(江蘇專版)2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章選修部分微專題備考精煉(打包4套).zip
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微專題77 選修3-5
1.(2017·常熟中學(xué)高考二模)(1)下列說法中正確的是________.
A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,并發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象
B.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),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(qiáng)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(dǎo)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(zhì)量分別為mA、mB,在A、B間用細(xì)線水平壓住一輕彈簧,將其置于氣墊導(dǎo)軌上,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌使其能實現(xiàn)自由靜止,這是表明______________,燒斷細(xì)線,滑塊A、B被彈簧彈開,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(guān)系式____________,則說明兩滑塊動量守恒.
圖1
(3)室內(nèi)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(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌,是除吸煙外導(dǎo)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(yīng)方程(請用物理學(xué)上規(guī)定的符號表示粒子X);
②求釙核的動能Ek2.
2.(2017·溧水中學(xué)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(zhì)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(jù)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(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)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(zhì)泄漏.核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障,燃料包殼、壓力殼和安全殼(如圖2甲).結(jié)合圖乙可知,安全殼應(yīng)當(dāng)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(dāng)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(jié)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(xí)中,載有魚雷的快艇總質(zhì)量為M,以速度v勻速前進(jìn),現(xiàn)沿快艇前進(jìn)的反方向發(fā)射一顆質(zhì)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(chǎn)生3個不同頻率的光子
C.用加溫、加壓或改變其化學(xué)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(jīng)過衰變生成新核,則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)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(zhì)量為2 kg,以4 m/s的速度向右運動,B物塊的質(zhì)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(shè)計并制造的世界上首個“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(yīng)的方程是H+H→He,已知H、He核的比結(jié)合能分別為EH=1.11 MeV、EHe=7.07 MeV,試求此核反應(yīng)過程中釋放的核能.
4.(2017·揚(yáng)州中學(xué)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(jīng)7.6天后就一定剩下1個氡原子核了
B.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子,這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外,就是β粒子,這就是β衰變的實質(zhì)
C.光子的能量由光的頻率所決定
D.只要有核反應(yīng)發(fā)生,就一定會釋放出核能
(2)在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小球A正以速度v0勻速運動.某時刻小球A與質(zhì)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(nèi)的中子數(shù)不同,因而有不同的半衰期
D.熱核反應(yīng)的溫度須達(dá)到108 K,反應(yīng)過程中要吸收能量
(2)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子H聚變?yōu)?個氦核He的熱核反應(yīng),核反應(yīng)方程是:4H→He+2X.已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)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(yīng)中釋放的核能ΔE=____________.
(3)如圖5甲所示是研究光電效應(yīng)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(jié)合圖象,求:(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
圖5
①每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)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(qiáng)烈地震,強(qiáng)震引發(fā)了福島核電站危機(jī).其中的U發(fā)生著裂變反應(yīng),試完成下列反應(yīng)方程式:U+n→Ba+Kr+________;已知U、Ba、Kr和中子的質(zhì)量分別是mU、mBa、mKr、mn,該反應(yīng)中一個U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(zhì)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(zhì)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(yīng)是原子核吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象
B.天然放射性現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
C.一個氘核的質(zhì)量小于一個質(zhì)子和一個中子的質(zhì)量之和
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(nèi)發(fā)生衰變
(2)如圖8所示,靜電計與鋅板相連,現(xiàn)用紫外燈照射鋅板,關(guān)燈后,指針保持一定的偏角.
圖8
①現(xiàn)用一帶負(fù)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(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板,靜電計指針無偏轉(zhuǎn).那么,若改用強(qiáng)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(zhuǎn).
(3)如圖9所示,質(zhì)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(shù)μ=0.2.若F作用t1=2 s后撤去,撤去F后又經(jīng)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(dǎo)軌水平 -=0
(3)①Rn→Po+He?、?
解析 (1)湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,故A錯誤;
天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu),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(qiáng)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(dǎo)軌是水平的;
設(shè)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(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得該核反應(yīng)方程為:
Rn→Po+He.
②設(shè)粒子X的質(zhì)量為m1、速度為v1,釙核的質(zhì)量為m2、速度為v2
根據(jù)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 (3)根據(jù)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(nèi)的中子變?yōu)橘|(zhì)子同時放出電子產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(guān),與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度等無關(guān),故C正確;
在衰變過程中伴隨著質(zhì)量虧損,因此新核質(zhì)量一定小于原核質(zhì)量,故D錯誤.
(2)規(guī)定向右為正方向,碰撞前B物塊的動量pB=mBvB=1×(-2) kg·m/s=-2 kg·m/s.
根據(jù)動量守恒定律得:mAvA+mBvB=(mA+mB)v,
解得:v= m/s=2 m/s.
(3)由質(zhì)能方程:ΔE=Δmc2,
則核反應(yīng)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(xiàn)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(nèi)中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子后釋放出的電子,B正確;
根據(jù)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;
只有存在質(zhì)量虧損的核反應(yīng)才會釋放核能,D錯誤;
(2)根據(jù)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(dāng) v′=v0時,解得:vB=v0;因vB<,不符合運動情況,故不可能.
當(dāng) v′=-v0時,解得:vB=v0.
(3)根據(jù)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=12.75 eV.
根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,有:
Ekm=hν-W0
根據(jù)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(zhì)量數(shù):2A=4-4=0,電荷數(shù):2Z=4-2=2,所以Z=1.所以X是正電子,即e.
核反應(yīng)方程式為:4H→He+2e
質(zhì)量虧損:Δm=4m1-m2-2m3
釋放能量為:ΔE=Δmc2=(4m1-m2-2m3)c2.
(3)①光電流達(dá)到飽和時,陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A,陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個數(shù)
n==(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(shè)陰極材料的極限波長為λc,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ekm=h-h(huán),代入數(shù)據(jù)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(shè)木塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,鐵塊的質(zhì)量為M,
A的最終速度為vA,鐵塊和B的最終速度為vB,
根據(jù)動量守恒定律,得
Mv0=(M+mB)vB+mAvA
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(dá)到最大速度,即最終速度vA,
此時B與A的速度相同,根據(jù)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(yīng)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(xiàn)象,故A錯誤;天然放射性現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),選項B錯誤;當(dāng)一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成一個氘核時,有質(zhì)量虧損,氘核的質(zhì)量小于中子與質(zhì)子的質(zhì)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(chǎn)生光電效應(yīng),光電子射出后,鋅板帶正電,用一帶負(fù)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(zhuǎn),說明黃光不能使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng),紅外光的頻率比黃光低,紅外光也不能使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng),靜電計指針無偏轉(zhuǎn).
(3)對于物體與墻壁碰撞之前的過程,設(shè)物體與墻壁碰撞前的速度為v.設(shè)向右為正方向,由動量定理得
Ft1-μmg(t1+t2)=mv-0
代入數(shù)據(jù)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.
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