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(qiáng)度與波長(zhǎng)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(yuǎn)，氫原子的能量_(選填“越大”或“越小”)。已知?dú)湓拥幕鶓B(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_(kāi)(普朗克常量為h ).(3)有些核反應(yīng)過(guò)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(dòng)能EK轟擊靜止的，若EK=Q，則該核反應(yīng)能否發(fā)生？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。2（1）下列說(shuō)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(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)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?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短D將放射性元素?fù)诫s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(shí)間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強(qiáng)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(qǐng)寫出銫137發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程： 如果在該反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為，則該反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損為 （已知碘（I）為53號(hào)元素，鋇（）為56號(hào)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(shí)刻B靜止，A以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng)，之后與B發(fā)生碰撞并一起運(yùn)動(dòng)，它們的位移-時(shí)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(gè)質(zhì)子以1.010m/s的速度撞入一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍?，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(jí)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(jí)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(jī)”引起了全世界的矚目，核輻射放出的三種射線超過(guò)了一定的劑量會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害。三種射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)由弱到強(qiáng)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(yáng)能量來(lái)源于太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核（H）結(jié)合成1個(gè)氦核（He），同時(shí)釋放出正電子（e）。已知?dú)浜说馁|(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(jì)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(shuō)法正確的是 A原子核內(nèi)部某個(gè)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(lái)，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(shí)一定吸收核能C根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)速度減小。D德布羅意在愛(ài)因斯坦光子說(shuō)的基礎(chǔ)上提出物質(zhì)波的概念，認(rèn)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(hào)），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(jí)圖為： (4分) 如圖(a)所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車，甲車系一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車受到水平向右的瞬時(shí)沖量時(shí)，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，甲車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動(dòng)，紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車運(yùn)動(dòng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器甲乙(a)(b)5下列關(guān)于近代物理知識(shí)說(shuō)法，你認(rèn)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(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)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?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng) 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(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增加（2）一個(gè)氘核(H)和一個(gè)氚核(H)結(jié)合成一個(gè)氦核并放出一個(gè)中子時(shí)，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_(kāi) 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(jì)算粒子B的速度vB.粒子A的速度符合什么條件時(shí)，粒子B的速度方向與He核的運(yùn)動(dòng)方向相反6.（1）下列四幅圖涉及到不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是（） 甲 乙 丙 丁A、圖甲：普朗克通過(guò)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(jí)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(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)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(guò)鋁箔后的衍射圖樣，可以說(shuō)明電子具有粒子性5101520012345甲甲乙（2）一點(diǎn)光源以功率P向外發(fā)出波長(zhǎng)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_(kāi) _個(gè)，若某種金屬逸出功為W，用此光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi) _。（3）在光滑的水平面上有甲、乙兩個(gè)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(shí)間圖像如圖所示，碰后乙的圖像沒(méi)畫，則求碰后乙的速度，并在圖上補(bǔ)上碰后乙的圖像7（1）下列說(shuō)法中正確的有 A黑體輻射時(shí)電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)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(shuō)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(jiàn)光照射到陰極K上時(shí)，電流表中有電流通過(guò)。 當(dāng)變阻器的滑動(dòng)端P向 端滑動(dòng)時(shí)(選填“左”或“右”)，通過(guò)電流表的電流將會(huì)減小。 當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動(dòng)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(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能將_ (選填“增加”、“減小”或“不變”)（3）物理學(xué)家們普遍相信太陽(yáng)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(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核（）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（）和兩個(gè)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(guò)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(shuō)法正確的是 A康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動(dòng)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)?，共?jīng)過(guò) 次衰變， 次衰變。 （3）氫原子的能級(jí)如圖所示，有一群處于n=4能級(jí)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(jí)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(dòng)能為多少？9. (1) 存在下列事實(shí)： 一對(duì)高能的光子相遇時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子； 一個(gè)孤立的光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子； 一個(gè)高能的光子經(jīng)過(guò)重核附近時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子； 原子核發(fā)生變化時(shí)，只發(fā)射一些特定頻率的光子關(guān)于上述事實(shí)下列說(shuō)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(shí)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(shí)說(shuō)明，動(dòng)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(shí)中，由于外界重核的參與，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，而光子的頻率需滿足 D. 事實(shí)中表明，原子核的能級(jí)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(guò)_次_衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐凰豒.(3) 如圖為通過(guò)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(lán)光照射光電管的陰極K時(shí)，對(duì)應(yīng)圖線與橫軸的交點(diǎn)U12.37V.(普朗克常量h6.631034 Js，電子電量e1.61019 C)(以下計(jì)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(shí)，測(cè)得飽和電流為0.32A，求陰極K單位時(shí)間發(fā)射的光電子數(shù)10（1）以下說(shuō)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(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)核力比庫(kù)侖力大得多D光電效應(yīng)和粒子散射實(shí)驗(yàn)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(gè)運(yùn)動(dòng)的中子與一個(gè)靜止的中子發(fā)生彈性碰撞，碰撞過(guò)程中動(dòng)量 （“一定”、“可能”或“一定不”）守恒 碰撞后A中子 （“靜止”、“向右運(yùn)動(dòng)”或“向左運(yùn)動(dòng)”）。（3） 我國(guó)大亞灣核電站總裝機(jī)容量3.8109W。如果1g鈾235完全裂變時(shí)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(fù)荷工作要消耗多少鈾235？(一年時(shí)間約3.2108s，結(jié)果取一位有效數(shù)字)11（1） 下列說(shuō)法中正確的是 A太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)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(shí)所產(chǎn)生的CX射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出來(lái)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(cè)得其光電子的最大初動(dòng)能為12.45eV，則該金屬的逸出功為 eV氫原子的能級(jí)如圖所示，現(xiàn)有一群處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)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(jí)地震后爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站核泄漏，核安全問(wèn)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?zhǔn)椒磻?yīng) （a）若鈾核俘獲一個(gè)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(guò)程可視為快中子與普通水中核發(fā)生對(duì)心正碰后減速上述碰撞過(guò)程可簡(jiǎn)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(guò)計(jì)算說(shuō)明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌?（已知?dú)浜速|(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(dòng)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(tái)激光器發(fā)光功率為P0，發(fā)出的激光在真空中波長(zhǎng)為，真空中的光速為，普朗克常量為，則每一個(gè)光子的動(dòng)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(dòng)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(gè)靜止的鈾核（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個(gè)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(dòng)能，則釷核獲得的動(dòng)能與粒子的動(dòng)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(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是 A男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量相同若氫原子的基態(tài)能量為E（E0 ），各個(gè)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(jí)的氫原子，發(fā)生躍遷時(shí)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(gè)粒子可以結(jié)合成一個(gè)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(jì)算這個(gè)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(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)滿足能量守恒和動(dòng)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(yùn)動(dòng)的速度大小為v甲=0.6m/s ，碰后甲乙兩車一起運(yùn)動(dòng)的速度大小為v共=0.4m/s ，由動(dòng)量守恒定律可得：m甲v甲=（m甲+ m乙）v共 解