1e＋νe。
(1)6027Co的核外电子数为________，在上述衰变方程中，衰变产物AZNi的质量数A是
________，核电荷数Z是________；
(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动轨迹不在一
条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，那么衰变过程将违背________守恒定律。
解析：(1)核外电子数等于核电荷数为27，根据质量数守恒可知A＝60，根据电荷数守恒
可知Z＝28。
(2)由衰变前后动量守恒判断AZNi和0－1e的运动轨迹必在同一条直线上，否则将违反动量守
恒定律。
答案：(1)27 60 28 (2)动量
8．带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云
室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原
子核发生衰变的规律。现将一静止的放射性14C放入上述装置中，
当它发生衰变，可能放出α粒子或电子或正电子。所放射的粒子与
反冲核经过相等时间所形成的径迹如图2所示(发生衰变后放射出
的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a、b均表示长度)。则 图2
(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________。
(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(选填“①”或“②”)。
(3)14C的衰变方程是_________________________________________________。
解析：(1)反冲核与放出的射线在电场中均做类平抛运动。由轨迹可以看出，反冲核与放
出的射线的受力方向均与电场方向相同，所以放出的粒子为α粒子。
(2)由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，α粒子的质量小，速度必然大，在
垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子。
(3)根据电荷质量数守恒可得14 6C―→10 4Be＋42He。
答案：(1)α (2)② (3)14 6C―→10 4Be＋42He
9．如图3所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v
0
＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，63Li＋10n―→31H＋42He。若已知
He核的速度为v2＝2.0×104 m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相
同，求： 图3
(1)31H的速度是多大？
(2)求粒子31H和42He运动轨迹的轨道半径之比；
(3)当粒子42He旋转了3周时，粒子31H旋转几周？
解析：(1)63Li核俘获10n的过程，系统动量守恒，则mnv0＝mHv1＋mHev2，即v1＝
mnv0－m
Hev2
m
H
，代入数据mn＝1 u，mHe＝4 u，mH＝3 u，得v1＝－1.0×103 m/s，负号表示跟
v
0
的方向相反。
(2)31H和42He在磁场中半径之比为
rH∶rHe＝mHv1Bq1∶mHev2Bq2＝3∶40
(3)31H和42He的周期之比为TH∶THe＝2πmHBq1∶2πmHeBq2＝3∶2
所以相同时间它们的转动圈数之比为
nH∶nHe＝THe∶TH＝2∶3，当粒子42He转3周时，粒子31H转动2周。
答案：(1)1.0×103 m/s (2)3∶40 (3)2