2013年高三物理专题复习选修3—5部分

第1页共8页专题复习：选修3—5部分【考纲要求】3-5主题内容说明要求碰撞与动量守恒动量、动量守恒定律及其应用弹性碰撞与非弹性碰撞|||只限于一维原子结构氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式|||原子核原子核的组成，放射性。原子核的衰变半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和率变反应、裂变反应堆射线的危害和防护|||波粒二现象光电现象爱因斯坦光电效应方程实验验证动量守恒定律一、动量、动量守恒定律及其应用弹性碰撞与非弹性碰撞内容包括动量、冲量、碰撞、反冲等基本概念和动量定理、动量守恒定律等基本规律。涉及到的基本方法主要是一维的矢量运算方法，其中包括动量定理的应用和动量守定律的应用。新课标选修3-5的内容是选考内容，因此，对动量知识的考查综合性不大，能力要求不高。对动量守恒定律与牛顿运动定律，能量以及电磁学知识的综合甚至不作要求。例1、（2013甘肃省一诊）如图所示，质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放—个质量为m的木块，车的右端固定一个轻质弹簧。现给木块—个水平向右的瞬时冲量I，木块便沿小车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小车的左端。试求：(I)木块返回到小车左端时小车的动能。(Ⅱ)弹簧获得的最大弹性势能。第2页共8页例2、（2013年3月江西省九校联考）如图所示AOB是光滑水平轨道，BC是半径为R的光滑的1/4固定圆弧轨道，两轨道恰好相切。质量为M的小木块静止在O点，一个质量为m的子弹以某一初速度水平向右快速射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均可以看成质点)。已知R=0.4m，m=1kg，M=10kg。（g=10m/s2、本题结果保留2位有效数字）①子弹射入木块前的速度v0；②若每当小木块上升到圆弧并返回到O点或静止于O点时，立即有相同的子弹射入小木块，并留在其中。则当第3颗子弹射入小木块后，木块速度多大。例3、（2013河南平顶山期末）如图所示，可视为质点的小木块A、B的质量均为m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)．让A、B以初速度v0一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，速度变为v0/2，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进．已知O、P两点间的距离为s，炸药爆炸时释放的化学能均全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：(1)木块与水平地面的动摩擦因数μ；(2)炸药爆炸时释放的化学能．例4、（2013年甘肃省五市联考）如图所示，A、B两木块靠在一起放于光滑的水平面上，A、B的质量分别为Am=2.0kg,Bm=1.5kg。一个质量为cm=0.5kg的小铁块C以v0=8m/s的速度滑到木块A上，离开木块A后最终与木块B一起匀速运动．若木块A在铁块C滑离后的速度为vA=0.8m/s，铁块C与木块A、B间动摩擦因数均为μ=0.4，取g=l0m/s2。求：①铁块C在滑离A时的速度；②木块B的长度至少为多长。第3页共8页例5、（辽宁省丹东市四校协作体2013届高三摸底考试）在光滑的冰面上，放置一个截面为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面，一个坐在冰车上的小孩手扶小球静止在冰面上。某时刻小孩将小球以02/vms的速度向曲面推出（如图所示）。已知小孩和冰车的总质量为140mkg，小球质量为22mkg，曲面质量为310mkg。试求小孩将球推出后还能否再接到球，若能，则求出再接到球后人的速度，若不能，则求出球再滑回水平面上的速度。二、氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式常考类型题：有关能级计算的选择题、填空题、计算题。玻尔假设：轨道量子化、定态和能量量子化、电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量降低的定态轨道发射光子，光子能量hν=E初-E末。根据玻尔的定态假设和能量量子化，可画出能级图，利用发射或吸收光子的能量等于两能级能量值之差可求出发射或吸收光子的频率。原子从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）.原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。原子从高能级（第n级）向低能级跃迁最多可放出2nC种不同的光子。例1、（2013宝鸡检测）红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长λ为（）A．1221B．2121C．2121D．2112氢原子的能级图nE/eV∞01-13.62-3.43-1.514-0.853E1E2E3第4页共8页例2、（2010新课标全国）用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3ν2ν1，则_______。（填入正确选项前的字母）A．ν0ν1B．ν3=ν2+ν1C．ν0=ν1+ν2+ν3D．321111例3、（2010海南）能量为iE的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子。这一能iE称为氢的电离能．现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_______________（用光子频率、电子质量m、氢原子的电离能iE和普朗克常量h表示）。例4、假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数是处在该激发态能级上的原子总数的11n.现在1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是（）A．2200个B．2000个C．1200个D．2400个例5、（2012天津一中模拟）氢原子部分能级的示意图如图所示。不同色光的光子能量如下表所示.色光红橙黄绿蓝-靛紫光子能量范围（eV）1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为（）A．红、蓝-靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝-靛、紫例6、氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，右图中①②③三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列A、B、C、D光谱图中，与三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）（）第5页共8页三、原子核的组成、放射性原子核的衰变半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和率变反应、裂变反应堆射线的危害和防护例1、卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是（）A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动例2、（2011年广东调研）图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是（）A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些C放在C、D位置时屏上观察不到闪光D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少例3、（2013山东省日照市一模）“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)。若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则A．生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B．生成新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等例4、能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.32411120HHHen是核聚变反应B.32411120HHHen是β衰变C.2351140941920543802UnXeSrn是核裂变反应D．2351140941920543802UnXeSrn是α衰变例5、（甘肃省兰州一中2013届高三上学期期中考试理综试题）下面列出的是两个核反应方程式，X1和X2各代表某种粒子。①错误!未找到引用源。Be+错误!未找到引用源。H→错误!未找到引用源。B+X1②错误!未找到引用源。U→错误!未找到引用源。Th+X2则以下判断中正确的是（）A．X1是电子，X2是α粒子B．X1是中子，X2是质子C．X1是质子，X2是中子D．X1是中子，X2是α粒子例6、（福建省福州一中2012届高三下学期5月理科综合校模拟）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是第6页共8页A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3．8天，4个氡原子核经过7．6天后就一定只剩下1个氡原子核C．23892U衰变成20682Pb要经过8次β衰变和8次α衰变D．放射性元素发生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例7、（辽宁省丹东市四校协作体2013届高三摸底考试）2011年3月11日发生的日本东北部9.0级大地震并引发海啸致使老旧的福岛第一核电站的一号、二号、三号、四号反应堆发生爆炸，致使放射性物质外泄进入大气。碘131就是其中之一，它可以富集到人类的甲状腺中长期积累会引发甲状腺癌变诱发肿瘤。碘131是人工放射性核素（核裂变产物），是β衰变核素，发射β和γ射线，I131半减期为8天左右。下列说法正确的是（）A.β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚而形成的电子流B.由于碘131半衰期比较短，并会很快衰变为没有放射性的同位素氙131，所以我国境内检测的极微量核素碘131，不足以威胁人体健康C.碘131的半衰期为8天，若有四个碘原子核，经过4天就只剩下2个D.福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电例8、（辽宁省五校协作体2012-2013学年度高三上学期初联考物理试题）近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239（23994Pu），这种23994Pu可由铀239（23992U）经过衰变而产生。则下列判断中正确的是（）A.23994Pu与23992U的核内具有相同的中子数B.23994Pu与23992U的核内具有相同的核子数C.23992U经过1次α衰变产生23994PuD.23992U经过2次β衰变产生23994Pu例9、（河南省新乡许昌平顶山三市2013届高三第一次调研考试理科综合能力测试）下列关于近代物理知识的描述中，正确的是_______(填入正确选项前的字母。选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分；每选错一个扣3分，最低得分为0分A.当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出B.处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子C.衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.在核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变E.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定例10、（2013山西忻州一中检测）太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(24