選修3-5 綜合訓(xùn)練

選修模塊 3-5 綜合訓(xùn)練1.(1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是( )(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E1(E10)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為的光子被電離后，電子速度大小為_(普朗克常量為h ).(3)有些核反應(yīng)過程是吸收能量的。例如在中，核反應(yīng)吸收的能量，在該核反應(yīng)中，X表示什么粒子？X粒子以動能EK轟擊靜止的，若EK=Q，則該核反應(yīng)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(yīng)C一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，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)生大量的核輻射，經(jīng)研究，其中核輻射的影響最大的是銫137（），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)生衰變的核反應(yīng)方程： 如果在該反應(yīng)過程中釋放的核能為，則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為 （已知碘（I）為53號元素，鋇（）為56號元素）（3）如圖甲所示，光滑水平面上有A、B兩物塊，已知A物塊的質(zhì)量mA=1kg初始時刻B靜止，A以一定的初速度向右運動，之后與B發(fā)生碰撞并一起運動，它們的位移-時間圖象如圖乙所示（規(guī)定向右為位移的正方向），則物體B的質(zhì)量為多少？ABSOvA圖甲t/sS/m0481620BA圖乙A、B整體3（1）一個質(zhì)子以1.010m/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)楣柙雍耍阎X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是 。A核反應(yīng)方程為AlH SiB核反應(yīng)方程為Aln SiC硅原子核速度的數(shù)量級為10m/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10m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致(2)目前，日本的“核危機”引起了全世界的矚目，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(lǐng)由弱到強的排列是 A射線，射線，射線 B射線，射線，射線C射線，射線，射線 D射線，射線，射線（3）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應(yīng)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（e）。已知氫核的質(zhì)量為mP，氦核的質(zhì)量為m，正電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c。計算每次核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合能。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。D德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎(chǔ)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：10.25eV、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(dāng)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)(b)5下列關(guān)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(yīng) C一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，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(H)和一個氚核(H)結(jié)合成一個氦核并放出一個中子時，質(zhì)量虧損為m，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(yīng)，則在核反應(yīng)中釋放的能量為_ ANAmc2 B2NAmc2 C.NAmc2 D5NAmc2（3）用速度為v0、質(zhì)量為m1的He核轟擊質(zhì)量為m2的靜止的7N核，發(fā)生核反應(yīng)，最終產(chǎn)生兩種新粒子A和B.其中A為8O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(xué)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：盧瑟福通過分析粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D、圖丁：根據(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5101520012345甲甲乙（2）一點光源以功率P向外發(fā)出波長為的單色光，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3kg，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(guān)B普朗克為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說C天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子（2）題圖（2）如圖所示，是使用光電管的原理圖。當(dāng)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(dāng)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會減小。 當(dāng)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(xué)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(yīng)。根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核（）轉(zhuǎn)化成一個氦核（）和兩個正電子（）并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u，粒子質(zhì)量m=4.0015u，電子質(zhì)量me=0.0005u。其中u為原子質(zhì)量單位，且1u相當(dāng)于931.5MeV。（1）寫出該核聚變的反應(yīng)方程；（2）一次這樣的核反應(yīng)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）8 （1）下列說法正確的是 A康普頓效應(yīng)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(xué)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(guān) （2）是不穩(wěn)定的，能自發(fā)地發(fā)生衰變。 完成衰變反應(yīng)方程 。衰變?yōu)椋步?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(yīng)，則： 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(yīng)？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？9. (1) 存在下列事實： 一對高能的光子相遇時可能產(chǎn)生一對正負電子； 一個孤立的光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對正負電子； 一個高能的光子經(jīng)過重核附近時可能產(chǎn)生一對正負電子； 原子核發(fā)生變化時，只發(fā)射一些特定頻率的光子關(guān)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B. 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) Th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Th，然后經(jīng)過_次_衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐凰豒.(3) 如圖為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系，當(dāng)用光子能量為4.5eV的藍光照射光電管的陰極K時，對應(yīng)圖線與橫軸的交點U12.37V.(普朗克常量h6.631034 Js，電子電量e1.61019 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(yīng)的極限頻率 當(dāng)用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時，測得飽和電流為0.32A，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(yīng)中，反應(yīng)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(yīng)和粒子散射實驗都證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型AABB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3.8109W。如果1g鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.21010J。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3.2108s，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CX射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出來的D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(yīng)，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(yīng)的頻率共有 種（3） 2011年3月11日，日本發(fā)生9o級地震后爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站核泄漏，核安全問題引起世界關(guān)注福島核電站屬于輕水反應(yīng)堆，即反應(yīng)堆使用普通水作為減速劑，使快中子減速變成慢中子，便于被俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈式反應(yīng) （a）若鈾核俘獲一個慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了和，寫出核裂變方程 （b）若快中子的減速過程可視為快中子與普通水中核發(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v0，靶核核靜止試通過計算說明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌?（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(yīng)方程中，x代表質(zhì)子的方程是 A+ B+C+ D+（2）當(dāng)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)生光電效應(yīng)，入射光子的最低能量為 A1.5 eV B3.5 eV C5.0 eV D6.5 eV(3)一臺激光器發(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，普朗克常量為，則每一個光子的動量為 ；該激光器在秒內(nèi)輻射的光子數(shù)為 。13（1）下面核反應(yīng)中X代表電子的是 A B4.54.05.05.56.06.57.00.00.20.40.60.81.0C D（2）從某金屬表面逸出光電子的最大初動能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 HZ；普朗克常量是 Js。（3）一個靜止的鈾核（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核（原子質(zhì)量為228.0287u）。（已知：原子質(zhì)量單位1u=1.671027kg，1u相當(dāng)于931MeV）算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能?假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和粒子的動能，則釷核獲得的動能與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(guān)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)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（E0 ），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(yīng)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個粒子可以結(jié)合成一個核，已知核的質(zhì)量為1.9950210-26kg, 粒子的質(zhì)量為6.6467210-27kg，真空中的光速c=3108m/s，計算這個反應(yīng)中所釋放的核能（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。3-5 參考答案1. (1)A ;(2)越大 （3）；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（1）B D （2） （3）根據(jù)公式 由 圖可知，撞前 撞后 則由 解得： 3.（1）AD （2）A （3）； 4 AD B 3 由圖知：碰前甲車運動的速度大小為v甲=0.6m/s ，碰后甲乙兩車一起運動的速度大小為v共=0.4m/s ，由動量守恒定律可得：m甲v甲=（m甲+ m乙）v共 解