（江蘇專版）2023版高考物理一輪復習第十一章選修部分微專題77備考精煉選修3-5

PAGEPAGE1微專題77選修3-51．(2022·常熟中學高考二模)(1)以下說法中正確的選項是________．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．黑體輻射的實驗說明，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，這是說明______________，燒斷細線，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，假設有關系式____________，那么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eq\o\al(222,86)Rn放出某種粒子X后變成釙核eq\o\al(218,84)Po，粒子X的動能為Ek1，假設衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能．試答復以下問題：①寫出上述衰變的核反響方程(請用物理學上規(guī)定的符號表示粒子X)；②求釙核的動能Ek2.2．(2022·溧水中學高考二模)(1)以下說法正確的選項是________．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.eq\o\al(14,6)C的半衰期為5730年，假設測得一古生物遺骸中eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的eq\f(1,8)，那么此遺骸距今約有17190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2①核電站中，為了防止放射性物質泄漏．核反響堆有三道防護屏障，燃料包殼、壓力殼和平安殼(如圖2甲)．結合圖乙可知，平安殼應中選用的材料是________．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1mm鋁片和3mm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eq\f(4,3)倍，假設不計水的阻力，求魚雷相對靜水的發(fā)射速度為多大．3．(2022·江蘇高考考前模擬(二))(1)以下說法正確的選項是________．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，那么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，A物塊的質量為2kg，以4m/s的速度向右運動，B物塊的質量為1kg，以2m/s的速度向左運動，兩物塊碰撞后粘在一起共同運動．假設規(guī)定向右為正方向，那么碰撞前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首個“人造太陽〞實驗裝置大部件已安裝完畢．假設在此裝置中發(fā)生核反響的方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(4,2)He核的比結合能分別為EH＝1.11MeV、EHe＝7.07MeV，試求此核反響過程中釋放的核能．4．(2022·揚州中學高三(上)月考)(1)以下說法正確的選項是________．A．氡的半衰期為3.8天，假設取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．只要有核反響發(fā)生，就一定會釋放出核能(2)在光滑水平面上，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)樵瓉淼膃q\f(1,4).那么碰后B球的速度大小是________．A.eq\f(v0,6) B.eq\f(5v0,12)C.eq\f(v0,2) D.eq\f(v0,2)或eq\f(v0,6)(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？假設用其中頻率最大的光照射到逸出功為2.75eV的光電管上，那么加在該光電管上的遏止電壓為多少？圖45．(1)以下說法中正確的選項是()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，因而有不同的半衰期D．熱核反響的溫度須到達108K，反響過程中要吸收能量(2)太陽內部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質子eq\o\al(1,1)H聚變?yōu)?個氦核eq\o\al(4,2)He的熱核反響，核反響方程是：4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2X.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________，核反響中釋放的核能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＝0.50μm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＝6.63×10－34J·s.結合圖象，求：(結果保存兩位有效數字)圖5①每秒鐘陰極發(fā)射的光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．(2022·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，以下判斷正確的選項是________．圖6A．E1>E3>E2B．E3－E2＝E2－E1C．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eq\o\al(235,92)U發(fā)生著裂變反響，試完成以下反響方程式：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋________；eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr和中子的質量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反響中一個eq\o\al(235,92)U裂變時放出的能量為__________．(光速為c)(3)如圖7所示，A、B兩個木塊質量分別為2kg與0.9kg，A、B與水平地面間接觸面光滑，上外表粗糙，質量為0.1kg的鐵塊以10m/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0.5m/s，求：圖7①A的最終速度；②鐵塊剛滑上B時鐵塊的速度．7．(1)以下說法正確的選項是________．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D．鈷60的半衰期為5.27年，那么任何一個鈷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8①現用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，那么靜電計指針偏角將________(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，假設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＝2kg的物體，在水平力F＝16N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運動．物體與水平面間的動摩擦因數μ＝0.2.假設F作用t1＝2s后撤去，撤去F后又經t2＝2s物體與豎直墻壁相碰，假設物體與墻壁作用時間t3＝0.1s，碰撞后反向彈回的速度v′＝6m/s，求墻壁對物體的平均作用力大?。?g取10m/s2)圖9

答案精析1．(1)D(2)氣墊導軌水平eq\f(mA,tA)－eq\f(mB,tB)＝0(3)①eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He②eq\f(2Ek1,109)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，能量不能利用E＝hν計算，故C錯誤；黑體輻射的實驗說明，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，說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＝eq\f(d,tA)，vB＝eq\f(d,tB)如果動量守恒，那么滿足：mAvA－mBvB＝0解得：eq\f(mA,tA)－eq\f(mB,tB)＝0.(3)①根據質量數和電荷數守恒可得該核反響方程為：eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)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＝eq\f(m2v22,2m2)＝eq\f(m1v\o\al(12),2)×eq\f(m1,m2)＝eq\f(2Ek1,109).2．(1)AB(2)①混凝土②β(3)eq\f(M－4m,3m)v解析(3)根據動量守恒定律有：Mv＝(M－m)·eq\f(4,3)v－mv′解得v′＝eq\f(M－4m,3m)v.3．(1)C(2)－22(3)23.84MeV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，假設是一批氫原子從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，碰撞前B物塊的動量pB＝mBvB＝1×(－2)kg·m/s＝－2kg·m/s.根據動量守恒定律得：mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v，解得：v＝eq\f(2×4－1×2,2＋1)m/s＝2m/s.(3)由質能方程：ΔE＝Δmc2，那么核反響過程中釋放的核能：ΔE＝4EHe－4EH＝4×(7.07－1.11)MeV＝23.84MeV.4．(1)BC(2)C(3)6種10V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；只有存在質量虧損的核反響才會釋放核能，D錯誤；(2)根據碰后A球的動能恰好變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，由Ek＝eq\f(1,2)mv2知，速度大小變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2).取碰撞前A球速度方向為正方向，得v′＝±eq\f(1,2)v0，碰撞過程中A、B動量守恒，那么有：mv0＝mv′＋3mvB當v′＝eq\f(1,2)v0時，解得：vB＝eq\f(1,6)v0；因vB＜eq\f(v0,2)，不符合運動情況，故不可能.當v′＝－eq\f(1,2)v0時，解得：vB＝eq\f(1,2)v0.(3)根據Ceq\o\al(2,4)＝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＝12.75eV.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＝10V.5．(1)C(2)eq\o\al(0,1)e(4m1－m2－2m3)c2(3)①4.0×1012個9.6×10－20J②0.66μm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eq\o\al(0,1)e.核反響方程式為：4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e質量虧損：Δm＝4m1－m2－釋放能量為：ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)(3)①光電流到達飽和時，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＝eq\f(Im,e)＝eq\f(0.64×10－6,1.6×10－19)(個)＝4.0×1012(個)光電子的最大初動能為：Ekm＝eUc＝1.6×10－19C×0.6V＝9.6×10－20②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＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λc)，代入數據得λc≈0.66μm.6．(1)D(2)3eq\o\al(1,0)n(mU－mBa－mKr－2mn)c2(3)①0.25m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同②2.75m/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