题目内容

C（选修模块3-5）
（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，氦离子能级的示意图如图1所示．在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收的是
C
C

A．60.3eV          B． 51.0eV
C．43.2eV          D．54.4eV
（2）一个静止的
 
266
88
Ra，放出一个速度为2.22×107m/s的粒子，同时产生一个新核
 
222
86
Rn，并释放出频率为ν=3×1019Hz的γ光子．写出这种核反应方程式
 
226
88
Ra→
 
222
86
Rn
+
4
2
He．
 
226
88
Ra→
 
222
86
Rn
+
4
2
He．
；这个核反应中产生的新核的速度为
4×105m/s
4×105m/s
；因γ辐射而引起的质量亏损为
2.21×10-31kg
2.21×10-31kg
．（已知普朗克常量h=6.63×10-34J?s）

（3）如图2，滑块A、B的质量分别为m1与m2，m1＜m2，置于光滑水平面上，由轻质弹簧相连接，用一轻绳把两滑块拉至最近，弹簧处于最大压缩状态后绑紧，接着使两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动．运动中某时刻轻绳突然断开，当弹簧恢复到其自然长度时，滑块A的速度正好为零．则：
①弹簧第一次恢复到自然长度时，滑块B的速度大小为
(m1+m2)
m2
v0
(m1+m2)
m2
v0
；
②从轻绳断开到弹簧第一次恢复到自然长度的过程中，弹簧释放的弹性势能Ep=
(m1+m2)2v02
2m2
-
1
2
(m1+m2)v02
(m1+m2)2v02
2m2
-
1
2
(m1+m2)v02
．
分析：（1）能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．
（2）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式，通过动量守恒定律求出新核的速度，根据爱因斯坦质能方程求出质量的亏损．
（3）根据动量守恒定律求出滑块B的速度大小，根据能量守恒定律求出弹簧释放的弹性势能．
解答：解：（1）基态的氦离子吸收54.4eV、60.3eV的能量将会被电离，能被吸收．基态的氦离子吸收51.0eV将跃迁到第4能级．由于43.2eV不等于基态和其它激发态间的能级差，不能被吸收．故选C．
（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，核反应方程式为
 
226
88
Ra→
 
222
86
Rn
+
4
2
He．
根据动量守恒定律得，0=m1v1-m2v2，由于
m1
m2
=
2
111
，则v2=
m1v1
m2
=
2
111
×2.22×107m/s=4×105m/s．
根据爱因斯坦质能方程得，hv=△mc2
解得△m=
hv
c2
=2.21×10-31kg．
（3）①根据动量守恒定律得，（m1+m2）v0=m2v2
解得v2=
(m1+m2)
m2
v0．
根据能量守恒定律得，△Ep=
1
2
m2v22-
1
2
(m1+m2)v02=
(m1+m2)2v02
2m2
-
1
2
(m1+m2)v02．
故答案为：（1）C  （2）
 
226
88
Ra→
 
222
86
Rn
+
4
2
He．   4×105m/s，2.21×10-31kg．（3）v2=
(m1+m2)
m2
v0，
(m1+m2)2v02
2m2
-
1
2
(m1+m2)v02．
点评：本题考查了能级的跃迁、动量守恒定律、能量守恒定律以及爱因斯坦质能方程，难度不大，关键要熟悉教材，理解这些基本规律，就可轻松解决．
练习册系列答案
相关题目

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，如都作答，则按A、B两小题评分．)

A．(选修模块3-3)

（1）下列说法正确的是                                            （       ）

A．熵是物体内分子运动无序程度的量度

B．由氢气的摩尔体积和每个氢分子的体积可估算出阿伏加德罗常数

C．满足能量守恒定律的客观过程都不是可以自发进行的

D．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能

（2） 一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A变化到状态B的过程中，理想气体的温度          （填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量       它对外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，在标准状态（压强p0=1atm、温度t0=0℃）下任何气体的摩尔体积都为22.4l，设第（2）问中理想气体在状态A下的温度为0℃，求该气体的分子数．（计算结果取两位有效数字）

B．(选修模块3-4)

（1）以下说法中正确的是                                           (      )

A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度

B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性

C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线

D．超声波可以在真空中传播

（2）平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，则玻璃球对a光的折射率为         ，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为va和vb，则va        vb（选填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．试写出质点1的振动方程．

C．(选修模块3-5)

（1）下列说法正确的有                                               （    ）

A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小

B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大

C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动

D．若氢原子从 n = 6 能级向 n = 1 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n = 6 能级向 n = 2 能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应

（2）正电子发射计算机断层显象(PET)的基本原理是：将放射性同位素注入人体，在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭，转化为一对γ光子，被探测器探测到，并经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET的原理，在人体内衰变的方程式是                ；在PET中，的主要用途是作为               ．

（3）如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m1球速度的大小.

Ａ．(选修模块3-3）（12分）
（1）下列四幅图的有关说法中正确的是      　　

A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力
B．水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．猛推木质推杆，气体对外界做正功，密闭的气体温度升高，压强变大
（2）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为      ，单位体积的分子数为      ． 
（3）如图，一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B，此过程中气体吸收的热量Q=6.0×102J，

求：
①该气体在状态A时的压强；
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。
B．(选修模块3-４）（12分）
（1）下列四幅图的有关说法中正确的是   　  

A．由两个简谐运动的图像可知：它们的相位差为/2或者
B．当球与横梁之间存在摩擦的情况下，球的振动不是简谐运动
C．频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱
D．当简谐波向右传播时，质点A此时的速度沿y轴正方向
（2）1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和           这两条基本假设为前提的；在相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的的生命进程比火箭上的生命进程要　　　（填快或慢）。
（3）如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的横截面，∠C=90°，一束激光a沿平行于AB边射入棱镜，经一次折射后射到BC边时，刚好能发生全反射，求该棱镜的折射率n和棱镜中的光速。

C．(选修模块3-5）（12分）
（1）下列说法正确的是
A．某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的1/32，则该元素的半衰期为 3.8天
B．a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少
D．氢原子从定态n=3跃迁到定态n= 2，再跃迁到定态n = 1，则后一次跃迁辐射的光的波长比前一次的要短
（2）光电效应和       都证明光具有粒子性，      提出实物粒子也具有波动性。
（3）如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量均为m ="0.08" kg的10块完全相同的长直木板。质量M =" 1.0" kg、大小可忽略的小铜块以初速度v0="6.0" m/s从长木板左端滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v1="4.0" m/S。铜块最终停在第二块木板上。取g="10" m/s2，结果保留两位有效数字。求：

①第一块木板的最终速度
②铜块的最终速度

Ａ．(选修模块3-3）（12分）

（1）下列四幅图的有关说法中正确的是      　　

A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力

B．水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理

C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

D．猛推木质推杆，气体对外界做正功，密闭的气体温度升高，压强变大

（2）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为      ，单位体积的分子数为      ． 

（3）如图，一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B，此过程中气体吸收的热量Q=6.0×102J，

求：

①该气体在状态A时的压强；

②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。

B．(选修模块3-４）（12分）

（1）下列四幅图的有关说法中正确的是   　  

A．由两个简谐运动的图像可知：它们的相位差为/2或者

B．当球与横梁之间存在摩擦的情况下，球的振动不是简谐运动

C．频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱

D．当简谐波向右传播时，质点A此时的速度沿y轴正方向

（2）1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和           这两条基本假设为前提的；在相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的的生命进程比火箭上的生命进程要　　　（填快或慢）。

（3）如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的横截面，∠C=90°，一束激光a沿平行于AB边射入棱镜，经一次折射后射到BC边时，刚好能发生全反射，求该棱镜的折射率n和棱镜中的光速。

C．(选修模块3-5）（12分）

（1）下列说法正确的是

A．某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的1/32，则该元素的半衰期为 3.8天

B．a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构

C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少

D．氢原子从定态n=3跃迁到定态n= 2，再跃迁到定态n = 1，则后一次跃迁辐射的光的波长比前一次的要短

（2）光电效应和       都证明光具有粒子性，      提出实物粒子也具有波动性。

（3）如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量均为m ="0.08" kg的10块完全相同的长直木板。质量M =" 1.0" kg、大小可忽略的小铜块以初速度v0="6.0" m/s从长木板左端滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v1="4.0" m/S。铜块最终停在第二块木板上。取g="10" m/s2，结果保留两位有效数字。求：

①第一块木板的最终速度

②铜块的最终速度

 

【选做题】请从A、B和C三小题中选定两题作答，如都作答则按B、C两题评分

A．(选修模块3—3)(12分)

某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。

（1）(4分)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是  ▲ 

A．该密闭气体分子间的作用力增大

B．该密闭气体组成的系统熵增加

C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的

D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和

（2）(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为    ▲    ；

（3）(4分)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了    0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了  ▲  J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度  ▲  (填“升高”或“降低”)。

B．(选修模块3—4) (12分)

（1）(3分) 下列关于光和波的说法中，正确的是  ▲ 

A．赫兹预言了电磁波的存在

B．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

C．光的衍射现象能说明光具有粒子性

D．光的偏振说明光波是横波

（2）(4分) 三种透明介质叠放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面，发生折射如图所示，设光在这三种介质中的速率v1、v2、v3，则它们的大小关系是  ▲ 

A．v1>v2>v3                                      B．v1>v3> v2    C．v1<v2<v3    D．v2> v1>v3

（3）(5分) 如图所示，某列波在t=0时刻的波形如图中实线，虚线为t=0.3s（该波的周期T>0.3s）时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动，求质点P振动的周期和波的传播速度。

C．(选修模块3—5) (12分)

（1） (3分)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估算原子核半径

C．核子结合成原子核时一定有质量亏损，释放出能量

D．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

（2）(4分) 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中A为阴极，K为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极A，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压有的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是  ▲ 

A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eV

B. 若增大入射光的强度，电流计的读数不为零

C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大

D. 若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零

（3） (5分) 静止的镭核发生衰变，释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求衰变后新核的动能和衰变过程中总的质量亏损。

 

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