1、优质文档优质文档贵州省普安一中 2011 届高三物理一轮复习同步练习 64：模块综合检测（选修 3-5）1(8 分)(2009山东高考)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子 11H 轰击静止的 ZAX，生成两个动能均为 8.9 MeV 的 24He.(1 MeV1.61013 J)(1)上述核反应方程为_(2)质量亏损为_kg.解析： 11H 37X 24He 24He 或 11H 37Li 24He 24He mc2 E 末 E 初 ，所以 mE末 E初c2 kg3.110 29 kg(28.9 0.5)1.610 13(3108)2答案：(1) 11H
2、 37X 24He 24He 或 11H 37Li 24He 24He(2)3.110292(6 分)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为 530 nm 的绿光时，只要每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉普朗克常量为 6.631034 Js，光速为 3.0108 m/s，则：(1)人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是_(2)用这种波长的绿色光照射下列五种材料，能产生光电效应的材料有_种.材料 铯 钙 镁 铍 钛逸出功(10 19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6解析：(1)每个绿光光子的能量E0 h h J3.810 19 Jc 6.6310 343.01085
3、3010 9人眼最少需每秒射入 6 个绿光光子才能察觉，故 P 63.810 19 W2.3106E0t18 W(2)发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功， E0仅大于铯的逸出功，故只有一种答案：(1)2.310 18 W (2)13(8 分)质量为 M 的小物块 A 静止在离地面高 h 的水平桌面的边缘，质量为 m 的小物优质文档优质文档块 B 沿桌面向 A 运动并以速度 v0与之发生正碰(碰撞时间极短)碰后 A 离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为 L.碰后 B 反向运动求 B 后退的距离(已知 B 与桌面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g)解析：设 t 为 A 从离开桌面
4、到落地经历的时间，v 表示刚碰后 A 的速度，有： h gt212L vt设 V 为刚碰后 B 的速度大小，由动量守恒定律有：mv0 Mv mV设 B 后退的距离为 x，由动能定理有： mgx 0 mV212由以上各式求得： x ( v0)2.12 gMLm g2h答案： ( v0)212 gMLm g2h4(8 分)原来静止的原子核 abX，发生 衰变后放出一个动能为 E0的 粒子，求：(1)生成的新核动能是多少？(2)如果衰变释放的能量全部转化为 粒子及新核的动能，释放的核能 E 是多少？(3)亏损的质量 m 是多少？解析：(1)衰变方程为： abX 24He a2 b4 Y在衰变过程中动
5、量守恒m v mYvY又因为 Ek ，p22m所以 ， EY E0EYE0 mmY 4b 4 4b 4(2)由能量守恒，释放的核能 E E0 EY E0 E04b 4 bE0b 4(3)由质能关系 E mc2，解得 m .bE0(b 4)c2答案：(1) E0 (2) E0 (3)4b 4 bb 4 bE0(b 4)c25(8 分)氢原子处于基态时，原子的能级为 E113.6 eV，普朗克常量h6.6310 34 Js，当氢原子在 n4 的激发态时，问：优质文档优质文档(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？解析：(1)由氢原子的能级公式得E4 E1
6、0.85 eV142故要使处在 n4 能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为 0.85 eV.(2)由 h Em En可知h E4 E112.75 eV即处于 n4 的氢原子跃迁到 n1 时放出光子的能量最大为 12.75 eV.答案：(1)0.85 eV (2)12.75 eV6(6 分)利用光谱分析鉴别物质的组成成分时，灵敏度是很高的(1)如何进行操作？_.(2)如图 1 甲所示的 a、b、c、d 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为_图 1Aa 元素 Bb 元素Cc 元素 Dd 元素解析：(1)光谱分析中首先获取样本的线状谱，然后利用各种原
7、子的特征谱线加以对照，从而确定组成成分(2)由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的谱线在该线状谱中不存在，故 B 正确与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素答案：(1)见解析 (2)B7(8 分)用中子轰击锂核( 36Li)发生核反应，产生氚和 粒子并放出 4.8 MeV 的能量(1)写出核反应方程式；(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则 粒子和氚的动能之比是多少？解析：(1) 36Li 01n 13H 24He4.8 MeV(2) m kg Ec2 4.81061.610 19(3108)28.5
8、10 30 kg(3)设 m1、 m2、 v1、 v2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得 0 m1v1优质文档优质文档 m2v2氦核、氚核的动能之比Ek1 Ek2 m2 m134.(m1v1)22m1 (m2v2)22m2答案：(1)见解析 (2)8.510 30 kg (3)348(8 分)如所示，质量 M4 kg 的滑板 B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端 C 到滑板左端的距离 L0.5 m，这段滑板与木块 A(可视为质点)之间的动摩 图 2擦因数 0.2，而弹簧自由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑小木块A以速度 v010 m/s 由
9、滑板 B 左端开始沿滑板 B 表面向右运动已知木块 A 的质量 m1 kg， g 取 10 m/s2.求：(1)弹簧被压缩到最短时木块 A 的速度；(2)木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能解析：(1)弹簧被压缩到最短时，木块 A 与滑板 B 具有相同的速度，设为 v，从木块 A开始沿滑板 B 表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中， A、 B 系统的动量守恒：mv0( M m)v解得 v v0.mM m代入数据得木块 A 的速度 v2 m/s.(2)木块 A 压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大由能量关系，最大弹性势能Ep mv02 (m M)v2 mgL12 12代
10、入数据得 Ep39 J.答案：(1)2 m/s (2)39 J9(10 分)(1)如图 3 所示为氢原子的能级图用光子能量为 13.06 eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有_种优质文档优质文档图 3(2)质量为 M2 kg 的小平板车 C 静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为 mA2 kg 的物体 A(可视为质点)，如图 4 所示，一颗质量为 mB20 g 的子弹以 600 m/s 的水平速度射穿 A 后，速度变为 100 m/s，最后物体 A 静止在车上，求平板车最后的速度是多大？解析：(1)由 E En E1可知 En E E113.06 eV13
11、.60 eV0.54 eV.吸收 13.06 eV 能量后氢原子处于量子数 n5 的激发态，由N n(n 1)210 得知可产生 10 种不同波长的光(2)子弹射穿 A 时，以子弹与 A 组成的系统为研究对象由动量守恒定律得 mBvBmAvA mBvBA 在小车上相对滑动，设最后速度为 v.以 A 与小车组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mAvA( mA M)v可得 v2.5 m/s.答案：(1)10 (2)2.5 m/s10(10 分)现在世界上许多国家都在积极研究可控热核反应的理论和技术，以解决能源危机问题热核反应中所用的燃料氘，在地球上储量非常丰富，1 L 海水中大约有 0.3 g
12、氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃烧 300 L 汽油相当，若氘核的质量为 m1，氦核的质量为 m2，光速为 c，阿伏加德罗常数为 NA，氘的摩尔质量为 m0.(1)写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程(2)质量为 M 的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少？解析：(1)核反应方程为： 12H 12H 24He(2)核反应的质量亏损为 m2 m1 m2据爱因斯坦质能方程可得放出的能量为 E mc2(2 m1 m2)c2据题意得，质量为 M 的氘中的氘核数为： nMNAm0质量为 M 的氘核参与聚变放出的能量为优质文档优质文档E .n E2 NAc2M(2m1 m2)2m0答案：(1
13、) 12H 12H 24He(2)NAM(2m1 m2)c22m011(10 分)氢原子的能级示意图如图 5 所示，现有每个电子的动能都为 Ee12.89 eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰已知碰撞前一个电子与一个氢原子的总动量为零碰撞后，氢原子受激发而跃迁到 n4 的能级求碰撞后 1 个电子与 1 个受激氢原子的总动能(已知电子的质量 me与氢原子的质量mH之比为 11840)解析：以 Ve和 VH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有：meVe mHVH0 碰撞前，氢原子与电子的总动能为：Ek mHVH2 meVe2 12 12联立两式并代入
14、数据解得：Ek12.90 eV氢原子从基态跃迁到 n4 的能级所需能量由能级图可得： E0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：Ek Ek E12.90 eV12.75 eV0.15 eV.答案：0.15 eV12(10 分)(2009海南高考)钚的放射性同位素 94239Pu 静止时衰变为铀核激发态 92235U*和 粒子，而铀核激发态 92235U*立即衰变为铀核 92235 U，并放出能量为 0.097 MeV 的 光子已知： 94239Pu、 92235U 和 粒子的质量分别为 mPu239.0521 u、 mU235.0439 u 和 m
15、4.0026 u，1 u931.5 MeV/ c2.(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求 粒子的动能解析：(1)衰变方程为94239Pu 92235U* 24He 优质文档优质文档92235U* 92235U 或合起来有94239Pu 92235U 24He (2)上述衰变过程的质量亏损为 m mPu mU m 放出的能量为 E c2 m 这些能量是铀核 92235U 的动能 EU、 粒子的动能 E 和 光子的能量 E 之和 E EU E E 由式得EU E ( mPu mU m )c2 E 设衰变后的铀核和 粒子的速度分别为 vU和 v ，则由动量守恒有mUvU m v 又由动能的定义知EU mUvU2， E m v 2 12 12由式得 EUE mmU由式得E (mPu mU m )c2 E mUmU m代入题给数据得 E 5.034 MeV.答案：见解析
