3-5复习卷(含原子核)答案

第1页共8页◎第2页共8页3-5复习卷（含原子核）-答案1．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即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，由于其光子密度极大，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，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应。换用同样频率ν的强激光照射阴极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为普朗克常量，e为电子电量）（）A．eWehUB．eWehU2C．eWehU3D．WhU2【答案】BC【解析】试题分析：当一个电子在极短时间内吸收多个光子时，其方程变为nhv=W+Ek，由于加上反向电压U后，光电流恰好为0，故Ue=Ek，所以方程变为nhv=W+Ue；当n=2时，整理的等式为B，当n=3时，整理的式子为C，故B、C是正确的；A为n=1的情况，即单光子光电效应，故A错误；D中没有电子，等式不能成立，故D也错误。考点：光电效应。2．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大【答案】B【解析】试题分析：由图像可以看出，b光的反向电压大于a光，故b光的照射光电管时逸出的光电子的最大初动能较大，A错误，故b光的频率较大，折射率n较大，根据sinθ=1n可知，b光发生全反射时的临界角较小，B正确；b光的波长较小，故发生双缝干涉时的相邻条纹间距较小，C错误；通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度大，故D也错误。考点：光电效应，全反射，干涉及折射。3．如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有：A．电子轨道半径减小，动能也要增大B．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条【答案】AD【解析】试题分析：根据玻尔理论，氢原子处于n=4的激发态自发地跃迁到较低能级时，其原子轨道半径要减小，电子的动能要增大，选项A正确；能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，氢原子跃迁时，可发出不连续的光谱线，故B错误；由n=4跃迁到n=1时，能级差最大，故辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，故C错误；第四能级的氢原子可以放出6条光谱线，其放出的光子能量分别为：E1=-0.85-（-1.51）=0.66eV；E2=-0.85-（-3.40）=2.55eV；E3=-0.85-（-13.6）=12.75eV；E4=-1.51-（-3.40）=1.89eV；E5=-1.51-（-13.6eV）=12.09eV；E6=-3.40-（-13.6）=10.20eV；故大于2.21eV的光谱线有4条；故D正确；故选AD.考点：玻尔理论；光电效应的规律.4．下列说法正确的是（）A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B.汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C.Bi的半衰期是5天，12gBi经过15天后还有1.5g未衰变D.按照玻尔理论．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道【答案】C【解析】试题分析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出原子具有核式结构，半衰期与外界因素无关．第3页共8页◎第4页共8页解：A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，A错误；B、汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出原子具有核式结构，B错误；C、经过15天是3各半衰期，剩余质量为原来的=1.5g，C正确；D、按照玻尔理论．氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道，D错误；故选：C点评：掌握原子核式结构模型的内容，知道半衰期的特点，对一些物理学史要加强记忆．5．在一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生衰变的次数为（）A.6次B.10次C.22次D.32次【答案】A【解析】试题分析：原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变，设23892U原子核经过x次的衰变和y次的衰变变成20682Pb原子核，衰变方程为23820640928221UPbHexye，根据衰变中的电荷数守恒和质量数守恒，有2382064x，92822xy，解得：8x，6y，所以正确选项为A。考点：本题考查了衰变次数的确定。6．据《每日邮报》报道，英国一名13岁的小学生近日宣布自己在学校实验室实现了核聚变。他表示用氘聚变氦的过程中检测到了中子，证明聚变成功，成为世界上实现聚变的最年轻的人。下面列出的核反应方程，属于聚变的是（）A.23411120H+HHe+nB.238234492902UTh+HeC.1511247162N+HC+HeD.427301213150He+AlP+n【答案】A【解析】试题分析：聚变是两个质量较小的原子核结合成一个中等质量的原子核，使得质量亏损而释放巨大能量，氘核与氚核结合成氦核是已知的聚变反应只有，选项A对。而B列举的是铀核的放射性即衰变，C列举的是质子轰击氮核，属于人工诱变，C错误。D选项中的核反应方程中是粒子轰击铝核，不属于聚变。选项D错。考点：核反应方程7．下列说法正确的是________．A．电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性B．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线D．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最弱【答案】A【解析】试题分析：A、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故A正确；B、随地球环境的变化，半衰期仍不变，故B错误；C、中子转变为质子时，放出β射线，故C错误；D、α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D错误。考点：本题考查了原子核衰变及半衰期、波粒二象性。8．下列说法中正确的是；A．β射线的穿透能力比γ射线强B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C．Bi21283的半衰期是1小时，质量为m的Bi21283经过3小时后还有m61没有衰变D．对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变【答案】B【解析】试题分析：三种射线中，γ射线的穿透能力最强，故选项A错误；衍射是波特有的现象，因此电子的衍射图样表明了大量运动的电子具有了波动性，故选项B正确；半衰期是1小时的Bi21283经过3小时后，其质量还剩原有质量的1/8，故选项C错误；黑体辐射的规律是温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，即辐射强度极大值所对应的电磁波的频率变大，故选项D错误。考点：本题主要考查了对三种射线的特征、德布罗意波、半衰期、黑体辐射规律的理解问题。9．[2012·福建卷]关于近代物理，下列说法正确的是______．(填选项前的字母)A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H―→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征10．[2011·课标全国卷]O1(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λλ0)的单色光做实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.答案】hcλ0hce·λ0－λλ0λ11．[2011·山东卷]【物理－物理3－5】碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．①碘131核的衰变方程：13153I→________(衰变后的元素用X表示)．②经过________天有75%的碘131核发生了衰变．【答案】①13154X＋0－1e②1612．[2012·山东卷]氢原子第n能级的能量为En＝E1n2，其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则ν1ν2＝________.12．答案]1413．（10分）一个静止的氡核Rn22286，放出一个α粒子后衰变为钋核OP21884，同时放出能量为E＝0.09MeV的光子γ。已知M氡＝222.08663u、mα＝4.0026u、M钋＝218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量。第5页共8页◎第6页共8页（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量。【答案】（1）eOHPRn422188422286（2）6.92MeV【解析】试题分析：(1)根据质子数守恒，质量数守恒可得：eOHPRn422188422286（4分）(2)质量亏损Δm=222.08663u－4.0026u－218.0766u=0.00743u（3分）根据质能方程，核反应放出的能量ΔE=Δmc2=6.92MeV（3分）考点：考查了核反应方程，质能方程14．如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上且弹簧处于原长状态，质量为m的子弹以初速度v0快速击中木块而未穿出，则：（1）击中木块瞬间二者的共同速度为多大？（2）弹簧储存的最大弹性势能为多大？（3）从子弹接触木块到弹簧压缩最短的过程中墙壁给弹簧的冲量是多少？【答案】（1）0mvvMm＝（2）2202PmvEmM＝（＋）（3）0Imv＝－，方向向左【解析】试题分析：（1）由于从子弹打入到与物块相对静止，时间非常短，弹簧未发生形变，且此过程中地面对物块摩擦力远小于内力（子弹与物块间作用力），故可认为此过程动量守恒．0()mvmMv＝＋①解得0mvvMm＝（3分）（2）m、M组成的系统一起压缩弹簧直到动能减小为零，此时弹簧的弹性势能最大，为21()2PEmMv＝＋②解得2202PmvEmM＝（＋）（3分）（3）取向右为正，对系统由动量定理：00Imv＝－，0Imv＝－，方向向左（2分）考点：考查了动量守恒定律，动量定理的应用15．（9分）如图所示，光滑平台上有两个刚性小球A和B，质量分别为2m和3m，小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞（碰撞过程不损失机械能），小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v0，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求：（1）碰撞后小球A和小球B的速度；（2）小球B掉入小车后的速度。【答案】(1)010()15ABABmmvvvmm020245AABmvvvmm碰后Ａ球向左，Ｂ球向右(2)30110【解析】试题分析：(1)设A球与B球碰撞后速度分别为v1、v2，并取方向向右为正，由系统动量守恒，有012AABmvmvmv①碰撞过程中系统机械能守恒，有222012111222AABmvmvmv②由①②解得010()15ABABmmvvvmm020245AABmvvvmm碰后Ａ球向左，Ｂ球向右(2)B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，有233()BBmvmvmmv车车且302vv得30110考点：本题考查动量守恒与弹性碰撞16．如图，质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a，从距BC高h的A处由静止释放，沿ABC光滑轨道滑下，在C处与b球正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度，悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试