【2013高考物理分类汇编】3-5近代物理.docx

1、20 （北京） 以往我们认识的光电效应是单光子光电效应。若一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度较大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已经被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为 v 的普通光源照射阴极 K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U，即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大 U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U 可能是下列的（其中 W 为逸出功， h 为普朗克常

2、量，e 为电子电量）A hvWUeB 2C hvD 52e考查选修 3-5 近代物理部分（固定题型）：1，新信息下： (N=2，3,4.)KEWNh2，动能定理： Uq难度：（概念+新信息）30. （福建）物理选修 3-5(本题共有两小题，每小题 6 分，共 12 分。每小题只有一个符合题意)(1)在卢瑟福 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是_。 （填选图下方的字母）(2)将静置在地面上，质量为 M（含燃料）的火箭模型点火升空，在及短时间内以相对地面的速度 v0 竖直向下喷出质量为 m 的炽热气体。忽略喷气过程重力

3、和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 。 （填选项前的事母）A. B. C. D. 0mM00v0v答案：（1）C （2）D【解析】：（1） 粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项 C 正确。（2 ）根据动量守恒定律得： ，所以火箭模型获得的速度大小是，选项 D 正确。17（13 广州） 、铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反，下列说法正确的有nKrBanU10893614502359 A上述裂变反应中伴随着中子放出 B铀块体积对链式反应的发生无影响C铀核的链式反应可人工控制 D铀核的半衰期会受到环境温度的影响17.

4、考点：核裂变，半衰期，链式反应答案：AC解析：此类问题看课本就可以可以选出答案16 （ 13 广西）放射性元素氡（ ）经 衰变成为钋 ，半衰期为 3.8 天；但勘测286Rn2184Po表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 的矿石，286Rn其原因是（ ）A目前地壳中的 主要来自于其它放射元素的衰变286B在地球形成的初期，地壳中元素 286n的含量足够高C当衰变产物 2184Po积累到一定量以后， 14Po的增加会减慢 286n的衰变进程D 286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期A17模块 3-5 试题（12 分）(13 海南)（1） （

5、4 分）原子核 Th 具有天然放射性，它经过若干次 衰变和 衰变后会变成新的原子核。下列原子核中，有三种是 Th 衰变过程中可以产生的，它们是 （填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 3 分.选对 3 个得 4 分;每选错 I 个扣 2 分，最低得分为0 分）A Pb B Pb C Po D Ra E Ra（2） （8 分）如图，光滑水平面上有三个物块 A、B 和 C，它们具有相同的质量，且位于同一直线上。开始时，三个物块均静止，先让 A 以一定速度与 B 碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与 C 碰撞并粘在一起，求前后两次碰撞中损失的动能之比。 17模块 3-5 试题（12

6、 分）（1）【答案】ACD【解析】发生 衰变是放出 42He，发生 衰变是放出电子 0-1e，根据质量数和电荷数守恒有，每发生一次 衰变质量数减少 4，电荷数减少 2，每发生一次 衰变质量数不变化，电荷数增加 1，由质量数的变化可确定 衰变的次数（必须是整数） ，进而可知 衰变的次数。逐一判断可知 ACD 符合要求。(2)【解析】设三个物块 A、B 和 C 的质量均为 m，A 与 B 碰撞前 A 的速度为 v，碰撞后共同速度为 ，A、B 与 C 碰撞后共同速度为 ，由动量守恒定律得 ，1v2v 1()m，2()m设第一次碰撞中动能的损失为 ，第二次碰撞中动能的损失为 ，1E2E由能量守恒定律得

7、 ，2211()mvv212()(联立解得 123EC. 【选修3-5】(12 分) （13 江苏）(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的也相等.(题12C-1 图)(A)速度(B)动能(C)动量(D)总能量(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+ )的能级图如题12C-1 图所示. 电子处在n =3 轨道上比处在n =5 轨道上离氦核的距离( 选填“近”或“远”). 当大量He+处在n =4 的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有 条.(3)如题12C-2 图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0. 1

8、m/ s. A 将B向空间站方向轻推后,A 的速度变为0. 2 m/ s,求此时B 的速度大小和方向.答案：（1）C (20)近 6 （30） ，离开空间站方向smvB/02.解析：（1）根据德布罗意波长公式 可知C正确；（2）由玻尔原子理论可ph知电子在n=3轨道比n=5轨道离核近；由能级跃迁知大量的氮离子从n=4能级跃迁所发射的谱线为6条。（3）由动量守恒 ，解得：BABAvmvm0)(，方向为离开空间站方向smvB/02.38、 （ 8 分） 【物理选修 35】（13 山东） （1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应在，当温度达到103K 时，可以发生“氦燃烧” 。完成“氦

9、燃烧”的核反应议程： 。BeHe8442_ 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 。一定质量的 经 后Be84 s160e84s2410.7所剩 占开始时的_。答案： 或 ， 或 12.5%He4281解析：根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为 2，质量数为 4，为 42经 7.810-16s，知经历了 3 个半衰期，所剩 占开始时的 = Be84321）（ 8（2 ）如图所示，光滑水平轨道上放置以 A（上表面粗糙）和滑块 C，滑块 B 置于 A 的左端。三者质量分别为 mA=2Kg、m B=1Kg、m C=2Kg。开始时 C 静止，A 、B 一起以 v0=5m/s 的速度匀速向右运动，

10、A 与 C 相碰撞（时间极短）后 C 向右运动，经过一段时间，A 、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰 好不再与 C 碰撞。求 A 与 C 发生碰撞后瞬间 A 的速度大小。答案：A 与 C 发生碰撞后瞬间 A 的速度大小是 2m/s解析：因碰撞时间极短，A 与 C 碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间 A 的速度大小为 vA，C的速度大小为 vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0=mAvA+mCvC，A 与 B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为 vAB，由动量守恒定律得mAvA+mBv0=（ mA+mB） vAB A、B 达到共同速度后恰好不再与 C 碰撞，应满足：v AB=vC

11、 联立式解得：v A=2m/s2 （ 13 上海）当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时(A)锌板带负电 (B)有正离子从锌板逸出(C)有电子从锌板逸出 (D)锌板会吸附空气中的正离子答案：C解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项 C 正确 ABD 错误。7（ 13 上海） 在一个 原子核衰变为一个 原子核的过程中，发生 衰变的次数2389U2068Pb为(A)6 次 (B)10 次 (C)22 次 (D)32 次答案：A解析：一个 原子核衰变为一个 原子核的过程中，发生 衰变的次数为23892068Pb（238-206）4=8 次，发生 衰

12、变的次数为 28-(92-82)=6 次，选项 A 正确。17 （ 13 上海） 某半导体激光器发射波长为 1.510-6m，功率为 5.010-3W 的连续激光。已知可见光波长的数量级为 10-7m，普朗克常量 h6.6310 -34Js，该激光器发出的(A)是紫外线(B)是红外线(C)光子能量约为 1.310-18J(D)光子数约为每秒 3.81016 个答案：（蓝色）解析：由于激光波长大于可见光波长，所以该激光器发出的是红外线，选项 B 正确 A错误。由 E=hc/ 可得光子能量约为 E=6.6310-343108(1.510-6)J=1.310-19J，选项 C 错误。光子数约为每秒为

13、 n=P/E=3.81016 个，选项 D 正确。21 （ 13 上海）放射性元素 衰变为 ，此衰变过程的核反应方程是；21084Po2068b用此衰变过程中发出的射线轰击 ，可得到质量数为 22 的氖(Ne)元素和另一种粒子，9F此核反应过程的方程是。答案： + He He+ Ne+ H。21084Po268b4219201解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是 + He。用 射线轰84Po2068b4击 ，可得到质量数为 22 的氖(Ne) 元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是： He+19F 42 Ne+ H。92101 （ 13 天津）下列说法正确的是A原子核发生衰变时要遵守电

14、荷守恒和质量守恒的规律B 射线、 射线、 射线都是高速运动的带电粒子流C氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【考点】本题考查原子核衰变、玻尔理论、光电效应方程。【答案】C【解析】原子在发生衰变时遵守电荷守恒和质量数守恒规律，质量有亏损，故选项 A 错误； 射线是氦原子核， 射线是高速电子流， 射线是电磁波，所以选项 B 错误；氢原子从能量较高的激发态向能量较低的激发态（基态）跃迁时，由 知，发出光子的频mnhvE率由两个能级差决定，所以氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射特定频率的光子，故选项 C 正确；由爱因斯坦光电效应方程 可知，发生

15、光电效应时光子电子的最大kEhvW初动能与入射光的频率有光，与入射光的强度无关，故选项 D 错误。35. 1 物理 选修 3-5 (15 分)（13 全国 1）(1)(6 分)一质子束入射到能止靶核 上，产生如下核反应 :2713P+ X+n2713式中 P 代表质子， n 代表中子， x 代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核 X 的质子数为 ，中子数为 。答案：14 13解析：根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒，新核 X 的质子数为 1+13-0=14，质量数为 1+27-1=27，所以中子数 =27-14=13。(2)(9 分) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B，两者相

16、距为 d。现给 A 一初速度，使 A 与 B 发生弹性正碰，碰撞时间极短:当两木块都停止运动后，相距仍然为 d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为 . B 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为 g.求 A 的初速度的大小。解析：设在发生碰撞的瞬间，木块 A 的速度大小为 v；在碰撞后的瞬间，A 和 B 的速度分别为 v1 和 v2。在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得 2212)(1vmmv 21)(vm式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正。由式得 21v设碰撞后 A 和 B 运动的距离分别为 d1 和 d2,由动能定理得 21mgd22)(1)vmgd（按题意有 d= d1+d2

17、 设 A 的初速度大小为 v0，由动能定理有 2201vmgd联立至式，得 5802 （ 13 重庆）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应： n2nU10102359ba则 a+b 可能是A B KrXe9361405Kr93645C DSB8 SXe81035.物理选修 3-5(1) (5 分)关于原子核的结合能，下列说法正确的是 ( 填正确答案标号。选对 I 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分；每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)。A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，衰变产物

18、的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核( )的结合能小于铅原子核 ( )的结合能SC135 b208PD.比结合能越大，原子核越不稳定E.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最大于该原子核的结合能(2) (10 分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A、B 、C。 B 的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计).设 A 以速度 v0 朝 B 运动，压缩弹簧；当 A、B 速度相等时，B 与 C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设 B 和 C 碰撞过程时间极短。求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，（i）整个系统拐失的机械能；（ii）弹簧被压缩到最短

19、时的弹性势能。35.答案：（1）ABC 5 分（2 ） （i ） （ii） 10 分2061mvE204813mvEP【解析】 （1）由结合能的定义分析可知原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A 正确；一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，衰变产物的核子的比结合能增加，又衰变过程质量数守恒，故衰变产物核子的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B 正确；组成原子的核子越多，原子的结合能越高，故 C 正确；比结合能越大，原子核越稳定，D 错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，E 错误。（2） （i）从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v1时，对 A、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv0=2mv1 此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后瞬时速度为 v2，损失的机械能为 对 B、CE组成的系统，由动量守恒定律得mv1=2mv2 2)(vmEv联立式得2016（ii）由式可知 ，A 将继续压缩弹簧，直至 A、B、C 三者速度相同，设此速度为12v,此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为 ,由动量守恒和能量守恒定律得3v PE 30mPvEv22)(11联立式得20483P