题目内容

精英家教网C．（选修模块 3 一 5 ）  
（ l ）在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置（如图 l ）在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图（ 2 ）所示．则
（ A ）乙光的频率小于甲光的频率 （ B ）甲光的波长大于丙光的波长 （ C ）丙光的光子能量小于甲光的光子能量 （ D ）乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能
（ 2 ）用光照射某金属，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从铝板表面逸出的光电子数
 
，从表面逸出的光电子的最大动量大小
 
（选填“增加”、“减小”或“不变，'）
（ 3 ）用加速后动能为Ek0的质子：
 
1
1
H轰击静止的原子核 x，生成两个动能均为Ek的
 
4
2
He核，并释放出一个频率为 v 的γ光子．写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损．（光在真空中传播速度为 c ）
分析：（1）通过遏止电压的大小比较光电子的最大初动能，从而根据光电效应方程比较出三种光的频率、波长、光子能量的大小．
（2）入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，入射光的频率影响光电子的最大初动能．
（3）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程，通过爱因斯坦质能方程求出质量亏损．
解答：解：（1）根据eUc=
1
2
mv2知，乙丙的遏止电压相等，则光电子的最大初动能相等，根据光电效应方程，Ekm=hv-W0知，乙丙的频率相等，甲的遏止电压小，则甲照射产生光电子的最大初动能小，则甲的频率小，所以乙丙的频率相等，大于甲的频率，则乙丙的波长相等，小于甲的波长，乙丙的光子能量相等，大于甲的光子能量．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
（2）增加入射光的强度，则单位时间内逸出的光电子数目增加，光电子的最大初动能不变，则最大速度不变，所以最大动量不变．
（3）根据电荷数守恒、质量数守恒有：
 
1
1
H
+
7
3
Li→
 
4
2
He
+
4
2
He．
该核反应释放的核能为△E=2EK+hv-Ek0
由爱因斯坦质能方程得△E=△mc2
解得质量亏损△m=
2EK+hv-Ek0
c2
．
故答案为：（1）B  （2）增加，不变  （3）
 
1
1
H
+
7
3
Li→
 
4
2
He
+
4
2
He．△m=
2EK+hv-Ek0
c2
．
点评：本题考查了光电效应方程、爱因斯坦质能方程以及光电效应等知识点，难度不大，关键要熟悉教材，掌握这些知识点的基本规律，并能灵活运用．
练习册系列答案
相关题目
（2011?无锡一模）选做题
B、（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是：
AC
AC

A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为，相对于任何参考系，光速都是一样的
D、在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最大位移处时开始计时
（2）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x=2m处质点的振动图线．则该横波的速度为
1
1
m/s，传播方向为
左
左
．

（3）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为
2
，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为多大？一束与MN平面成450的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．则从MN射出的光束的宽度为多少？
C、（选修模块3-5）
（1）以下有关近代物理内容的若干叙述中，正确的是：
C
C

A、一束光照射到某金属表面时，能发生光电效应，此时若减弱照射光的强度，则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波，又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
D、在核聚变反应中，由于要释放能量，发生质量亏损，所以聚变后的原子的总质量数要减少
（2）第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快吕子后变成铀239，铀239（92239U）很不稳定，经过
两
两
次β次衰变后变成钚239（94239Pu），写出该过程的核反应方程式：
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e
．
（3）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量分别为m和3m．Q与轻弹簧相连，若Q静止，P以某一速度v向Q运动，并与弹簧发生碰撞．求P、Q速度相等时两者的速度是多大？此时弹簧弹性势能多大？
（2012?无锡二模）C．（选修模块3-5）
（1）按照玻尔原子模型，氢原子辐射出一个光子后，则
D
D
（选填选项前的字母）．
A．电子绕核旋转半径增大    B．氢原子的电势能增大
C．原子的能量值增大        D．电子的动能增大
（2）如图所示的是工业生产中常用的光控继电器示意图，它由电源、光电管A、放大器、电磁继电器等部分组成．用绿光照射光电管阴极K时，恰能发生光电效应．
①要能在电路中形成电流，图中b端应是电源的
负
负
  极．
②如改用强度比绿光小的蓝光照射，电路中
能
能
    （填“能”或“不能”）形成电流．
（3）在真空中，一个原来静止的
 
238
92
U发生衰变后变成一个
 
234
90
Th并放出一个动能为E1的粒子，
①写出衰变的核反应方程；
②如衰变时产生的能量全部以动能的形式释放，真空中的光速为c，原子核的质量之比等于质量数之比，．求衰变过程中总的质量亏损．
精英家教网C．（选修模块3-5）
（1）下列说法中正确的是
 
．
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量
D．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变
（2）在《探究碰撞中的不变量》实验中，某同学采用如图所示的装置进行实验．把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起．实验过程中除了要测量A球被拉起的角度θ1，及它们碰后摆起的最大角度θ2之外，还需测量
 
（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的动量守恒．用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式是
 
．
（3）2008年10月7日，日美科学家分享了当年诺贝尔物理学奖．他们曾就特定对称性破缺的起源给出了解释，并预言了一些当时还未发现的夸克．夸克模型把核子（质子和中子）看做夸克的一个集合体，且每三个夸克组成一个核子．已知质子和中子都是由上夸克u和下夸克d组成的．每种夸克都有对应的反夸克．一个上夸克u带有+
2
3
e的电荷，而一个下夸克d带有-
1
3
e的电荷，因此一个质子p可以描述为p=uud，则一个中子n可以描述为n=
 
．一个反上夸克
.
u
带有-
2
3
e的电荷，一个反下夸克
.
d
带有+
1
3
e的电荷，则一个反质子p可描述为
.
p
=
 
．
（2013?南通二模）C．（选修模块3-5）
（1）下列说法中正确的是
BC
BC
．
A．普朗克提出了光子说
B．宏观物体的物质波波长远小于其本身尺寸，根本无法观察它的波动性
C．α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一
D．核力是短程的强相互作用斥力
（2）氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的一价氦离子能量为E1=-54.4eV，能级图如图所示，则一价氦离子第n能级的能量En=
-54.4
n2
-54.4
n2
eV；一个静止的处于基态的一价氦离子被运动的电子碰撞后又失去了一个电子，则运动电子的动能一定大于
54.4
54.4
eV．
（3）原子核的衰变方式不同，释放的能量也不同，由此可以用来确定原子核的质量差．
 
64
29
Cu可以衰变为
 
64
30
Zn，释放的核能是E1；也可以衰变为
 
64
28
N1，释放的核能为E2，E2＞E1．
①写出两种衰变方式的衰变方程．
②求出
 
64
30
Zn和
 
64
28
N1质量差△m．
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是
D
D
；
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
B．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙
C．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时分子间斥力小于引力
D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
（2）如图1所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA
小于
小于
VB（选填“大于”、“小于”或“等于”）； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中
吸热
吸热
（选填“吸热”或“放热”）
（3）冬天到了，很多同学用热水袋取暖．现有某一热水袋内水的体积约为400cm3，它所包含的水分子数目约为多少个？（计算结果保留1位有效数字，已知1mol水的质量约为18g，阿伏伽德罗常数取6.0×1023mol-1）．

B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是
C
C

A．光的偏振现象证明了光波是纵波
B．在发射无线电波时，需要进行调谐和解调
C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长
（2）如图2所示为一列简谐横波t=0时刻的波动图象，已知波沿x轴正方向传播，波速大小为0.4m/s．则在图示时刻质点a、b所受的回复力大小之比为
2：1
2：1
，此时刻起，质点c的振动方程是：
y=15cos10πt
y=15cos10πt
cm．
（3）如图3所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α，紧贴直角边AC是一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β角时，从AB面射出的光线与SO重合，在这种情况下仅需则棱镜的折射率n为多少？
C．（选修模块3-5）
（1）下面核反应中X代表电子的是
C
C

A．
 
14
7
N+
 
4
2
He→
 
17
8
O+X
B．
 
4
2
He+
 
27
13
Al→
 
30
15
P+X
C．
 
234
90
Th→
 
234
91
Pa+X
D．
 
235
92
U+
 
1
0
n→
 
144
56
Ba+
 
89
36
Kr+3X
（2）从某金属表面逸出光电子的最大初动能EK与入射光的频率ν的图象如图4所示，则这种金属的截止频率是
4.3×1014
4.3×1014
HZ；普朗克常量是
6.6×10-34
6.6×10-34
Js．
（3）一个静止的铀核
 
232
92
U（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核
 
228
90
Th（原子质量为228.0287u）．（已知：原子质量单位1u=1.67×10-27kg，1u相当于931MeV）
①算出该核衰变反应中释放出的核能？
②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？

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