【2013高考物理分类汇编】3-5近代物理

20．（北京）以往我们认识的光电效应是单光子光电效应。若一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度较大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已经被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为v的普通光源照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）A．hvWUeeB．2hvWUeeC．2UhvWD．52hvWUee考查选修3-5近代物理部分（固定题型）：1，新信息下：KEWNh(N=2，3,4.......)2，动能定理：KEUq难度：★★（概念+新信息）30.（福建）[物理选修3-5](本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个符合题意)(1)在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。（填选图下方的字母）(2)将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在及短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是。（填选项前的事母）A.0mvMB.0MvmC.0MvMmD.0mvMm答案：（1）C（2）D【解析】：（1）α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项C正确。（2）根据动量守恒定律得：，所以火箭模型获得的速度大小是，选项D正确。17（13广州）、铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反nKrBanU1089361445610235923，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17.考点：核裂变，半衰期，链式反应答案：AC解析：此类问题看课本就可以可以选出答案16．（13广西）放射性元素氡（22286Rn）经α衰变成为钋21884Po，半衰期为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn的矿石，其原因是（）A．目前地壳中的22286Rn主要来自于其它放射元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn的含量足够高C．当衰变产物21884Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D．22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期A17．模块3-5试题（12分）(13海南)（1）（4分）原子核Th具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核。下列原子核中，有三种是Th衰变过程中可以产生的，它们是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分.选对3个得4分;每选错I个扣2分，最低得分为0分）A．PbB．PbC．PoD．RaE．Ra（2）（8分）如图，光滑水平面上有三个物块A、B和C，它们具有相同的质量，且位于同一直线上。开始时，三个物块均静止，先让A以一定速度与B碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与C碰撞并粘在一起，求前后两次碰撞中损失的动能之比。17．模块3-5试题（12分）（1）【答案】ACD【解析】发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，根据质量数和电荷数守恒有，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次β衰变质量数不变化，电荷数增加1，由质量数的变化可确定α衰变的次数（必须是整数），进而可知β衰变的次数。逐一判断可知ACD符合要求。(2)【解析】设三个物块A、B和C的质量均为m，A与B碰撞前A的速度为v，碰撞后共同速度为1v，A、B与C碰撞后共同速度为2v，由动量守恒定律得1()mvmmv①，2()mvmmmv②，设第一次碰撞中动能的损失为1E，第二次碰撞中动能的损失为2E，由能量守恒定律得221111()22mvmmvE③，2212211()()22mmvmmmvE④联立①②③④解得123EE⑤C.【选修3-5】(12分)（13江苏）(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的也相等.(题12C-1图)(A)速度(B)动能(C)动量(D)总能量(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如题12C-1图所示.电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离(选填“近”或“远”).当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有条.(3)如题12C-2图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1m/s.A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2m/s,求此时B的速度大小和方向.答案：（1）C(20)近6（30）smvB/02.0，离开空间站方向解析：（1）根据德布罗意波长公式ph可知C正确；（2）由玻尔原子理论可知电子在n=3轨道比n=5轨道离核近；由能级跃迁知大量的氮离子从n=4能级跃迁所发射的谱线为6条。（3）由动量守恒BBAABAvmvmvmm0)(，解得：smvB/02.0，方向为离开空间站方向38、（8分）【物理——选修3－5】（13山东）（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应在，当温度达到103K时，可以发生“氦燃烧”。①完成“氦燃烧”的核反应议程：BeHe8442_____。②Be84是一种不稳定的粒子，其半衰期为s161026。一定质量的Be84经s24108.7后所剩Be84占开始时的____________________。答案：He42或α，81或12.5%解析：①根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为2，质量数为4，为He42．②经7.8×10-16s，知经历了3个半衰期，所剩Be84占开始时的321）（=81．（2）如图所示，光滑水平轨道上放置以A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端。三者质量分别为mA=2Kg、mB=1Kg、mC=2Kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C相碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。答案：A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小是2m/s解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0=mAvA+mCvC，①A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得mAvA+mBv0=（mA+mB）vAB②A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vAB=vC③联立①②③式解得：vA=2m/s．2．（13上海）当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时(A)锌板带负电(B)有正离子从锌板逸出(C)有电子从锌板逸出(D)锌板会吸附空气中的正离子答案：C解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确ABD错误。7（13上海）．在一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为(A)6次(B)10次(C)22次(D)32次答案：A解析：一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为（238-206）÷4=8次，发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次，选项A正确。17．（13上海）某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，该激光器发出的(A)是紫外线(B)是红外线(C)光子能量约为1.3×10-18J(D)光子数约为每秒3.8×1016个答案：（蓝色）解析：由于激光波长大于可见光波长，所以该激光器发出的是红外线，选项B正确A错误。由E=hc/λ可得光子能量约为E=6.63×10-34×3×108÷(1.5×10-6)J=1.3×10-19J，选项C错误。光子数约为每秒为n=P/E=3.8×1016个，选项D正确。21．（13上海）放射性元素21084Po衰变为20682Pb，此衰变过程的核反应方程是＿＿＿＿；用此衰变过程中发出的射线轰击199F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是＿＿＿＿。答案：21084Po→20682Pb+42He42He+199F→2210Ne+11H。解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是21084Po→20682Pb+42He。用α射线轰击199F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：42He+199F→2210Ne+11H。1．（13天津）下列说法正确的是A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【考点】本题考查原子核衰变、玻尔理论、光电效应方程。【答案】C【解析】原子在发生衰变时遵守电荷守恒和质量数守恒规律，质量有亏损，故选项A错误；α射线是氦原子核，β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，所以选项B错误；氢原子从能量较高的激发态向能量较低的激发态（基态）跃迁时，由mnhvEE知，发出光子的频率由两个能级差决定，所以氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射特定频率的光子，故选项C正确；由爱因斯坦光电效应方程kEhvW可知，发生光电效应时光子电子的最大初动能与入射光的频率有光，与入射光的强度无关，故选项D错误。35.1物理—选修3-5](15分)（13全国1）(1)(6分)一质子束入射到能止靶核AI1327上，产生如下核反应:P+AI1327→X+n式中P代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核X的质子数为，中子数为。答案：1413解析：根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒，新核X的质子数为1+13-0=14，质量数为1+27-1=27，所以中子数=27-14=13。(2)(9分)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短:当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ.B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。解析：设在发生碰撞的瞬间，木块A的速度大小为v；在碰撞后的瞬间，A和B的速度分别为v1和v2。在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得22212)2(212121vmmvmv①21)2(vmmvmv②式中，以碰撞前木块A的速度方向为正。由①②式得221vv③设碰撞后A和B运动的距离分别为d1和d2,由动能定理得21121mvmgd④222)2(21)2vmgdm（⑤按题意有d=d1+d2⑥设A的初速度大小为v0，由动能定理有2202121mvmvmgd⑦联立②至⑦式，得gdv5280⑧2．（13重庆）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：n2nU101023592ba则a+b可能是A．KrXe933614054B．KrBa923614156C．SrBa933814156D．SrXe94381405435.[物理—选修3-5](1)(5分)关于原子核的结合能，下列说法正确的是(填正确答案标号。选对I个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选