高三物理选修3-5训练题5套

第 1 页 共 14 页 选修选修 3 53 5 训练 第一套 训练 第一套 原子结构 1 氢原子光谱 2 氢原子的能级结构 能级公式 知识归纳 1 电子的发现 汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定 阴极射线的本质是 带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷 后来并把这种负电粒子流称作电子 电子的发现让人们意识 到原子不是组成物质的最小微粒 原子本身也是具有结构的 2 粒子散射实验 卢瑟福 说明了原子中存在原子核 提出了核式结构模型 3 波尔理论对氢原子光谱的解释 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 静电力对核外电子做正功 同时电子的动能增大 电势能减小 4 元电荷的测定 密立根 油滴实验 小试牛刀 1 在卢瑟福的 a 粒子散射实验中 有极少数 a 粒子发生大角度偏转 其原因是 A 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B 正电荷在原子中是均匀分布的 C 原子中存在着带负电的电子 D 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 2 在物理学理论建立的过程中 有许多伟大的科学家做出了贡献 关于科学家和他们的贡献 下列说法 中正确的是 A 安培提出了分子电流假说 B 汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子 并提出了原子核式结构学说 C 牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因 D 牛顿首先通过实验测出万有引力常量 3 在原子物理学中 下面一些说法正确的是 A 汤姆逊发现了电子 使人们想到了原子核具有复杂结构 B 当氢原子的核外电子由距核较近的轨道跃迁至较远的轨道时 原子要吸收光子 电子的动能减小 电 势能增加 C 重核裂变过程中有质量亏损 轻核聚变过程中质量有所增加 D 在电磁波中红外线比紫外线的粒子性更显著 4 如图为氢原子能级示意图的一部分 则氢原子 A 从 n 4 能级跃迁到 n 3 能级比从 n 3 能级跃迁到 n 2 能级辐射出电磁波的波长长 第 2 页 共 14 页 B 从 n 5 能级跃迁到 n l 能级比从 n 5 能级跃迁到 n 4 能级辐射出电磁波的速度大 C 处于高能级时 核外电子速度较大 周期较大 加速度较小 D 从高能级向低能级跃迁时 氢原子核一定向外放出能量 5 有关氢原子光谱的说法中不正确的是 A 氢原子的发射光谱是连续光谱 B 氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关 C 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D 氢原子光谱说明氢原子只发出一系列特定频率的光 6 氢原子辐射出一个光子后 根据玻尔理论 下述说法中正确的是 A 电子绕核旋转的半径增大 B 氢原子的能量增大 C 氢原子的电势能增大 D 氢原子核外电子的速率增大 7 多选 如图所示为氢原子的能级图 现有大量处于 n 3 激发态的氢原子向低能级跃迁 下列说法正 确的是 A 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光 B 氢原子由 n 3 跃迁到 n 2 产生的光频率最大 C 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为 10 2eV D 氢原子由 n 3 跃迁到 n l 产生的光照射逸出功为 6 34eV 的金属铂能发生光电 效应 题号1234567 答案 第 3 页 共 14 页 8 如图 光滑水平直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A B C B 的左侧固定一轻弹簧 弹簧左侧的挡 板质量不计 设 A 以速度 v0朝 B 运动 压缩弹簧 当 A B 速度相等时 B 与 C 恰好相碰并粘接在一起 然后继续运动 假设 B 和 C 碰撞过程时间极短 求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中 1 整个系统损失的机械能 2 弹簧被压缩到最短时的弹性势能 选修选修 3 53 5 训练 第二套 训练 第二套 原子核 1 原子核的组成 放射性 原子核衰变 半衰期 2 放射性同位素 知识归纳 1 居里夫人的贡献 从沥青铀矿中分离出了放射性元素钋 Po 和镭 Ra 第 4 页 共 14 页 2 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究 说明了原子核的组成情况 3 衰变 原子核放出 粒子 氦核 He 或 粒子 电子e 由于和电子数变了 它在周期表中的 4 2 0 1 位置就变了 变成另一种原子核 我们把这种变化成为原子核的衰变 原子核衰变时电荷数和质量数都 守恒 自然界中含有少量的C 14C 具有放射性 能够自发地进行 衰变 因此在考古中可利用 14C 来测 14 定年代 注意并不是所有元素都能发生衰变 放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化 与核外电子 的得失以及温度的变化无关 放射性元素与别的元素形成化合物时仍然具有放射性 生物中常用的同位 素追踪法 衰变方程 X Y He 衰变方程 X Y e A Z 4 2 A Z 4 2 A Z A Z 1 0 1 一个原子核不可能同时发生 衰变和 衰变 4 射线 射线 射线区别 射线带正电 射线带负电 射线不带电 可用电磁场将三 种射线区分出来 射线 射线穿透力弱 射线穿透力最强 甚至能穿透几厘米厚的铅板 小试牛刀 1 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少 我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设 核泄 漏中的钚 Pu 是一种具有放射性的超铀元素 它可破坏细胞基因 提高罹患癌症的风险 已知钚的一 种同位素Pu 的半衰期为 24100 年 其衰变方程为Pu X He 下列有关说法正确的是 239 94 239 94 4 2 A X 原子核中含有 92 个中子 B 100 个Pu 经过 24100 年后一定还剩余 50 个 239 94 C 由于衰变时释放巨大能量 根据 E mc2 衰变过程总质量增加 D 衰变发出的放射线是波长很短的光子 具有很强的穿透能力 2 由衰变为要经过 X 次 衰变和 y 次 衰变 其中 A x 6 y 8 B x 8 y 6 C x 16 y 22 D x 22 y 16 3 下列叙述中符合物理学史的有 A 汤姆孙通过研究阴极射线实验 发现了电子和质子的存在 B 卢瑟福通过对 粒子散射实验现象的分析 证实了原子是可以再分的 C 巴尔末根据氢原子光谱分析 总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 第 5 页 共 14 页 D 玻尔提出的原子模型 彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说 4 下列说法中正确的是 A 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D 原子和所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 5 多选 下列说法正确的有 A 如果用紫光照射某种金属发生光电效应 改用绿光照射这种金属不一定发生光电效应 B 粒子散射实验中少数 粒子发生了较大偏转 这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 C 由玻尔理论可知 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 子的动能减小 电势能增大 D 原子核发生 衰变时 新核与原来的原子核相比 中子数减少了 4 E 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 波长变长 6 对于两物体碰撞前后速度在同一直线上 且无机械能损失的碰撞过程 可以简化为如下模型 A B 两 物体位于光滑水平面上 仅限于沿同一直线运动 当它们之间的距离大于等于某一定值 d 时 相互作用 力为零 当它们之间的距离小于 d 时 存在大小恒为 F 的斥力 现设 A 物体质量 m1 1kg 开始时静止在 直线上某点 B 物体质量 m2 3kg 以速度 v0 0 20m s 从远处沿直线向 A 运动 如图 若 d 0 10m F 0 60N 求 1 从开始相互作用到 A B 间的距离最小时 系统运动能的减小量 题号12345 答案 第 6 页 共 14 页 2 相互作用过程中 A B 加速度大小 3 A B 间的最小距离 选修选修 3 53 5 训练 第三套 训练 第三套 核反应 核能 1 核力 核反应方程 2 结合能 质量亏损 3 裂变反应和聚变反应 裂变反应堆 4 射线的危害和防护 知识归纳 1 重核裂变与轻核聚变都会放出能量 质量亏损 爱因斯坦质量亏损方程 E mc2 第 7 页 共 14 页 2 结合能 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的 要把它们分开 也需要能量 这就是原子核的结 合能 3 比结合能 原子核的结合能与核子数之比 称作比结合能 也叫平均结合能 比结合能越大 原子核 中核子结合得越牢固 原子核越稳定 4 U 吸收中子后会裂变 发生链式反应 释放核能 235 92 小试牛刀 1 下列说法不正确的是 A 氢原子中的电子绕核运动时 辐射一定频率的电磁波 B 各种原子的发射光谱都是线状谱 说明原子只发出几种特定频率的光 C 放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关 它遵从统计规律 只对大量的原子核才适用 D 比结合能越大 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 2 下列说法正确的是 A 原子核内部某个质子转变为中子和电子 产生的电子从原子核中发射出来 这就是 衰变 B 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 C 根据玻尔理论可知 氢原子辐射出一个光子后 氢原子的电势能增大 核外电子的运动速度减小 D 研制核武器的钚239 Pu 可由铀239 U 经过2次 衰变而产生 239 94 239 92 3 多选 在下列核反应方程中 x 代表质子的方程是 A 1327Al 24He 1530P x B 714N 24He 817O x C 12H 01n x D 13H x 24He 01n 4 多选 铀核裂变是核电站核能的重要来源 其一种裂变反应是 U n Ba Kr 3n 下列说法正确的有 A 上述裂变反应中伴随着中子放出 B 铀块体积对链式反应的发生无影响 C 铀核的链式反应可人工控制 D 铀核的半衰期会受到环境温度的影响 第 8 页 共 14 页 5 多选 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 是核聚变反应 B 是核裂变反应 C 是 衰变 D 是 衰变 6 多选 对聚变反应 下列说法中正确的是 A 和是两种不同元素的原子核 B 和是氢的两种同位素的原子核 C 这个反应过程中有质量亏损 D 这个反应既是核反应 又是化学反应 7 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量 该反应方程为 H He x 式中 x 是某种 粒子 已知 HH He 和粒子 x 的质量分别为 2 0141u 3 0161u 4 0026u 和 1 0087u 1u 931 5MeV c2 c 是真空中的光速 由上述反应方程和数据可知 粒子 x 是中子 该反应释 放出的能量为 17 6MeV 结果保留 3 位有效数字 8 太阳内部持续不断地发生着4个质子 H 聚变为1个氦核 He 的热核反应 核反应方程是 1 1 4 2 4 H He 2X 这个核反应释放出大量核能 已知质子 氦核 X的质量分别为m1 m2 m3 真空中的光 1 1 4 2 速为c 方程中的X表示 这个核反应中质量亏损 m 这个核反应中释放的核能 E 9 质量为 M 的木块静止在光滑的水平面上 一颗子弹质量为 m 以水平速度 v0击中木块并最终停留在木 块中 求 在这个过程中 木块的最大动能 题号123456 答案 第 9 页 共 14 页 子弹和木块的位移之比 选修选修 3 53 5 训练 第四套 训练 第四套 核反应 核能 小试牛刀 1 以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程 x Li2y y N x O y Bez C 7 3 14 7 17 8 9 4 12 6 x y 和 z 是三种不同的粒子 其中 z 是 第 10 页 共 14 页 轧辊 放射源 探测器 A 粒子 B 质子 C 中子 D 电子 2 一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应 其裂变方程为 则下列说法正确的是 A X 是原子核中含有 86 个中子 B 因为裂变释放能量 根据 E mc2 所以裂变后的总质量数增加 C X 是原子核中含有 141 个核子 D 该核反应也称为 链式反应 不能控制核反应的速度 3 下列关于核反应类型的说法错误的是 A 是聚变 B 是裂变 C 是 衰变 D 是裂变 4 235 92U 经过 m 次 a 衰变和 n 次 衰变 则 Pb 207 82 A m 7 n 3 B m 7 n 4 C m 14 n 9 D m 14 n 18 5 贝克勒尔发现天然放射现象 揭示了 A 原子不可再分 B 原子的核式结构 C 原子核还可再分 D 原子核由质子和中子组成 6 在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度 其检测装置由放射源 探测器等构成 如图所示 该装置 中探测器接收到的是 A X 射线 B 射线 C 射线 D 射线 7 放射源放出的三种射线在通过匀强磁场时呈现如图所示不同的轨迹 1 2 3 其中 A 2 的电离本领最强 B 3 的穿透本领最强 C 1 的穿透本领最强 D 1 的电离本领最强 第 11 页 共 14 页 8 多选 下列说法正确的是 A 温度越高 放射性元素的半衰期越长 B 天然放射现象说明原子核内部是有结构的 C 汤姆生通过 粒子散射实验提出了原子的核式结构 D 重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损 都向外界放出核能 9 多选 用中子轰击铝 27 其核反应方程 1 Al n Na X 27 13 1 0 24 11 Na 具有放射性 其核反应方程为 2 Na Mg Y 则 24 11 24 11 24 12 A X 是 He B Y 是 n C 1 是 衰变 D 2 是 衰变 4 2 1 0 10 2011 年 3 月 11 日 日本发生九级大地震 造成福岛核电站的核泄漏事故 在泄露的污染物中含有 131I 和137Cs 两种放射性核素 它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射 在下列四个式子中 有两 个能分别反映 131I 和137Cs 衰变过程 它们分别是 和 填入正确选项前的字母 131I 和 137Cs 原子核中的中子数分别是 和 A X1 B X2 C X3 D X4 1371 560 Ban 1310 541 Xee 137 56Ba 0 1e 131 54Xe 1 1p 11 如图甲所示 质量 M 0 040kg 的靶盒 A 静止在光滑水平导轨上的 O 点 水平轻质弹簧一端栓在固定 挡板 P 上 另一端与靶盒 A 连接 Q 处有一固定的发射器 B 它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为 v0 50m s 质量 m 0 010kg 的弹丸 当弹丸打入靶盒 A 后 便留在盒内 碰撞时间极短 已知弹簧的弹 性势能可表示为 Ep kx2 弹簧的弹力随弹簧长度 x 变化的图象如图乙所示 不计空气阻力 求 1 2 弹丸打入靶盒 A 过程中弹丸损失的机械能 弹丸进入靶盒 A 后 靶盒 A 的最大位移 第 12 页 共 14 页 选修选修 3 53 5 训练 第五套 训练 第五套 波粒二象性 1 光电效应 2 爱因斯坦光电效应方程 知识归纳 1 爱因斯坦光电效应方程 在光电效应中 金属中的电子吸收一个光子获得的能量是 hv h 普朗克常量 v 光频率 这些能量的一部分用来克服金属的逸出功 W0 剩下的表现为逸出后电子的 初动能 Ek 即 Ek hv W0 式中 Ek为光电子的最大初动能 Ek mv2 2 1 注意 爱因斯坦方程表明 光电子的最大初动能 Ek与入射光的频率 v 有关 而与光的强弱无关 只有当 hv W0时 才有光电子逸出 Vc 就是光电效应的截止频率 h W0 2 逸出功 金属表面层内存在一种力 阻碍电子的逃逸 电子要从金属中挣脱出来 必须克服这种阻碍 做功 使电子脱离某种金属所做功的最小值 叫做这种金属的逸出功 3 光电效应 照射到金属表面的光 能使金属中的电子从表面逸出 这个现象称为光电效应 4 截止频率 入射光频率减小到某一数值 Vc 时 不发生光电效应 这个频率 Vc 就称作截止频率 由爱 因斯坦光电效应方程可知 Vc h W0 小试牛刀 第 13 页 共 14 页 1 与原子核内部变化有关的现象是 A 电离现象 B 光电效应现象 C 天然放射现象 D 粒子散射现象 2 根据爱因斯坦的 光子说 可知 A 光子说 本质就是牛顿的 微粒说 B 光的波长越大 光子的能量越小 C 光子在辐射或吸收的时候都是一份一份进行的 D 只有光子数很多时 光才具有粒子性 3 利用光子说对光电效应的解释 下列说法正确的是 A 金属表面的一个电子只能吸收一份光子 B 电子吸收光子后一定能从金属表面逸出 成为光电子 C 金属表面的一个电子可以同时吸收若干个光子 积累了足够的能量才能从金属表面逸出 D 无论光子能量大小如何 电子吸收光子并积累了能量后 总能逸出成为光