贵州省普安一中2011届高三物理一轮复习同步练习64 模块综合检测（选修3-5） 旧人教版

用心 爱心 专心 贵州省普安一中贵州省普安一中 20112011 届高三物理一轮复习同步练习届高三物理一轮复习同步练习 6464 模块综合检测 选修模块综合检测 选修 3 53 5 1 1 8 8 分分 2009 2009 山东高考山东高考 历史上第一次利用加速器实现的核反应 是用加速后动能为历史上第一次利用加速器实现的核反应 是用加速后动能为 0 50 5 MeVMeV 的质子的质子1 11 1H H 轰击静止的轰击静止的Z ZA AX X 生成两个动能均为 生成两个动能均为 8 98 9 MeVMeV 的的2 24 4He 1He 1 MeVMeV 1 6 101 6 10 1313J J 1 1 上述核反应方程为上述核反应方程为 2 2 质量亏损为质量亏损为 kg kg 解析 解析 1 11 1H H 3 37 7X X 2 24 4HeHe 2 24 4HeHe 或或1 11 1H H 3 37 7Li Li 2 24 4HeHe 2 24 4HeHe mcmc2 2 E E末 末 E E初 初 所以 所以 m m E E末末 E E初初 c c2 2 kgkg 3 1 103 1 10 2929 kg kg 2 2 8 8 9 9 0 0 5 5 1 1 6 6 1 10 0 1 13 3 3 3 1 10 08 8 2 2 答案 答案 1 1 1 11 1H H 3 37 7X X 2 24 4HeHe 2 24 4HeHe 或或1 11 1H H 3 37 7Li Li 2 24 4HeHe 2 24 4HeHe 2 3 1 10 2 3 1 10 2929 2 2 6 6 分分 人眼对绿光最为敏感 正常人的眼睛接收到波长为人眼对绿光最为敏感 正常人的眼睛接收到波长为 530530 nmnm 的绿光时 只要每的绿光时 只要每 秒有秒有 6 6 个绿光的光子射入瞳孔 眼睛就能察觉 普朗克常量为个绿光的光子射入瞳孔 眼睛就能察觉 普朗克常量为 6 63 106 63 10 3434 J s J s 光 光 速速 为为 3 0 103 0 108 8 m sm s 则 则 1 1 人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 2 2 用这种波长的绿色光照射下列五种材料 能产生光电效应的材料有用这种波长的绿色光照射下列五种材料 能产生光电效应的材料有 种种 材料材料铯铯钙钙镁镁铍铍钛钛 逸出功逸出功 10 10 1919 J J 3 03 04 34 35 95 96 26 26 66 6 解析 解析 1 1 每个绿光光子的能量每个绿光光子的能量 E E0 0 h h h h J 3 8 10J 3 8 10 1919J J c c 6 6 6 63 3 1 10 0 3 34 4 3 3 0 0 1 10 08 8 5 53 30 0 1 10 0 9 9 人眼最少需每秒射入人眼最少需每秒射入 6 6 个绿光光子才能察觉 故个绿光光子才能察觉 故P P 6 3 8 106 3 8 10 1919 W 2 3 10 W 2 3 10 6 6E E0 0 t t 1818 W W 2 2 发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功 发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功 E E0 0仅大于铯的逸出功 仅大于铯的逸出功 故故 只有一种 只有一种 答案 答案 1 2 3 10 1 2 3 10 1818 W W 2 1 2 1 3 3 8 8 分分 质量为质量为M M的小物块的小物块A A静止在离地面高静止在离地面高h h的水平桌面的边缘 质量为的水平桌面的边缘 质量为m m的小物的小物 用心 爱心 专心 块块B B沿桌面向沿桌面向A A运动并以速度运动并以速度v v0 0与之发生正碰与之发生正碰 碰撞时间极短碰撞时间极短 碰后 碰后A A离开桌面 离开桌面 其落地点离出发点的水平距离为其落地点离出发点的水平距离为L L 碰后碰后B B反向运动 求反向运动 求B B后退的距离 后退的距离 已知已知B B与桌与桌 面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为 重力加速度为 重力加速度为g g 解析 设解析 设t t为为A A从离开桌面到落地经历的时间 从离开桌面到落地经历的时间 v v表示刚碰后表示刚碰后A A的速度 有 的速度 有 h h gtgt2 2 1 1 2 2 L L vtvt 设设V V为刚碰后为刚碰后B B的速度大小 由动量守恒定律有 的速度大小 由动量守恒定律有 mvmv0 0 MvMv mVmV 设设B B后退的距离为后退的距离为x x 由动能定理有 由动能定理有 mgx mgx 0 0 mVmV2 2 1 1 2 2 由以上各式求得 由以上各式求得 x x v v0 0 2 2 1 1 2 2 g g M ML L m m g g 2 2h h 答案 答案 v v0 0 2 2 1 1 2 2 g g M ML L m m g g 2 2h h 4 4 8 8 分分 原来静止的原子核原来静止的原子核a ab bX X 发生 发生 衰变后放出一个动能为衰变后放出一个动能为E E0 0的的 粒子 求 粒子 求 1 1 生成的新核动能是多少 生成的新核动能是多少 2 2 如果衰变释放的能量全部转化为如果衰变释放的能量全部转化为 粒子及新核的动能 释放的核能粒子及新核的动能 释放的核能 E E是多少 是多少 3 3 亏损的质量亏损的质量 m m是多少 是多少 解析 解析 1 1 衰变方程为 衰变方程为 a ab bX X 2 24 4HeHe a a 2 2b b 4 4Y Y 在衰变过程中动量守恒在衰变过程中动量守恒 m m v v m mY Yv vY Y 又因为又因为E Ek k p p2 2 2 2m m 所以所以 E EY Y E E0 0 E EY Y E E0 0 m m m mY Y 4 4 b b 4 4 4 4 b b 4 4 2 2 由能量守恒 释放的核能由能量守恒 释放的核能 E E E E0 0 E EY Y E E0 0 E E0 0 4 4 b b 4 4 b bE E0 0 b b 4 4 3 3 由质能关系由质能关系 E E mcmc2 2 解得 解得 m m b bE E0 0 b b 4 4 c c2 2 答案答案 1 1 E E0 0 2 2 E E0 0 3 3 4 4 b b 4 4 b b b b 4 4 b bE E0 0 b b 4 4 c c2 2 5 5 8 8 分分 氢原子处于基态时 原子的能级为氢原子处于基态时 原子的能级为E E1 1 13 613 6 eVeV 普朗克常量 普朗克常量 h h 6 63 106 63 10 3434J s J s 当氢原子在当氢原子在n n 4 4 的激发态时 问 的激发态时 问 用心 爱心 专心 1 1 要使氢原子电离 入射光子的最小能量是多少 要使氢原子电离 入射光子的最小能量是多少 2 2 能放出的光子的最大能量是多少 能放出的光子的最大能量是多少 解析 解析 1 1 由氢原子的能级公式得由氢原子的能级公式得 E E4 4 E E1 1 0 850 85 eVeV 1 1 4 42 2 故要使处在故要使处在n n 4 4 能级的氢原子电离 入射光子的最小能量为能级的氢原子电离 入射光子的最小能量为 0 850 85 eV eV 2 2 由由h h E Em m E En n可知可知 h h E E4 4 E E1 1 12 7512 75 eVeV 即处于即处于n n 4 4 的氢原子跃迁到的氢原子跃迁到n n 1 1 时放出光子的能量最大为时放出光子的能量最大为 12 7512 75 eV eV 答案 答案 1 0 85 1 0 85 eVeV 2 12 75 2 12 75 eVeV 6 6 6 6 分分 利用光谱分析鉴别物质的组成成分时 灵敏度是很高的 利用光谱分析鉴别物质的组成成分时 灵敏度是很高的 1 1 如何进行操作 如何进行操作 2 2 如图如图 1 1 甲所示的甲所示的 a a b b c c d d 为四种元素的特征谱线 图乙是某矿物的线状谱 通为四种元素的特征谱线 图乙是某矿物的线状谱 通 过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为 图图 1 1 A A a a 元素元素 B B b b 元素元素 C C c c 元素元素 D D d d 元素元素 解析 解析 1 1 光谱分析中首先获取样本的线状谱 然后利用各种原子的特征谱线加以对光谱分析中首先获取样本的线状谱 然后利用各种原子的特征谱线加以对 照 照 从而确定组成成分 从而确定组成成分 2 2 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照 b b 元素的谱线在该线状谱中不存元素的谱线在该线状谱中不存 在 故在 故 B B 正确 与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素 正确 与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素 答案 答案 1 1 见解析见解析 2 B 2 B 7 7 8 8 分分 用中子轰击锂核用中子轰击锂核 3 36 6Li Li 发生核反应 产生氚和发生核反应 产生氚和 粒子并放出粒子并放出 4 84 8 MeVMeV 的能量 的能量 1 1 写出核反应方程式 写出核反应方程式 2 2 求上述反应中的质量亏损为多少求上述反应中的质量亏损为多少 保留两位有效数字保留两位有效数字 3 3 若中子与锂核是以等大反向的动量相碰 则若中子与锂核是以等大反向的动量相碰 则 粒子和氚的动能之比是多少 粒子和氚的动能之比是多少 解析 解析 1 1 3 36 6LiLi 0 01 1n n 1 13 3H H 2 24 4HeHe 4 84 8 MeVMeV 2 2 m m kgkg E E c c2 2 4 4 8 8 1 10 06 6 1 1 6 6 1 10 0 1 19 9 3 3 1 10 08 8 2 2 8 5 10 8 5 10 3030 kg kg 3 3 设设m m1 1 m m2 2 v v1 1 v v2 2分别为氦核 氚核的质量和速度 由动量守恒定律得分别为氦核 氚核的质量和速度 由动量守恒定律得 0 0 m m1 1v v1 1 用心 爱心 专心 m m2 2v v2 2 氦核 氚核的动能之比氦核 氚核的动能之比 E Ek1 k1 E Ek2 k2 m m2 2 m m1 1 3 4 3 4 m m1 1v v1 1 2 2 2 2m m1 1 m m2 2v v2 2 2 2 2 2m m2 2 答案 答案 1 1 见解析见解析 2 8 5 10 2 8 5 10 3030 kg kg 3 3 4 3 3 4 8 8 8 8 分分 如如所示 质量所示 质量M M 4 4 kgkg 的滑板的滑板B B静止放在光滑水平静止放在光滑水平 面上 其右端固定一根轻质弹簧 弹簧的自由端面上 其右端固定一根轻质弹簧 弹簧的自由端C C到滑板左端到滑板左端 的距离的距离L L 0 50 5 m m 这段滑板与木块 这段滑板与木块A A 可视为质点可视为质点 之间的动摩之间的动摩 图图 2 2 擦因数擦因数 0 20 2 而弹簧自由端 而弹簧自由端C C到弹簧固定端到弹簧固定端D D所对应的滑板上表面光滑 小木块所对应的滑板上表面光滑 小木块 A A 以速度以速度v v0 0 1010 m sm s 由滑板由滑板B B左端开始沿滑板左端开始沿滑板B B表面向右运动 已知木块表面向右运动 已知木块A A的质量的质量m m 1 1 kgkg g g取取 1010 m sm s2 2 求 求 1 1 弹簧被压缩到最短时木块弹簧被压缩到最短时木块A A的速度 的速度 2 2 木块木块A A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能 解析 解析 1 1 弹簧被压缩到最短时 木块弹簧被压缩到最短时 木块A A与滑板与滑板B B具有相同的速度 设为具有相同的速度 设为v v 从木块 从木块A A 开始沿滑板开始沿滑板B B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中 表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中 A A B B系统的动量守恒 系统的动量守恒 mvmv0 0 M M m m v v 解得解得v v v v0 0 m m M M m m 代入数据得木块代入数据得木块A A的速度的速度v v 2 2 m s m s 2 2 木块木块A A压缩弹簧过程中 弹簧被压缩到最短时 弹簧的弹性势能最大 由能量关压缩弹簧过程中 弹簧被压缩到最短时 弹簧的弹性势能最大 由能量关 系 系 最大弹性势能最大弹性势能 E Ep p mvmv0 02 2 m m M M v v2 2 mgL mgL 1 1 2 2 1 1 2 2 代入数据得代入数据得E Ep p 3939 J J 答案 答案 1 2 1 2 m sm s 2 39 2 39 J J 9 9 10 10 分分 1 1 如图如图 3 3 所示为氢原子的能级图 用光子能量为所示为氢原子的能级图 用光子能量为 13 0613 06 eVeV 的光照射一群处的光照射一群处 于于 基态的氢原子 可能观测到氢原子发射的不同波长的光有基态的氢原子 可能观测到氢原子发射的不同波长的光有 种 种 用心 爱心 专心 图图 3 3 2 2 质量为质量为M M 2 2 kgkg 的小平的小平 板车板车C C静止在光滑水平面上 车的一端静止着质量为静止在光滑水平面上 车的一端静止着质量为m mA A 2 2 kgkg 的物体的物体A A 可视为质点可视为质点 如图如图 4 4 所示 一颗质量为所示 一颗质量为m mB B 2020 g g 的子弹以的子弹以 600600 m sm s 的水平的水平 速速 度射穿度射穿A A后 速度变为后 速度变为 100100 m sm s 最后物体 最后物体A A静止在车上 求静止在车上 求 平板车最后的速度是多大 平板车最后的速度是多大 解析 解析 1 1 由由E E E En n E E1 1可知可知E En n E E E E1 1 13 0613 06 eVeV 13 6013 60 eVeV 0 540 54 eV eV 吸收吸收 13 0613 06 eVeV 能量后氢原子处于量子数能量后氢原子处于量子数n n 5 5 的激发态 由的激发态 由 N N n n n n 1 1 2 2 1010 得知可产生得知可产生 1010 种不同波长的光 种不同波长的光 2 2 子弹射穿子弹射穿A A时 以子弹与时 以子弹与A A组成的系统为研究对象 由动量守恒定律得组成的系统为研究对象 由动量守恒定律得m mB Bv vB B m mA Av vA A m mB Bv vB B A A在小车上相对滑动 设最后速度为在小车上相对滑动 设最后速度为v v 以以A A与小车组成的系统为研究对象 由动量守恒定律得与小车组成的系统为研究对象 由动量守恒定律得 m mA Av vA A m mA A M M v v 可得可得v v 2 52 5 m s m s 答案 答案 1 10 1 10 2 2 5 2 2 5 m sm s 1010 10 10 分分 现在世界上许多国家都在积极研究可控热核反应的理论和技术 以解决能源现在世界上许多国家都在积极研究可控热核反应的理论和技术 以解决能源 危机问题 热核反应中所用的燃料危机问题 热核反应中所用的燃料 氘 在地球上储量非常丰富 氘 在地球上储量非常丰富 1 1 L L 海水中大约海水中大约 有有 0 30 3 g g 氘 如果用来进行热核反应 放出的能量约与燃烧氘 如果用来进行热核反应 放出的能量约与燃烧 300300 L L 汽油相当 若氘核汽油相当 若氘核 的质量为的质量为m m1 1 氦核的质量为 氦核的质量为m m2 2 光速为 光速为c c 阿伏加德罗常数为 阿伏加德罗常数为N NA A 氘的摩尔质量 氘的摩尔质量 为为m m0 0 1 1 写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程 写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程 2 2 质量为质量为M M的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少 的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少 解析 解析 1 1 核反应方程为 核反应方程为 1 12 2H H 1 12 2H H 2 24 4HeHe 2 2 核反应的质量亏损为核反应的质量亏损为 m m 2 2m m1 1 m m2 2 据爱因斯坦质能方程可得放出的能量为据爱因斯坦质能方程可得放出的能量为 E E mcmc2 2 2 2m m1 1 m m2 2 c c2 2 据题意得 质量为据题意得 质量为M M的氘中的氘核数为 的氘中的氘核数为 n n M MN NA A m m0 0 质量为质量为M M的氘核参与聚变放出的能量为的氘核参与聚变放出的能量为 用心 爱心 专心 E E n n E E 2 2 N NA Ac c2 2M M 2 2m m1 1 m m2 2 2 2m m0 0 答案 答案 1 1 1 12 2H H 1 12 2H H 2 24 4HeHe 2 2 N NA AM M 2 2m m1 1 m m2 2 c c2 2 2 2m m0 0 1111 10 10 分分 氢原子的能级示意图如图氢原子的能级示意图如图 5 5 所示 现有每个电子所示 现有每个电子 的动能都为的动能都为E Ee e 12 8912 89 eVeV 的电子束与处在基态的氢原子的电子束与处在基态的氢原子 束束 射入同一区域 使电子与氢原子发生迎头正碰 已知碰撞射入同一区域 使电子与氢原子发生迎头正碰 已知碰撞 前一个电子与一个氢原子的总动量为零 碰撞后 氢原子前一个电子与一个氢原子的总动量为零 碰撞后 氢原子 受激发而跃迁到受激发而跃迁到n n 4 4 的能级 求碰撞后的能级 求碰撞后 1 1 个电子与个电子与 1 1 个个 受受 激氢原子的总动能 激氢原子的总动能 已知电子的质量已知电子的质量m me e与氢原子的质量与氢原子的质量 m mH H之比为之比为 1 1840 1 1840 解析 以解析 以V Ve e和和V VH H表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率 根据题意有 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率 根据题意有 m me eV Ve e m mH HV VH H 0 0 碰撞前 氢原子与电子的总动能为 碰撞前 氢原子与电子的总动能为 E Ek k m mH HV VH H2 2 m me eV Ve e2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 联立联立 两式并代入数据解得 两式并代入数据解得 E Ek k 12 90 12 90 eVeV 氢原子从基态跃迁到氢原子从基态跃迁到n n 4 4 的能级所需能量由能级图可得 的能级所需能量由能级图可得 E E 0 850 85 eVeV 13 613 6 eV eV 12 7512 75 eVeV 碰撞后 受激氢原子与电子的总动能为 碰撞后 受激氢原子与电子的总动能为 E Ek k E Ek k E E 12 9012 90 eVeV 12 7512 75 eVeV 0 150 15 eV eV 答案 答案 0 150 15 eVeV 1212 10 10 分分 2009 2009 海南高考海南高考 钚的放射性同位素钚的放射性同位素 94 94239 239Pu Pu 静止时衰变为铀核激发态静止时衰变为铀核激发态 92 92235 235U U 和和 粒子 而铀核激发态粒子 而铀核激发态 92 92235 235U U 立即衰变为铀核 立即衰变为铀核 92 92235 235 U U 并放出能量为 并放出能量为 0 0970 097 MeVMeV 的的 光子 已知 光子 已知 94