（江蘇專版）2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章選修部分微專題77備考精煉選修3-5

PAGEPAGE1微專題77選修3-51．(2022·常熟中學(xué)高考二模)(1)以下說法中正確的選項(xiàng)是________．A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子可以再分C．對(duì)于α射線、β射線、γ射線這三種射線而言，波長越長，其能量就越小D．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)說明，隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短方向移動(dòng)(2)如圖1為實(shí)驗(yàn)室常用的氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒的裝置．兩帶有等寬遮光條的滑塊A和B，質(zhì)量分別為mA、mB，在A、B間用細(xì)線水平壓住一輕彈簧，將其置于氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌使其能實(shí)現(xiàn)自由靜止，這是說明______________，燒斷細(xì)線，滑塊A、B被彈簧彈開，光電門C、D記錄下兩遮光條通過的時(shí)間分別為tA和tB，假設(shè)有關(guān)系式____________，那么說明兩滑塊動(dòng)量守恒．圖1(3)室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡．氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對(duì)它也毫無感覺．氡進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大因素．靜止的氡核eq\o\al(222,86)Rn放出某種粒子X后變成釙核eq\o\al(218,84)Po，粒子X的動(dòng)能為Ek1，假設(shè)衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動(dòng)能．試答復(fù)以下問題：①寫出上述衰變的核反響方程(請(qǐng)用物理學(xué)上規(guī)定的符號(hào)表示粒子X)；②求釙核的動(dòng)能Ek2.2．(2022·溧水中學(xué)高考二模)(1)以下說法正確的選項(xiàng)是________．A．相同頻率的光照射到不同的金屬上，逸出功越大，出射的光電子物質(zhì)波波長越大B.eq\o\al(14,6)C的半衰期為5730年，假設(shè)測(cè)得一古生物遺骸中eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的eq\f(1,8)，那么此遺骸距今約有17190年C．根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小，核外電子運(yùn)動(dòng)的加速度減小D．結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定(2)核能是一種高效的能源．圖2①核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏．核反響堆有三道防護(hù)屏障，燃料包殼、壓力殼和平安殼(如圖2甲)．結(jié)合圖乙可知，平安殼應(yīng)中選用的材料是________．②圖丙是用來檢測(cè)工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域．可以判斷工作人員受到何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時(shí)．結(jié)合圖乙分析工作人員一定受到了____射線的輻射．(3)在某次軍事演習(xí)中，載有魚雷的快艇總質(zhì)量為M，以速度v勻速前進(jìn)，現(xiàn)沿快艇前進(jìn)的反方向發(fā)射一顆質(zhì)量為m的魚雷后，快艇速度增為原來的eq\f(4,3)倍，假設(shè)不計(jì)水的阻力，求魚雷相對(duì)靜水的發(fā)射速度為多大．3．(2022·江蘇高考考前模擬(二))(1)以下說法正確的選項(xiàng)是________．A．β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流B．一個(gè)氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，最多能產(chǎn)生3個(gè)不同頻率的光子C．用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ贒．原子核經(jīng)過衰變生成新核，那么新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量(2)如圖3所示，光滑水平面上有A、B兩物塊，A物塊的質(zhì)量為2kg，以4m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，B物塊的質(zhì)量為1kg，以2m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，兩物塊碰撞后粘在一起共同運(yùn)動(dòng)．假設(shè)規(guī)定向右為正方向，那么碰撞前B物塊的動(dòng)量為________kg·m/s，碰撞后共同速度為______m/s.圖3(3)中科院等離子物理研究所設(shè)計(jì)并制造的世界上首個(gè)“人造太陽〞實(shí)驗(yàn)裝置大部件已安裝完畢．假設(shè)在此裝置中發(fā)生核反響的方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(4,2)He核的比結(jié)合能分別為EH＝1.11MeV、EHe＝7.07MeV，試求此核反響過程中釋放的核能．4．(2022·揚(yáng)州中學(xué)高三(上)月考)(1)以下說法正確的選項(xiàng)是________．A．氡的半衰期為3.8天，假設(shè)取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下1個(gè)氡原子核了B．原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，這就是β衰變的實(shí)質(zhì)C．光子的能量由光的頻率所決定D．只要有核反響發(fā)生，就一定會(huì)釋放出核能(2)在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A正以速度v0勻速運(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻小球A與質(zhì)量為3m的靜止小球B發(fā)生正碰，兩球相碰后，A球的動(dòng)能恰好變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4).那么碰后B球的速度大小是________．A.eq\f(v0,6) B.eq\f(5v0,12)C.eq\f(v0,2) D.eq\f(v0,2)或eq\f(v0,6)(3)如圖4為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出多少種頻率不同的光子？假設(shè)用其中頻率最大的光照射到逸出功為2.75eV的光電管上，那么加在該光電管上的遏止電壓為多少？圖45．(1)以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．火箭利用周圍空氣提供的動(dòng)力飛行B．γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流C．鈾235與鈾238原子核內(nèi)的中子數(shù)不同，因而有不同的半衰期D．熱核反響的溫度須到達(dá)108K，反響過程中要吸收能量(2)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子eq\o\al(1,1)H聚變?yōu)?個(gè)氦核eq\o\al(4,2)He的熱核反響，核反響方程是：4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2X.質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.方程中的X表示________，核反響中釋放的核能ΔE＝____________.(3)如圖5甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管．用波長λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得流過?表的電流I與AK之間的電勢(shì)差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.結(jié)合圖象，求：(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)圖5①每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大初動(dòng)能．②該陰極材料的極限波長．6．(2022·鎮(zhèn)江市高三三模)(1)如圖6所示，某原子的三個(gè)能級(jí)的能量分別為E1、E2和E3.a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光，以下判斷正確的選項(xiàng)是________．圖6A．E1>E3>E2B．E3－E2＝E2－E1C．b光的波長最長D．c光的頻率最高(2)2011年3月11日在日本海域發(fā)生強(qiáng)烈地震，強(qiáng)震引發(fā)了福島核電站危機(jī)．其中的eq\o\al(235,92)U發(fā)生著裂變反響，試完成以下反響方程式：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋________；eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr和中子的質(zhì)量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反響中一個(gè)eq\o\al(235,92)U裂變時(shí)放出的能量為__________．(光速為c)(3)如圖7所示，A、B兩個(gè)木塊質(zhì)量分別為2kg與0.9kg，A、B與水平地面間接觸面光滑，上外表粗糙，質(zhì)量為0.1kg的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動(dòng)，最后鐵塊與B的共同速度大小為0.5m/s，求：圖7①A的最終速度；②鐵塊剛滑上B時(shí)鐵塊的速度．7．(1)以下說法正確的選項(xiàng)是________．A．光電效應(yīng)是原子核吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象B．天然放射性現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．一個(gè)氘核的質(zhì)量小于一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子的質(zhì)量之和D．鈷60的半衰期為5.27年，那么任何一個(gè)鈷60原子核都將在5.27年內(nèi)發(fā)生衰變(2)如圖8所示，靜電計(jì)與鋅板相連，現(xiàn)用紫外燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定的偏角．圖8①現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，那么靜電計(jì)指針偏角將________(填“增大〞“減小〞或“不變〞)②使靜電計(jì)指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計(jì)指針無偏轉(zhuǎn)．那么，假設(shè)改用強(qiáng)度更大的紅外燈照射鋅板，可觀察到靜電計(jì)指針____(填“有〞或“無〞)偏轉(zhuǎn)．(3)如圖9所示，質(zhì)量為m＝2kg的物體，在水平力F＝16N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.假設(shè)F作用t1＝2s后撤去，撤去F后又經(jīng)t2＝2s物體與豎直墻壁相碰，假設(shè)物體與墻壁作用時(shí)間t3＝0.1s，碰撞后反向彈回的速度v′＝6m/s，求墻壁對(duì)物體的平均作用力大?。?g取10m/s2)圖9

答案精析1．(1)D(2)氣墊導(dǎo)軌水平eq\f(mA,tA)－eq\f(mB,tB)＝0(3)①eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He②eq\f(2Ek1,109)解析(1)湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，是可分的，故B錯(cuò)誤；對(duì)于α射線、β射線、γ射線這三種射線只有γ射線是電磁波，電磁波的能量E＝hν，波長越長，頻率越低，能量越小，而α射線、β射線不是電磁波，能量不能利用E＝hν計(jì)算，故C錯(cuò)誤；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)說明，隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短方向移動(dòng)，故D正確．(2)兩滑塊自由靜止，處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，說明氣墊導(dǎo)軌是水平的；設(shè)遮光條的寬度為d，兩滑塊的速度分別為：vA＝eq\f(d,tA)，vB＝eq\f(d,tB)如果動(dòng)量守恒，那么滿足：mAvA－mBvB＝0解得：eq\f(mA,tA)－eq\f(mB,tB)＝0.(3)①根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得該核反響方程為：eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He.②設(shè)粒子X的質(zhì)量為m1、速度為v1，釙核的質(zhì)量為m2、速度為v2根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0＝m1v1－m2v2釙核的動(dòng)能：Ek2＝eq\f(m2v22,2m2)＝eq\f(m1v\o\al(12),2)×eq\f(m1,m2)＝eq\f(2Ek1,109).2．(1)AB(2)①混凝土②β(3)eq\f(M－4m,3m)v解析(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：Mv＝(M－m)·eq\f(4,3)v－mv′解得v′＝eq\f(M－4m,3m)v.3．(1)C(2)－22(3)23.84MeV解析(1)β射線即高速電子流，是由原子核內(nèi)的中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)放出電子產(chǎn)生的，而非核外電子電離后形成的電子流，故A錯(cuò)誤；一個(gè)氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，最多能產(chǎn)生2個(gè)不同頻率的光子，假設(shè)是一批氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，最多能產(chǎn)生3種不同頻率的光子，故B錯(cuò)誤；半衰期只與元素本身有關(guān)，與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度等無關(guān)，故C正確；在衰變過程中伴隨著質(zhì)量虧損，因此新核質(zhì)量一定小于原核質(zhì)量，故D錯(cuò)誤．(2)規(guī)定向右為正方向，碰撞前B物塊的動(dòng)量pB＝mBvB＝1×(－2)kg·m/s＝－2kg·m/s.根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v，解得：v＝eq\f(2×4－1×2,2＋1)m/s＝2m/s.(3)由質(zhì)能方程：ΔE＝Δmc2，那么核反響過程中釋放的核能：ΔE＝4EHe－4EH＝4×(7.07－1.11)MeV＝23.84MeV.4．(1)BC(2)C(3)6種10V解析(1)半衰期是大量原子衰變時(shí)所表現(xiàn)出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量原子核沒有意義，A錯(cuò)誤；β衰變所釋放的電子是由原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子后釋放出的電子，B正確；根據(jù)光子能量計(jì)算公式E＝hν可知其能量由光的頻率決定，C正確；只有存在質(zhì)量虧損的核反響才會(huì)釋放核能，D錯(cuò)誤；(2)根據(jù)碰后A球的動(dòng)能恰好變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，由Ek＝eq\f(1,2)mv2知，速度大小變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2).取碰撞前A球速度方向?yàn)檎较颍胿′＝±eq\f(1,2)v0，碰撞過程中A、B動(dòng)量守恒，那么有：mv0＝mv′＋3mvB當(dāng)v′＝eq\f(1,2)v0時(shí)，解得：vB＝eq\f(1,6)v0；因vB＜eq\f(v0,2)，不符合運(yùn)動(dòng)情況，故不可能.當(dāng)v′＝－eq\f(1,2)v0時(shí)，解得：vB＝eq\f(1,2)v0.(3)根據(jù)Ceq\o\al(2,4)＝6知，大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出6種頻率不同的光子．能級(jí)間躍遷放出或吸收光子的能量滿足：hν＝Em－En.所以頻率最大的光子能量為：E＝E4－E1＝(－0.85＋13.6)eV＝12.75eV.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，有：Ekm＝hν－W0根據(jù)動(dòng)能定理有：eU＝Ekm解得：U＝10V.5．(1)C(2)eq\o\al(0,1)e(4m1－m2－2m3)c2(3)①4.0×1012個(gè)9.6×10－20J②0.66μm解析(2)X的質(zhì)量數(shù)：2A＝4－4＝0，電荷數(shù)：2Z＝4－2＝2，所以Z＝1.所以X是正電子，即eq\o\al(0,1)e.核反響方程式為：4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e質(zhì)量虧損：Δm＝4m1－m2－釋放能量為：ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)(3)①光電流到達(dá)飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)n＝eq\f(Im,e)＝eq\f(0.64×10－6,1.6×10－19)(個(gè))＝4.0×1012(個(gè))光電子的最大初動(dòng)能為：Ekm＝eUc＝1.6×10－19C×0.6V＝9.6×10－20②設(shè)陰極材料的極限波長為λc，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λc)，代入數(shù)據(jù)得λc≈0.66μm.6．(1)D(2)3eq\o\al(1,0)n(mU－mBa－mKr－2mn)c2(3)①0.25m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同②2.75m/s，方向與鐵塊的初速度方向相同解析(3)①設(shè)木塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB