高三物理考前选修3-5模块选做题大汇总

2008考前选修3-5模块选做题大汇总

1411．静止的氮核7N被速度为v0的中子0n击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速

度方向与碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1：1，动能之比为1：4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1：6。

（1）甲、乙各是什么核？ （2）甲、乙速度各是多大？ （3）写出核反应方程。

1231．（1）甲为6C，乙为1H（2）v甲vv0，v乙0

624（3）0n7N6C1H

2.（1）有关热辐射和光的本性，请完成下列填空题

黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为_________.1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为_________，并成功解释了__________________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的______________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖。

（2）质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分

v2 v1 别以 速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。求：第一次m1 m2 碰后m1球的速度.

2 .（1）能量子 h 光电效应 光电效应方程（或EKhW） 根据动量守恒定律得：114123m2v2m1v1m2v2m1v1

m2v2m1v1

解得：v1m1v1m2v22m1

3.（1）（本题4分）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说 （ ） B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有有粒子性 （ ） C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象 （ ） D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 （ ） （2）（本题4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和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

DCA．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB； ABB．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，用电动卡销 锁定，静止地放置在气垫导轨上；

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，同时使分别记录滑块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挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．

本实验中还应测量的物理量是_____________________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________．

（3）（本题4分）2008年北京奥运会场馆周围 80％～90％ 的路灯将利用太阳能发电技术

来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳

发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（1H）转化成一个氦核（2He）和两个正电子（1e）并放出能量.已知质子质量mP = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于931.MeV的能量．

①写出该热核反应方程；

②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字） 3．（1）√√××…………………………（每个选项判断正确得1分，判断错误得0分） （2）B的右端至D板的距离L2……………………………………………………（2分）

401mAL1LmB20………………………………………………………………（2分） t1t2140（3）①41H →2He +21e…………………………………………………………（2分） ②Δm = 4mP－ mα－2me = 4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u = 0.0267 u…（2分） ΔE = Δ mc2 = 0.0267 u×931.5MeV/u ＝24.86 MeV …………………………（2分）

4、（1）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核裂变反应 B、汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D、按照玻尔理论，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，原子总能量增大

2

E．E=mc表明物体具有的能量与其质量成正比

F. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 （2）一个静止的铀核后衰变成钍核

2289023292U（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）

—27

Th（原子质量为228.0287u）。（已知：原子质量单位1u=1.67×10kg，

1u相当于931MeV）

（1）写出核衰变反应方程；

（2）算出该核衰变反应中释放出的核能；

（3）假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能与α粒

子的动能之比为多少？ 4．（1）D E F （2.）解：（1）

232924U22890Th2He

（2）质量亏损 △m=0.0059u

△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.49MeV 1/57

5.已知氘核质量为2.0136u、中子质量为1.0087u，2He核的质量为3.0150u. (1)写出两个氘核聚变成2He核的核反应方程。

（2）计算上述核反应中释放的核能。

（3）若两氘核以相等的动能0.35MeV作对心碰撞，即可发生上述反应，且释放的核能全部

转化为机械能，则反应生成的2He核和中子的动能各是多少？

22315.解答： (1) 1H1H2He0n（2）3.26MeV（3）2.97MeV

333 6．（模块3—5试题）

（Ⅰ）⑴下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是 ▲ 。

A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构 B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长 D．按照波尔理论，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，原子总能量增加 （Ⅱ）⑴氢原子第n能级的能量为EnE1，其中E1是基态能量，而n=1，2，3…。若一2n33氢原子发射能量为E1的光子后处于比基态能量高出E1的激发态，则氢原子发

164射光子前后分别处于第几能级？

420⑵一速度为v的高速α粒子（2He）与同方向运动的氖核（10Ne）发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。 6．（Ⅰ）D （Ⅱ）（1）4，2 （2）0.4v，0.6v

7.（1）有关热辐射和光的本性，请完成下列填空题

黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为_________.1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为_________，并成功解释了__________________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的______________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖。

（2）已知氘核质量2.0136u，中子质量为1.0087u，2He核质量为3.0150u。 A、写出两个氘核聚变成2He的核反应方程___________________________________。

B、计算上述核反应中释放的核能。（结果保留2位有效数字）（1u=931.5Mev） C、若两氘以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的2He核和中子的动能各是多少？（结果保留2位有效数字）

7.(1）能量子 h 光电效应 光电效应方程（或EKhW）

(2)a、21H2He0n

b、在核反应中质量的亏损为Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u= 0.0035u 所以释放的核能为0.0035×931.5Mev=3.26Mev

c、反应前总动量为0，反应后总动量仍为0，所以氦核与中子的动量相等。

2

由EK=P/2m 得 EHe:En=1:3 所以En=3E/4=2.97Mev EHe=E/4=0.99Mev

8 (1)(4分)已知氢原子的基态能级是E1=－13．6 eV，第二能级E2＝－3．4 eV。如果氢原子吸收 eV的能量，它即可由基态跃迁到第二能级，如果氢原子再获得1．89eV的能量它还可以由第二能级跃迁到第三能级。因此第三能级的能量E3＝ eV。 (2)(6分)如图所示，设车厢的长度为L，质量为M静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止在车厢中，这时车厢的速度为多少?方向怎样?

8．（1）10.2 －1.51

(2)

9.（1）（6分）有关科学家和涉及的事实，正确的说法是： （A）普朗克在研究黑体辐射现象时提出量子观点 (B) 卢瑟福的原子模型成功地解释了氢原子的光谱；

231333mv0 向右

Mm （C）康普顿效应使人们认识到原子核结构的复杂性 (D)核子结合成原子核不一定放出核能

（E）天然放射现象使人们认识到原子结构的复杂性

(G)爱因斯坦由光电效应现象提出了光子说 （H）个别光子体现粒子性，大量光子体现波动性 （2）（6分）

23892U衰变成

23490Th，释放一个X粒子，把静止的

23892U放在匀强磁场中，衰

变后Th 核的速度方向与磁场方向垂直。X粒子动能为E， （1）写出衰变方程。

（2）衰变后Th核的轨道半径与粒子的轨道半径之比多少？ （3）衰变过程中放出的能量多大？ 9．（1）AGH （2）（1）

238924U23490Th2He

（2）1：45 （3）119E/117

10.（1）下列说法正确的是 ▲

A．康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性

B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径 C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小 D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定

（2）一个高能γ光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，请完成相

应的反应方程： ▲ ． 已知电子质量me=9.10×10-31kg，光在真空中的传播速度为速为c=3.00×108m/s，则γ光子的能量至少为 ▲ J．

（3）一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器

接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，求加速后航天器的速度大小．（v0 、v1均为相对同一参考系的速度）

10.（1）BD（3分，漏选得1分，错选得0分）

00（2）1e1e（2分） 1.641013J（2分）

（3）设加速后航天器的速度大小为v，由动量守恒定律有

Mv0mv1(Mm)v

解得 v

（3分） （2分）

Mv0mv1

Mm

11．（1）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子的能级示意图如图所示.在具有下列能量的

光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ） A．42.8eV (光子) B．43.2eV（电子） C．41.0eV（电子） （2）对聚变反应

21A．21B．

2134H1H2He01nD．54.4eV (光子)

，下列说法中正确的是( )

3H和1H是两种不同元素的原子核 3H和1H是氢的两种同位素的原子核

C．这个反应过程中有质量亏损 D．这个反应既是核反应，又是化学反应

（3）如图所示，A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M= 40kg小车B静止于轨道右侧，其板面与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m=20kg的物体C以３.0m/s的初速度从轨道顶滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动.若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，（取g=10m/s2）求：从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间； 11．（１）Ａ；（２）ＢＣ；（３）t=5/6s

12．（1）下列说法正确的是（ ）

A、物体辐射电磁波的强度分布只与物体温度和辐射波的波长有关

B、对于同一种金属来说，其截止频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关 C、极少数粒子的偏转角超过了900，表明原子中带正电的物质体积很小

D、玻尔的能级原子模型虽然使用了定态、跃迁、量子等概念但保留“轨道”是其缺陷 E、光衍射现象中，产生暗条纹的地方光子出现的概率低，这是波粒二象性的观点 F、做示踪原子的物质尽可能选用半衰期长一些的放射性元素

G、核力具有饱和性和短程性，原子核为了稳定，故重核在形成时其中子数多于质子数 H、比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能

（2）如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0．50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1．0m处有一个放射源A，内装放射物质22688Ra （镭）, 22688Ra发生α衰变生成新核Rn （氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界．MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1．0m． （1）试写出Ra的衰变方程； （2）求衰变后α粒子的速率；

（3）求一个静止镭核衰变释放的能量． （设核能全部转化为动能，取1u=1．6×10-27kg，电子电量e=1．6×10-19C） 12.(1)BCDEGH； （２）

226884712Ra222J 86Rn2He；v=2.510m/s;E=2.0210

13．1、下列说法中正确的是

A．当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子

B．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性

C．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关 D．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子越稳定

E．贝克勒耳通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的。 F．卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子 G．爱因斯坦提出的光子说否定了光的波动说

H．电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时的

2．一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为

m．求： 2（1）另一块爆炸后瞬时的速度大小； （2）爆炸过程系统增加的机械能． 13．（1）ACFH；（2）3v，2mv2

14.Ⅰ．下列说法中正确的是

A．高空自由落下的重物落在静止于地面的车厢中，以重物和车厢为一系统，系统动量守恒 B．人们常用热中子研究晶体结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同 C．电子的反物质是正电子，质子的反物质是反质子，而中子的反物质还是中子 D．用绿光照射金属比用紫光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大 E．目前核电站利用的核反应是裂变，核燃料可以用镉代表铀

F．某个氢原子处于n＝3的激发态，它跃迁所辐射的光子频率为3种 G．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透本领最强

H．真空中一对正、负电子以一定的速度相碰湮灭后放出一对光子，这对光子的总能量大于

2mec2

Ⅱ．如右图，质量为m的小球系于长L＝0.8m的轻绳末端。绳的另一端系于O点。将小球移到轻绳水平位置后释放，小球摆到最低点A时，恰与原静止于水平面上的物块P相碰。碰后小球回摆，上升的最高点为B，A、B的高度差为h＝0.2m。已知P的质量为M＝3m，P与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.25，小球与P的相互作用时间极短。求P沿水平面滑行的距离。

14．BCGH，（2）0.8m

15．Ⅰ．下列说法中正确的是

A．某段时间内物体的动量的增量不为零，而其中任一时刻物体的动量不可能为零 B．光子既有动量又有能量，其动量大小与波长关系为pP A h

C．太阳能电池的工作原理是光电材料吸收光能后发生光电子转换反应。

D．电子束通过电场加速后射到金属晶格上，得到电子的衍射图象，说明电子具有波动性 E．卢瑟福α粒子散射实验的结果说明了原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动

F．氢原子从一种定态跃迁到另一种定态，若氢原子吸收一个光子，则其电子动能减少，轨道半径变大

2

G．爱因斯坦质能方程E＝mc，表明物体具有的能量与其质量成正比

H．用能量为10.2ev的光子撞击处于基态的氢原子，能使氢原子被激发到量子数为n＝2的激发态

Ⅱ．静止的锂核（3Li）俘获一个速度为7.7×10m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（2He），它的速度大小是8×10m/s，方向与反应前的中子速度方向相同.

（1）写出此核反应的方程式；

（2）求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向； （3）通过计算说明此反应过程中是否发生了质量亏损。

15．（1）BCDFH（2）3Li0n1H2He、8.110m/s、与中子原方向相反、有质量亏损

16．Ⅰ下列说法正确的是

A．光滑水平面上放一光滑斜面，物体沿斜面滑下，斜面后退，物体和斜面组成的系统动量守恒。

B．如图所示，半径为R，内表面光滑的半球形容器，放在光滑水平面上，两端等高，一滑块从容器左端无初速释放，物体下滑过程中，系统机械能守恒，水平方向动量守恒。

C．在“碰撞中动量守恒”实验中，产生误差的主要原因是小球在飞行过程中受空气阻力。 D．

23290613466

46

6Th (钍)经过一系列的α和β衰变，变为20882Pb，铅核比钍核少16个中子。

E．分别用绿光和紫光照射同一种金属，金属表面都能发生光电效应，逸出光电子最大初动能相等。

F．按照玻尔理论，当一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加。

G．研究表明，β衰变中除放出电子外，还放出了不带电的“反中微子”，所以静止的原子核发生衰变时，原子核释放的核能大于电子和新核的总动能。

H．α、β、γ三种射线本质上都是电磁波，且γ射线波长最短。 Ⅱ如图所示，一轻质弹簧两端分别连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平飞行的初速度为v0的子弹射中并镶嵌在其中.已

知物体B的质量为m，A的质量是B的3/4，子弹的质量是B的1/4，求： ⑴ 子弹击中木块A后，与A的共同速度. ⑵ 弹簧压缩到最短时的弹性势能. 16．（1）BDFG；（2）V0/4；mV02/64。

17．(选修3-5) (1)有以下说法：

A．当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子 B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性

D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动 其中正确的是 ．

(2)a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s-t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?

17． (1)A

(2)解：从位移—时间图像上可看出，碰前B的速度为0，A的速度v0=Δs/Δt=4m/s 碰撞后，A的速度v1=-1m/s，B的速度v2=2m/s， 由动量守恒定律得mAv0=mAv1+mBv2， mB=2.5kg

18． (1) 以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 （ ） A. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念的粒子 B. γ射线是一种来源是原子核衰变过程中受激发的电子从高能级向低能级跃迁时发出的 C. 波尔的原子结构理论是在卢瑟福的核式结构学说基础上引进了量子理论

D. 任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应 E. 全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性 F. 宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性 G. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

（2）已知氘核质量2.0136u，中子质量为1.0087u，2He核质量为3.0150u。

A、写出两个氘核聚变成2He的核反应方程___________________________________。 B、计算上述核反应中释放的核能。（结果保留2位有效数字）（1u=931.5Mev） C、若两氘以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的2He核和中子的动能各是多少？（结果保留2位有效数字） 18． (1) CDEG

(2)a、21H2He0n

b、在核反应中质量的亏损为Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u

= 0.0035u

所以释放的核能为0.0035×931.5Mev=3.26Mev c、反应前总动量为0，反应后总动量仍为0， 所以氦核与中子的动量相等。

2

由EK=P/2m得 EHe:En=1:3

所以En=3E/4=2.97Mev EHe=E/4=0.99Mev

231333