鲁科版物理同步习题：选修3-5.doc

第七模块 选修35第十五章 动量守恒定律第一单元 动量、动量守恒定律及应用第二单元 实验：验证动量守恒定律第十六章 原子结构 原子核第一单元 原子结构 氢原子光谱第二单元 放射性元素的衰变 核能章末综合检测第七模块 第15章 第1单元一、选择题1(2009年台湾自然高考)神舟七号宇宙飞船的航天员在准备出舱进行太空漫步时，意外发现舱门很难打开，有人臆测这可能与光压有关已知光子的动能p、能量E与光速c的关系为Epc，假设舱门的面积为1.0 m2，每平方公尺的舱门上每秒入射的光子能量为1.5 kJ，则舱门因反射光子而承受的力，最大约为多少牛顿？()A0.5105B1.0105C0.5102 D1.0103图102(2009年江苏南通)用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图10所示现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是()A从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒B子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为C忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能D子弹和木块一起上升的最大高度为二、计算题图113 如图11所示，一个质量为m60 kg的人拽着一个氢气球的软绳，软绳的下端刚好与地面接触，此时人距地面的高度h60 m，气球与软绳质量M120 kg，整个系统处于平衡，现此人沿软绳向下滑，问他能否安全回到地面？4(2008年山东)一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图(1)所示现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的vt图象呈周期性变化，如图(2)所示请据此求盒内物体的质量图12图135如图13所示，国际花样滑冰锦标赛男女双人自由滑项目中，我国著名选手申雪、赵宏博在决赛中的一个瞬间，他们正以相同的速度v0在光滑冰面上前进，当赵宏博用力将申雪向后推出后，申雪单腿沿直线匀速运动后继而做出优美的旋转动作，若赵宏博以相对自己的速度v向后推出申雪，问赵宏博的速度变为多大？(设赵宏博的质量为M，申雪的质量为m)?6质量是1 kg的钢球，以5 m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3 m/s的速度被反向弹回，钢球的动量改变多少？如钢球以2m/s的速度，与水平面成30角落到粗糙地面相碰后弹起，弹起速度大小为2 m/s，方向与水平面成60角，判别钢球的动量改变量的方向7甲、乙两小船质量均为M120 kg，静止于水面上，甲船上的人质量m60 kg，通过一根长为L10 m的绳用F120 N的水平力拉乙船，求：(1)两船相遇时，两船分别走了多少距离(2)为防止两船相撞，人至少以多大的速度跳离甲船(忽略水的阻力)图158人在平板车上用水平恒力拉绳使重物能靠拢自己，如图15所示，人相对车始终不动，重物与平板车之间，平板车与地面之间均无摩擦设开始拉重物时车和重物都是静止的，车和人的总质量为M100 kg，重物质量m50 kg，拉力F20 N，重物在车上向人靠拢了3 m求：(1)车在地面上移动的距离(2)这时车和重物的速度9两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s方向与甲相反两车运动过程中始终未相碰求：(1)两车最近时，乙的速度为多大？(2)甲车开始反向运动时，乙的速度为多大？图1610如图16为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行每台发动机喷气时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器相对于坐标系以恒定的速率v0沿正x方向平动先开动P1，使P1在极短时间内一次性喷出质量为m的气体，气体喷出时相对于坐标系的速度大小为v.然后开动P2，使P2在极短的时间内一次性喷出质量为m的气体，气体喷出时相对坐标系的速度大小为v.此时探测器的速度大小为2v0，且方向沿正y方向假设探测器的总质量为M(包括气体的质量)，求每次喷出气体的质量m与探测器总质量M的比值和每次喷出气体的速度v与v0的比值图1711(2009年宁夏卷)两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图17所示一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度图181240 kg的女孩骑自行车带30 kg的男孩(如图18所示)，行驶速度2.5 m/s.自行车行驶时，男孩要从车上下来(1)他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤，为什么？(2)计算男孩下车的瞬间，女孩和自行车的速度(3)计算自行车和两个孩子，在男孩下车前后整个系统的动能的值如有不同，请解释第七模块 第16章 第1单元一、选择题图81在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能EK与入射光的频率的关系如图8所示，由实验图象可求出()A该金属的逸出功B该金属的极限频率C单位时间内逸出的光电子数D普朗克常量图92(2009年四川卷)氢原子能级的示意图如图9所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线C在水中传播时，a光较b光的速度小D氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离3(2009年广东卷)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件下列表述正确的是()A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4(2009年浙江卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A核力、万有引力、库仑力B万有引力、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力二、计算题5已知钠原子在A、B、C、D、E几个能级间跃迁时辐射的波长分别为：589 nm(BA),330 nm(CA),285 nm(DA),514 nm(EB)试作出钠原子在这几个能量范围的能级图作图时注意，表示能级的横线间的距离和相应能级差成正比，并在线旁以电子伏为单位标出这个能级的值(设最高能级为0)6根据巴尔末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内最长波长与最短波长所对应的n，并计算其波长7波长为0.17 m的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动时，已知rB5.6106 Tm，光电子质量m9.11031 kg，电荷量e1.61019 C，求：(1)光电子的最大动能；(2)金属筒的逸出功8已知原子的基态能量为13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.531010m，电子质量me9.11031kg，电量为1.61019C，求：电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？9氢原子在基态时轨道半径r10.531010m，能量E113.6 eV.求氢原子处于基态时：(1)电子的动能(2)原子的电势能(3)用波长是多少的光照射可使其电离？10(2009年江苏卷)在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即中微子Hne可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_(填写选项前的字母)A0和0B0和1C1和0 D1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即ee2已知正电子和电子的质量都为9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为_ J正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_.(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小11(2010年济宁模拟)根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？图1112原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图11所示)?(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？第七模块 第16章 第2单元一、选择题1(2009年重庆卷)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为HCNQ1，HNCXQ2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核HHeHeCNN质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是()AX是He，Q2Q1 BX是He，Q2Q1CX是He，Q2Q1 DX是He，Q2Q12(2009年广东江门)雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的中微子(e)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，信息中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为eClAre.已知Cl核的质量为36.95658 u，Ar核的质量为36.95691 u，e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断()A中微子不带电B中微子就是中子C.Cl和Ar是同位素D参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV3(2009年安徽卷)原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量这几种反应的总效果可以表示为6 Hk Hed H2 n43.15 MeV由平衡条件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3二、填空与计算题4在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n2能级发出的谱线属于巴耳末线系若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多发出_条不同频率的谱线51911年卢瑟福依据粒子散射实验中，少数粒子发生了_(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型若用动能为1 MeV的粒子轰击金箔，则其速度约为_ m/s.(质子和中子的质量均为1.671027 kg,1 MeV1106 eV)6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P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg P随时间衰变的关系如图3所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg?7静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7106 m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核(He)，它的速度大小是8.0106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相同(1)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；(2)此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据8假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.0136 u，中子的质量是1.0087 u，氦核同位素的质量是3.0150 u.(1)聚变的核反应方程式是_，在聚变核反应中释放出的能量为_MeV(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为HHeLi，已知各核子比结合能分别为EH1.112 MeV、EHe7.075 MeV、ELi5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能9(2010年青岛模拟)为了捍卫我国的领海主权，随着我国综合国力的不断增强，相信在不远的将来，我国会拥有自己的航空母舰，假设航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是UnBaKr()n(1)在括号内填出n前的系数；(2)用m1、m2、m3分别表示U、Ba、Kr核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能E是多少？(3)假设核反应堆的功率P6.0105 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.81011 J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235？(铀235的摩尔质量M0.235 kg/mol，一个月约为t2.6106 s，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1，计算结果保留两位有效数字)10三个粒子结合成一个碳C，已知碳原子的质量为12.0000 u，氦原子质量为4.0026 u.(1)写出核反应方程；(2)这个核反应放出的能量是多少？(3)这个能量相当多少兆电子伏特？11目前我国已启动第三代核电自主化依托工程，确定三门核电站一号机组于2008年3月份开工，2009年3月浇筑第一罐混凝土，2013年8月首次并网发电，届时它将成为世界上第一台使用AP1000核电技术的核电站.U受中子轰击时会发生裂变，产生Ba和Kr，同时放出200 MeV的能量现要建设发电能力是50万kW的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多大？(阿伏加德罗常数取6.021023mol1)12已知氘核(H)质量为2.0136 u，中子(n)质量为1.0087 u，氦核(He)质量为3.0150 u,1 u相当于931.5 MeV.(1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；(3)若两个氘核以相同的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核(He)和中子(n)的速度大小之比是多少？16章末综合检测一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1(2009年广东卷)科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为HeHe2HHe.关于He聚变下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电2(2010年宜昌模拟)如图1甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线()图1A射线B射线C射线 D三种射线都可以图23静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为441，如图2所示(图中直径没有按比例画)，则 ()A粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反B原来放射性元素的原子核电荷数是90C反冲核的核电荷数是88D粒子和反冲核的速度之比为1884(2009年全国卷)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为10.6328 m，23.39 m.已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为E11.96 eV的两个能级之间跃迁产生的用E2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则E2的近似值为()A10.50 eV B0.98 eVC0.53 eV D0.36 eV图35用于火灾报警的离子烟雾传感器如图3所示，在网罩内有电极和，a、b端接电源，是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使气体电离的粒子平时，镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离，在a、b间形成较强的电流发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子，导致电流发生变化，电路检测到这种变化从而发生警报下列有关这种报警器的说法正确的是()A镅241发出的是粒子，有烟雾时电流增强B镅241发出的是粒子，有烟雾时电流减弱C镅241发出的是粒子，有烟雾时电流增强D镅241发出的是粒子，有烟雾时电流减弱6(2009年上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大7裂变反应是目前核能利用中常见的反应以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：UnXeSr3X23504321.0087138.917893.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位 u 为单位，取1 u 的质量对应的能量为9.3102 MeV，此裂变反应中()A释放出的能量是30102 MeV，X是中子B释放出的能量是30 MeV，X是质子C释放出的能量是1.8102 MeV，X是中子D释放出的能量是1.8102 MeV，X是质子图48如图4所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置假如放射源能放射出、三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3 mm厚的铝板，那么这三种射线中的哪种射线对控制厚度起主要作用？当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧锟间的距离调大还是调小()A射线；大 B射线；大C射线；小 D射线；大二、实验题(本题包括2小题，共10分)9(2009年福建卷)随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是_(填选项前的编号)卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构天然放射现象表明原子核内部有电子轻核聚变反应方程有：HHHen氢原子从n3能级跃迁到n1能级和从n2能级跃迁到n1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长10(2010年天津海滨新区重点学校联考)气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验现提供以下实验器材：(名称、图象、编号如图5所示)图5利用以上实验器材还可以完成“验证动量守恒定律”的实验，为完成此实验，某同学将实验原理设定为：m1v0(m1m2)v针对此原理，我们应选择的器材编号为：_；在我们所选的器材中：_器材对应原理中的m1(填写器材编号)三、计算题(本题包括7小题，共58分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(2010年山东临沂)1934年约里奥居里夫妇用粒子轰击静止的Al，发现了放射性磷P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖(1)写出这个过程的核反应方程式(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度图612(2008年宁夏卷)某同学利用如图6所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12.当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45角，然后将其由静止释放结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30.若本实验允许的最大误差为4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？图713(2008年全国卷)如图7所示，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度v0/2射出重力加速度为g.求：(1)此过程中系统损失的机械能；(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离14已知氢原子基态的电子轨道半径r10.531010 m，基态的能级值为E113.6 eV.(1)求电子在n1的轨道上运动形成的等效电流(2)有一群氢原子处于