新课标人教版高中物理选修35综合训练

1、新课标人教版高中物理选修新课标人教版高中物理选修 3-53-5 综合训练综合训练 1 1 (时间时间 90 分钟，满分分钟，满分 100 分分) 一、计算题一、计算题(本题共本题共 10 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 30 分，在每小题给出的四个选项中，有的分，在每小题给出的四个选项中，有的 小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项全部选对的得小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项全部选对的得 3 分，选不全的得分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得分，有选错的或不答的得 0 分分) 1卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是 ( ) A解释 粒子散射现象 B用 粒

2、子散射的实验数据估算原子核的大小 C结合经典电磁理论，解释原子的稳定性 D结合经典电磁理论，解释氢原子光谱 2一列现象中，与原子核内部变化有关是 ( ) A 粒子散射 B光电效应 C天然放射现象 D原子发光现象 3关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有 ( ) A它彻底否定了经典的电磁理论 B它发展了卢瑟福的核式结构学说 C它完全抛弃了经典的电磁理论 D它引入了普朗克的量子观念 4原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子例如在某种条件下，铬 原子的 n = 2 能级上的电子跃迁到 n = 1 能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交 给 n = 4 能级上的电子，使之能脱离原子

3、，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了 原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为 ，式中 n=l，2，3， 表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是 ( ) A B C D 5下列说法正确的是 ( ) A当氢原子从 n = 2 的状态跃迁到 n = 6 的状态时，发射出光子 B放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间 C同一元素的两种同位素具有相同的质子数 D中子与质子结合成氘核时要吸收能量 6爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说从科学研究 的方法来说，这属于 ( ) A等效替代 B控制变量 C科学假说 D数学

4、归纳 7下面列出的是一些核反应方程 ( ) AX 是质子，Y 是中子，Z 是正电子 BX 是正电子，Y 是质子，Z 是中子 2 n A En A 16 3 A 16 7 A 16 11 A 16 13 XSPi 30 14 30 15 YBHBe 10 5 2 1 9 4 ZLiHeHe 7 3 4 2 4 2 CX 是中子，Y 是正电子，Z 是质子 DX 是正电子，Y，是中子，Z 是质子 8如图 15 - 1 所示的光电管的实验中，发现用一定频率的 A 单色光照 射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照 射时不发生光电效应，那么 ( ) AA 光的频率大于 B 光的频率

5、 BB 光的频率大于 A 光的频率 C用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 a 流向 b D用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 b 流向 a 9处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为 l、2、3的三种单色光， 且 l23，则照射光的波长为 ( ) A3 Bl+2+3 C D 10目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成u 夸克带 电量为 e，d 夸克带电量为 e，e 为基元电荷下列论断可能正确的是 ( ) A质子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 B质子由

6、2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 C质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 D质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 答 题 卡 题号l2345678910 答案 二、填空题二、填空题(本题有本题有 6 小题每小题小题每小题 5 分。共分。共 30 分分) 11假设在 NaCl 蒸气中存在由钠离子 Na+和氯离子 Cl 一靠静电相互作用构成的单个氯化 钠 NaCl 分子，若取 Na+与 Cl 一相距无限远时其电势能为零

7、，一个 NaCl 分子的电势能为 一 6.1eV，已知使一个中性钠原子 Na 最外层电子脱离钠原子而形成钠离子 Na+所需的 能量(电离能)为 5.1ev，使一个中性氯子 Cl 结合一个电子形成氯离子 Cl 一所放出的能量 (亲和能)为 3.8eV由此可算出，在将一次 NaCl 分子分离成彼此远离的中性钠原子 Na 和中性氯原子 Cl 的过程中，外界供给能量等于 eV 12氢原子的核外电子从第 n+3 能级跃迁到第 n+2 能级发生波长为1的光；从第 n+2 能级跃迁到第 n+1 能级发出波长为 2的光则电子从第，n+3 能级跃迁到第 n+1 能级 发出波长为 的光 13裂变反应是目前核能利用

8、中常用的反应，以原子核 为燃料的反应堆中，当 浮获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为 2350439 1.0087 138.9178 93.9154 1.0087 反应方程式下的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位 u 为单位)已知 1u 的质量对应的能量为 9.3 102MeV，此裂变反应释放出的能量是 MeV 32 32 21 21 3 2 3 1 U 235 92 U 235 92 U 235 92 n 1 0 Xe 139 54 Sr 94 38 n 1 0 3 14为使处于基态的氢原子电离，需要用频率为 Hz 的电磁波照射氢原 子 15一个电子和一个正

9、电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正负电子对撞前的质量均 为 m，动能均为 Ek，光速为 c，普朗克恒为 h，则对撞过程中的质量亏损为 ，转化 成的光子的真空中波长 = 16为了测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分 钟衰变 8 107次，这种同位素的半衰期为 2 天，10 天以后认为放射性同位素均匀分布 在水 中，从水库中取出 l m3的水，并测得每分钟衰变 10 次，则水库的存水量为 m3 三、计算题三、计算题(本题本题 4 小题。共小题。共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。 只

10、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) 17(10 分)两个分别具有动能 E1 = 1MeV 的氘核正面相碰，结果出现生成氦核(32He)的核 反应，粒子和核的名称及它们的质量分别为：n1.0087u，11H1.0078u,21H2.0141 u,32He3.0160u 求出粒子的动能. 18(10 分)处于静止状态的某原子核 X，发生 衰变后变成质量为 M 的原子核 Y，被释放 的 粒子垂直射人磁感强度为 B 的匀强磁场中，测得其圆周与运动的半径为 r，设 粒子 质 量为 m，质子的电量为

11、e，试求： (1)衰变后 粒子的速率 a。和动能 Eka； (2)衰变后 Y 核的速率 y和动能 Eky； (3)衰变前 X 核的质量 Mx 19(10 分)用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态，设原子基态和激态的能量差为E 现分别用电子和质子轰击质量为 M 的静止原子，试问欲使上述跃迁发生，所需的最小动 能是否相等?对你的回答给出相应的分析和计算 20(10 分)太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和 等原子核组成， 维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是 +释放的核能，这 些核能最后转化为辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中 的 核数目从现有数减少

12、 10，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化， 假定目前太阳全部由电子和 核组成 (1)为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量 M，已知地球半径 R = 6.41011m， 地球表面处的重力加速度 g=10ms2，1 年约为 2.3107s，试估算目前太阳的质量 M (2)已知质子质量 mp = 1.67261027kg， 质量 mA=6.6458 10-27kg，电子质量 me=0.91030kg，光速 c = 3108m/8，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核 能 (3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能 W = 1.35103Wm2，

13、试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命(估算结果只要 求一位有效数字) HeH42e 4 2 1 1 H 1 1 HeH 4 2 1 1 H 1 1 He 4 2 参考答案参考答案 1AB 2C 3BD 4.C，点拨：先计算铬原子的 n=2 能级上的电子跃迁到 n=l 能级上时应释放的能量 E=E2一 E1= +A= An=4 能级上的电子要电离所需的能量 E4= ，则 n=4 能级上 的电子得到 E 的能量后，首先需要能量使之电离，然后多余的能量以动能的形式存在， 所以 EK=EE4= 5.BC 6.C 7D，提示：根据核反应过程中，电荷数、质量数守恒可知： 故 X 是正电子、Y 是

14、中子、Z 是质子，所以仅 D 选项正确 8AC 9AD 10B，点拨：质子的电量为 e，而中子不带电，由电荷数守恒可以判断 出答案 114.8eV，点拨：一个 NaCl 分子的电势能为一 6.1eV，将其分离到无穷远成为两个离子 所需的能量为 E1=6.1eV。一个钠离子 Na+与一个电子结合成一个中性钠原子 Na 需放出 E2=5.1eV 的结合能，使一个 C1 一离子外层电子电离所需的能量为 E3=3.8eV，所以外界供 给的能量为 E=E1+E3一 E2=6.1+3.85.1=4.8(eV) 12 ，点拨：根据玻尔理论，氢原子的核外电子从第 n+3 能级跃迁到第，n+2 能级发 生 波长

15、为 1的光子的能量为 ,则电子从第 n+3 能级跃迁到第 n+1 能级发出光子的能量为 ，其中 E=E1+E2，代入数据可求解。 131798MeV，点拨：m=235.0439+1.0087138.917893.9154 31.0087=0.1933u E=0.19339.3102=179.8MeV 143.26 1015，点拨：氢原子在基态时所具有的能量为一 13.6eV，将其电离变是使电子 跃迁到无穷远，根据玻尔理论所需的能量为 13.6eV 的能量 15 点拨：由于光子的静止质量为零，所以质量的亏损为m=2m，对应的 能量为 E=2mC2，根据能量守恒可知 2hv=2EK+E，即有 16

16、2.51015点拨：设水库中的水量为 Qm3，10 天后水库中所有放射性元素每分钟衰变 的次数为 10Q)，放射性元素原有质量为 mo，10 天后剩余质量为 m则有 4 A 4 A 16 A A 16 11 nYYe,XX 1 0 1 0 1 0 1 0 HZZ 1 1 1 1 21 21 2 2 hC E hC E 2 ,2 mCE hC m K 2 2 22 2 mCEK hC mCE hC K 所以 355 7 o n 7 o 7 m102.5为为,) 2 1 o( 108 10 ) 2 1 o(为为 为, 108 m10 m o:108:10 Qm Qm mm Q mmQ 17解析：核

17、反应方程为： 质量分别为 ml、m2、m3，反应后的总动能为 E.由能量守恒得 2El+2mlc2=(m2+m3)c2+E 则： E=2El+(2m1m2一 m3)c2=21+(22.01413.01601.0087) 931=5.25MeV 由动能守恒有 上式中只，En,E2都未知，而 En+E2=E，则合分比定理将上式变为 故放出粒子的动能 18解析：(1)因为 粒子的带电量为 q=2e 所以 (2)由动量守恒 (3)由质能方程： 衰变前 X 核的质量： 19解原子跃迁所需要的能量来自粒子与原子碰撞过程中损失的机械能要使入射粒子的 动能最小，E 一定，据能量守恒知，需碰撞过程中机械能损最大

18、，即必须发生完全非弹 性碰撞设入射粒子的质量为 m，与原子碰撞前后动量和能量守恒分别得： m1=m2+M 又因为 2=（因为完全非弹性碰撞） 解以三式得入射粒子的最小动能为 令电子、质子质量分别为 m1、m2，因 m1m2，则由式知，电子的最小动能 E1小于质 子的最小动能 E2 20解析(1)设 T 为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知： nHe为H为n为HeHH 1 0 3 2 2 1 1 0 3 2 2 1 2 1 2 3 2 33 2 3 2 3 3 33 2 22 2 3322 )(2 2 1 2 1 En E , m m m m m m m m mm 又 32 22 mm m En EnE MeVE mm m EE mm m E nn 9 . 325 . 5 0087 . 1 0160. 3 0160 . 3 )( 32