选修模块35下

第135b节选修模块3—5（下）1.2014年物理海南卷17．模块3-5试题（12分）（1）（4分）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功（2）（8分）一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆。已知α粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c。求衰变前原子核的质量。【答案】（1）ACD(4分。选对1个给2分，选对2个给3分，选对3个给4分:有选错的不给这4分）（2）]Mmc)qBR()[mM(2221【解析】（2）设衰变产生的α粒子的速度大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得RvmqvB2设衰变后新核的速度大小为V，衰变前后动量守恒，有mvMV0设衰变前原子核质量为M0，衰变前后能量守恒，有2222202121mvmcMVMccM解得]2)(1)[(220MmcqBRmMM2.2014年理综福建卷30．[物理-选修3-5]（1）如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是。（填选项前的字母）A．①表示射线,③表示射线B．②表示β射线，③表示射线C．④表示射线，⑤表示射线D．⑤表示β射线，⑥表示射线①②③④⑤⑥答案：C解析：由于不带电，在电场中不偏转，①不是射线，A错；β射线带负电，在电磁场中应该偏转，②和⑤不是β射线而是射线，BD错；射线带正电，它在电场中向负极板偏转，在磁场中的偏转情况由左手定则可知④表示射线，⑥表示β射线，选项C正确。（2）一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（）（填选项前的字母）A．v0-v2B．v0+v2C．2120vmmvD．)vv(mmv20120答案：D解析：火箭和卫星组成的系统在分离时，水平方向的动量守恒，规定初速度方向为正方向，有：2211021vmvmv)mm(解得)vv(mmvv201201故选项D正确，A、B、C错误。3.2013年新课标I卷35.[物理—选修3-5](15分)(1)(6分)一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应:P+→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。(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。【答案】见解析【解析】(1)发生核反应的方程12711130bapAlXnv2v0v1由质量数守恒和电荷数守恒得1＋27＝ｂ＋11＋13＝ａ＋0解得质子数a=14,质量数b=27,则中子数c=b-a=13（2）设在发生碰撞前的瞬间，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，由动量和能量守恒定律，得22212111(2)222mvmvmv（1）122mvmvmv（2）式中，以碰撞前木块A的速度方向为正。由（1）（2）式得212vv（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21112mgdmv（4）2221(2)(2)2mgdmv（5）按题意有12ddd（6）设A的初速度为v0,由动能定理得2201122mgdmvmv（7）联立（2）—（7）式，得0285vgd（8）4.2013年新课标II卷35．[物理—选修3-5](15分)(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1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)。A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能答案：ABC解析：原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核的比结合能比中等核小，因此重核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和小球原来重核的结合能，B项正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，虽然銫原子核(13355Cs)的比结合能稍大于铅原子核(20882Pb)的比结合能，但銫原子核(13355Cs)的核子数比铅原子核(20882Pb)的核子数少得多，因此其结合能小，C项正确；比结合能越大，要将原子核分解成核子平均需要的能量越大，因此原子核越稳定，D错；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最等于该原子核的结合能，E错。中等难度。(2)(10分)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（弹簧左侧的挡板质最不计)。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，(ⅰ)整个系统损失的机械能；(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。解：(ⅰ)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度1v时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得012mmvv①此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为2v，损失的机械能为E。对B、C组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得122mmvv②ABCv0221211(2)22mEmvv③联立①②③式得20116Emv④(ⅱ)由②式可知21vv，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为3v，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为PE。由动量守恒和能量守恒定律得033mmvv⑤pEvmEmv2320)3(2121⑥联立④⑤⑥式得2P01348Emv⑦5.2013年重庆卷11．【选修3—4】（1）（6分）一列简谐波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为A．4m、6m和8mB．6m、8m和12mC．4m、6m和12mD．4m、8m和12m（2）（6分）利用半圆柱形玻璃，可减小激光束的发散程度。在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率。答：（1）C（2）α)(iinsinsin解析：（1）由621或6或623，解得4，6，12（2）γinsinsini)(iinsinsin6.2013年江苏卷12.C.[选修3-5](12分)(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.αiOA(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(2)近6(3)vB=0.02m/s离开空间站方向解析：(1)根据hp可知动量相等，故A、B、D错，C对。(2)量子数越大，轨道越远，电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离要近；处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有624C条。(3)根据动量守恒0()ABAABBmmVmvmv解得vB=0.02m/s离开空间站方向7.2013年山东卷38、（8分）【物理——选修3－5】（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108K时，可以发生“氦燃烧”。①完成“氦燃烧”的核反应方程：BeHe8442_____。②Be84是一种不稳定的粒子，其半衰期为s106.216。一定质量的Be84经s108.716后所剩Be84占开始时的____________________。答案：He42或α；81或12.5%。解析：半衰期计算公式:tmm210；m为剩余质量；m0为原有质量；t为衰变时间；τ为半衰316∞-2.18-3.40-13.6E(eV)n40-1.515-6.042-54.4题12C-1图He+题12C-2图期，812121213106.2108.701616tmm。8.2013年海南卷17．模块3-5试题（12分）（1）（4分）原子核23290Th具有天然放射性，它经过若干次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23290Th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．20482PbB．20382PbC．21084PoD．22488RaE．22688Ra答：ACD解析：发生衰变是放出He42，发生β衰变是放出电子e01，根据质量数和电荷数守恒有，每发生一次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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）（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。答：3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，碰撞后的共同速度为v1；A、B与C碰撞后的共同速度为v2。由动量守恒定律得1v)mm(mv①2v)mmm(mv②设第一次碰撞中动能的损失为ΔE1，第二次碰撞中动能的损失为ΔE2，由能量守恒定律得12122121Ev)mm(mv③222212121Ev)mmm(v)mm(④ABC联立①②③④式，解得321EE⑤（2）如图所示，光滑水平轨道上放置长板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发生碰撞（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：2m/s解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞的过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度为vA，C的速度为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)vAB……………………②A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足vAB=vC…………③联立①②③式，代入数据得：vA=2m/s…………………………④9.2013年福建卷30．[物理选修3-5]（本题共有两小题，每小