题目内容

（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的是
 

A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定吸收核能
B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为只有高速运动的粒子才具有波粒二象性
（2）一个中子轰击铀核（
 
235
92
U）可裂变生成钡（
 
141
56
Ba）和氪（
 
92
36
Kr）．已知
 
235
92
U、
 
141
56
Ba、
 
92
36
Kr和中子的质量分别是mu、mBa、mKr、mn，则此铀裂变反应的方程为
 
；该反应中一个235U裂变时放出的能量为
 
．（已知光速为c）
（3）在某次冰壶比赛中，运动员将一冰壶甲以4m/s速度推出，与正前方另一静止的相同质量的冰壶乙发生对心正碰，碰撞后冰壶乙以3m/s速度沿向前滑行，方向与冰壶甲运动方向相同，
①求碰后瞬间冰壶甲的速度；
②试通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞．
分析：（1）比结合能越大的原子核越稳定，入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大．氢原子辐射出光子时电子从高能级跃迁到低能级，氢原子的能量降低，电子的速度变大，向心力变大．
（2）核反应过程中质量数与核电荷数守恒；求出核反应过程中的质量亏损，然后由质能方程求出释放的能量．
（3）由动量守恒求解，通过计算判断碰撞前后的机械能关系．
解答：解：（1）A、比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定吸收核能，故A正确
B、入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目．入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大．故B错误．
C、波尔理论的跃迁假说是原子从一种能级向另一种能级跃迁时，会吸收（或辐射）一定频率的光子；氢原子辐射出一个光子后，核外电子就会跃迁到能量较低的能级上，轨道变小，受到原子核的库仑力增加，由向心力角速度的公式可知，角速度增加．故C正确．
D、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，故D错误．
故选AC．
（2）核反应过程中质量数与核电荷数守恒，
此铀裂变反应的方程为
 
235
92
U+
 
1
0
n→
 
141
56
Ba+
 
92
36
Kr+3
 
1
0
n
由题意知，核反应过程中的质量亏损△m=mu-mBa-mKr-2mn，
释放的核能△E=△mc2=（mu-mBa-mKr-2mn）c2；
（3）①由动量守恒得 m×4=m×3+mv甲′
得碰后瞬间冰壶甲的速度为v甲′=1m/s
②通过计算得碰撞前动能是Ek=
1
2
mv2=
1
2
m×42=8m
碰撞后的动能是E′k=
1
2
m×32+
1
2
m×12=5m，
得 E前＞E后 该碰撞为非弹性碰撞
故答案为：（1）AC 
（2）
 
235
92
U+
 
1
0
n→
 
141
56
Ba+
 
92
36
Kr+3
 
1
0
n 
（mu-mBa-mKr-2mn ）C2  
（3）①碰后瞬间冰壶甲的速度是1m/s；
②该碰撞为非弹性碰撞
点评：对于物理学史部分要加强记忆和积累；同时通过本题中的第（3）题体会利用动量守恒和功能关系解题的优越性．
练习册系列答案
相关题目
（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的是
BD
BD

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热核反应
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短
D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变
（2）北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（
 
137
55
Cs），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右）．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：
55137 Cs→56137Ba+-10e
55137 Cs→56137Ba+-10e
．如果在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为
E
c2
E
c2
．（已知碘（I）为53号元素，钡（Ba）为56号元素）
（3）如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA=1kg．初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B的质量为多少？
（2011?江苏一模）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是
C
C

A．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力变小
B．布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的
D．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
（2）一定质量的某种理想气体分别经历图1所示的三种变化过程，其中表示等压变化的是
C
C
（选填图1中A、B或C），该过程中气体的内能
增加
增加
（选填“增加”、“减少”或“不变”）．
（3）在一个大气压下，1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸汽，对外做了170J的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，水的摩尔质量M=18g/mol．则
①水的分子总势能变化了
2090
2090
J；
②1g水所含的分子数为
3.3×1022
3.3×1022
（结果保留两位有效数字）．w w w．ks5u．c om
B．（选修模块3-4）
（1）关于声波和光波，以下叙述正确的是
BC
BC

A．声波和光波均为横波
B．声波和光波都能发生干涉、衍射现象
C．波速、波长和频率的关系式v=λf，既适用于声波也适用于光波
D．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同
（2）一根长绳左端位于平面直角坐标系的O点，t=0时某同学使绳子的左端开始做简谐运动，t=1s时形成如图2所示波形．则该波的周期T=
4
4
s，传播速度v=
1
1
m/s．
（3）如图3所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于 BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A=θ=60°，该棱镜材料的折射率为
3
3
；光在棱镜中的传播速度为
3
3
c
3
3
c
（已知光在真空中的传播速度为c）．
C．（选修模块3-5）
（1）在下列核反应方程中，x代表质子的方程是
BC
BC

A．1327Al+24He→1530P+x
B．714N+24He→817O+x
C．12H+γ→01n+x
D．13H+x→24He+01n
（2）当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的光电子的最大初动能是1.5eV．为了使该金属产生光电效应，入射光子的最低能量为
B
B

A．1.5eV         B．3.5eV 8一台激光器发光功率为P0，发出的激光在真空中波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则每一个光子的动量为
h
λ
h
λ
；该激光器在t秒内辐射的光子数为
P0λt
hc
P0λt
hc
．
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
．
（2010?南京模拟）本题包括A、B、C三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法正确的是
A．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
D．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
（2）一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，A到B是等压过程，B到C是等容过程，则A到B过程中气体是
吸热
吸热
 （填“吸热”或“放热”）过程，B到C过程中气体内能
减小
减小
（填“增加”或“减少”）．

（3）已知阿伏伽德罗常数是NA=6.0×1023/mol，铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol，铜的密度是8.9×103kg/m3．试估算1个铜原子占有的体积为多少？（结果保留二位有效数字）

B．（选修模块3-4）
（1）下列说法正确的是
A．在波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率，振动速度等于波的传播速度
B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C．在光的双逢干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
（2）某介质中，x=0处的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t=0.3s时刻波的图象如图所示，质点b刚好开始振动，则此时质点a的振动方向为沿y轴
负
负
方向（填“正”或“负”），波在介质中传播的速度为
40m/s
40m/s
．

（3）如图所示，直角三棱镜折射率为
2
，∠B=30°，一束单色光垂直于AC面射向棱镜，入射点为O，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角．（不考虑BC面对光线的反射）

C．（选修模块3-5）
（1）日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是
A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
（2）在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ0，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为
h
c
λ0
h
c
λ0
．若用波长为λ（λ＜λ0）单色光做实验，则光电子的最大初动能为
h
c
λ
-h
c
λ0
h
c
λ
-h
c
λ0
．
（3）在光滑水平面上，质量为1.5kg的滑块A以2.0m/s的速度撞击质量为9.0kg的静止滑块B，撞击后滑块B的速度为0.5m/s，求滑块A碰后的速度大小和方向．
（选修模块3-4）
（1）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是
 
m，振动周期为
 
s，图乙表示质点
 
（从质点K、L、M、N中选填）的振动图象．该波的波速为
 
m/s．
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（2）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是
 

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（3）描述简谐运动特征的公式是x=
 
．自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下．若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动
 
 （填“是”或“不是”）简谐运动．
3．（选修模块3-5）
（1）下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有
 
．
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（2）场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m1、m2，电量分别为q1、q2．A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为
 
．
（3）约里奥?居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素1530P衰变成1430 Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是
 
．1532P是1530P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术．1mg1532P随时间衰变的关系如图所示，请估算4mg的1532P经多少天的衰变后还剩0.25mg？
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