1、高考资源网选修3-5 模块评估1.(1)1919年卢瑟福通过如下图甲所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现_图中A为放射源发出的是_粒子，B为_气(2)利用光电管产生光电流的电路如图乙所示，电源的正极应接在_端(填“a”或“b”)(3)如图丙所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都视作质点，质量均为m，与轻质弹簧相连设Q静止，P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能为多少？【解析】(3)两物体动量守恒，弹簧最短时共同速度为v，由动量守恒得mv2mv由机械能守恒定律知，弹簧的最大弹性势能为Epmv22mv2以上两式得Epmv2/4.【答案】(
2、1)质子氮(2)a(3)mv2/42(1)以下三个核反应：NaMgeUnBa Kr3nHHHen其中_是裂变，_是衰变，_是核聚变(2)质量相同的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线的同一方向运动，A球的动量是9 kgm/s，B球的动量是 5 kgm/s，当A球追上B球时发生碰撞，试求碰撞后A球的动量的取值范围【解析】(1)(2)由题意知，两小球质量相等，当二者发生弹性碰撞时：p1p2p1p2mvmvmvmv即代入数据解得：p15 kgm/s.当二者发生完全非弹性碰撞时：p1p2p1p2p1p2解得p17 kgm/s故碰撞后A球的动量的取值范围为：5 kgm/sp17 kgm/s.【答案】(1)
3、(2)5 kgm/sp17 kgm/s3一静止的氡核()发生衰变，放出一个速度为v0、质量为m的粒子和一个质量为M的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能(1)写出衰变方程；(2)求出反冲核的速度；(3)求出这一衰变过程中亏损的质量【解析】(1)RnPoHe.(2)设钋核的反冲速度大小为v由动量守恒定律有0mv0Mv，解得v.(3)衰变过程中产生的机械能为EmvMv2由爱因斯坦质能方程有Emc2产生这些机械能亏损的质量m.【答案】(1)RnPoHe(2)(3)4(1)下列判断正确的是_(填入选项前的字母，有填错的不得分)A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变
4、反应B从卢瑟福的粒子散射实验可以估算原子核的大小C按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增加D入射光的强度越大，发生光电效应的可能性越大(2)如右图所示，质量为m的物体(可视为质点)以水平速度v0滑上原来静止在光滑水平面上、质量为M的小车上，物体与小车表面间的动摩擦因数为，由于小车足够长，最终物体相对小车静止，求：物体的最终速度物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间及小车前进的距离【解析】(1)BC(2)由动量守恒定律mv0(Mm)v得二者最终的共同速度v物体在小车上滑动时，加速度ag由运动学公式：vv0at得t设此过程车的位移为x，则
5、由动能定理：mgxMv2x.【答案】(1)BC(2)5(1)下列说法正确的是()A当氢原子从n2的能级跃迁到n6的能级时，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吸收能量(2)一个静止的钚的同位素离子发生衰变后生成铀(U)的一个同位素离子和一个粒子，同时放出能量为E0.09 MeV的光子(普朗克常量h6.631034Js)，真空中的光速为c3108 m/s，电子电荷量为e1.61019 C)写出该核反应方程式；求该光子的波长；若不计光子的动量，求粒子和铀核的动能之比【解析】(1)氢原子从低能级(
6、n2)向高能级(n6)跃迁时，要吸收光子，A项错；两轻核聚变时发生质量亏损，会放出能量，D项错(2)核反应方程为由Eh， m1.381011 m核反应中系统的动量守恒mvmUvU0可知粒子和铀核的动量大小相等，由Ek，知动能大小与质量成反比，所以粒子和铀核的动能之比为.【答案】(1)BC(2) 1.381011m23546(1)有一群氢原子处于量子数n4的激发态，已知氢原子的能级公式为En(E1为n1时的能量)当它们自发地向低能级跃迁时能发出_种不同频率的光子所发出光子的最大频率是_(已知普朗克常量为h)(2)三种不同的入射光A、B、C，分别照射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属逸出
7、光电子若三种入射光的波长ABC，则()A用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发出光电效应B用入射光A和B照射金属c，均可使金属c发生光电效应C用入射光C照射金属a和b，金属a和b均可发生光电效应D用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应(3)质量mA10 g的子弹，以vA300 m/s的速度射向质量mB40 g、静止在光滑水平桌面上的木块如果子弹留在木块中，木块运动的速度v1是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度vA100 m/s，这时木块的速度v2又是多大？【解析】(1)不同频率的光子数量为C6，由n4的激发态跃迁到n1能级时，氢原子辐射出的光子频率最大，根据hm，解得最
8、大频率是.(2)金属的逸出功为W，所以在本题中WaWbWc，入射光子的能量EAEBEC，所以用入射光A照射金属b和c，金属b和c均不可能发出光电效应用入射光A和B照射金属c，都不可能使金属c发生光电效应(3)根据动量守恒定律得：mAvA(mAmB)v1，解得：v160 m/s根据动量守恒定律得：mAvAmAvAmBv2，解得：v250 m/s.【答案】(1)6(2)CD(3) 60 m/s 50 m/s7(1)2008年10月10日中国国际核聚变能源计划执行中心在北京揭牌，通过有关国家广泛合作，未来30年到50年将可能建成民用电站下列有关核聚变的说法中正确是_A核聚变的反应方程式可以是HHHe
9、nB聚变反应必须在很高的温度下进行C聚变时所释放的核能大小的计算公式是Emv2D在消耗相同质量的核燃料时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多(2)在真空中，氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为1的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为2的光子若12，真空中的光速为c，则氢原子从能级B跃迁到能级C时将_光子(填“吸收”或“辐射”)，其光子的波长为_(3)从地面竖直向上发射一颗质量为m0.4 kg的礼花弹，升到距地面高度为h125 m时速度为v30 m/s，此时礼花弹炸成质量相等的两块，其中一块经t5 s落回发射地则礼花弹在爆炸过程中，有多少化学能转化成机械能？(g取10 m/s2，不计
10、空气阻力且不考虑燃料质量的影响)【解析】(1)核聚变反应是用氘和氚作为原料，在高温下进行的，故A、B选项正确；核能大小的计算公式应是Emc2，故C选项错误；在聚变反应中，平均每个核子放出的能量比裂变反应中平均每个核子放出的能量要大34倍，故在消耗相同质量的核燃料时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多，D选项正确(2)氢原子从能级A跃迁到能级B时，所辐射的光子的能量为EAEBh，从能级A跃迁到能级C时，所辐射的光子的能量为EAECh，因为12，所以EBEC故从能级B跃迁到能级C时，辐射光子，辐射出的光子的能量为EBEChhh，所以.(3)设礼花弹爆炸后，经5 s落地的一块弹片的速度为v1，第二块
11、弹片的速度为v2.对第一块，根据运动学公式有：hv1tgt2代入数据解得：v10根据动量守恒有：mvv1v2解得：v260 m/s礼花弹在爆炸过程中，化学能转化成机械能的大小即为弹片动能的改变量，有：Evvmv2解得：E180 J.【答案】(1)ABD(2)辐射12/(12)(3)180 J8(1)科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，该电池虽然功率只有几毫瓦，但寿命极长，至少能工作半个世纪因此研究人员认为它可以广泛应用于人造器官，为人造心脏、人工肾等装置长期提供动力它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(Ni)和铜两种金属作为长效电池的材料，利用镍63发生衰变时释放电子给铜片，使镍6
12、3和铜片分别成为电池的两极，外接负载时即可为负载提供电能下面有关该电池的说法正确的是_(填选项前的字母)A镍63的衰变方程是B镍63的衰变方程是C外接负载时镍63的电势比铜片低D外接负载中电流方向是从铜片到镍63(2)汶川大地震造成重灾区交通中断，给救援工作带来极大困难，为此，党中央派出空降部队实施援救，为了解决空降兵的安全着陆问题，空降兵和直升机刚开始静止在高空中，空降兵从直升飞机上放下质量不计的软梯，有关数据如下：直升飞机离地面的高度为h，一个质量为m的空降兵，沿软梯从飞机上缓慢运动到地面，则软梯至少多长人才能安全到达地面？【解析】(1)镍63发生衰变时释放电子给铜片，镍为电源正极(2)人
13、和直升飞机原来静止，说明人和直升飞机组成的系统所受外力(重力和浮力)的合力为零在人沿软梯下滑的过程中，它们所受的重力和浮力都没有变，所以系统的合力仍为零，动量守恒设人下落过程中某一时刻速度大小为v，此时直升机上升的速度为V，取向上为正方向，由动量守恒得：MVmv0由于下落的过程中的任一时刻，人和直升机的速度都满足上述关系，故它们在这一过程中的平均速度同样满足这一关系，即MVmv0.设人下滑的时间为t，得MVtmvt0，即或MHmh0直升飞机上升的高度为Hh软梯长度至少为LHhh.【答案】(1)B(2)h9(2009年辽宁、宁夏卷)(1)关于光电效应，下列说法正确的是_(填入选项前的字母，有填错
14、的不得分)A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多(2)两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如下图所示一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度【解析】(1)因为金属材料的逸出功Wh，所以A正确；因为金属材料存在极限频率，所以B错；光电子的最大初动能跟入射光的频率有关，所以C
15、错；当发生光电效应后，单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比，D错(2)设物块到达劈A的底端时，物块和A的速度大小分别为v和V，由机械能守恒和动量守恒得mghmv2M1V2M1Vmv设物块在劈B上达到的最大高度为h，此时物块和B的共同速度大小为V，由机械能守恒和动量守恒得mgh(M2m)V2mv2mv(M2m)V联立式得hh.【答案】(1)A(2)h10(1)氢原子的能级图如下图所示，当氢原子从n3向n2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为_eV.现有一群处于n4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率
16、共有_种(2)2006年3月23日央视报道，中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦奋斗，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造太阳”(如下图所示)，它能够承受上亿摄氏度的高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限的能源下列关于“人造太阳”的说法中正确的是()A“人造太阳”的核反应方程是HHHenB“人造太阳”的核反应方程是C核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同(3)一个静止的铀核 (原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子
17、(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核 (原子质量为228.028 7 u)(已知原子质量单位1 u1.671027 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量)写出铀核的衰变反应方程；算出该衰变反应中释放出的核能；若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？【解析】(1)刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为：WE3E21.89 eV；当氢原子从n4的能级向低能级跃迁时，能辐射出六种不同频率的光子，其中5种光子的能量大于或等于1.89 eV.(2)由于太阳的核反应为聚变反应，故选项A正确、B错误；核燃料的质量相同时，聚变反应时的质量亏损大于裂变反应时的质量亏损，所以聚变反应释放的能量多，选项C正确、D错误(3) 质量亏损mmUmmTh0.005 9 uEmc20.005 9931.5 MeV5.50 MeV设粒子的速度为v1，钍核的速度为v2，则由动量守恒可得：0Mv1mThv2由能量守恒可得：EmvmThv解得：Emv5.4 MeV.【答案】(1)1.89 eV5(2)AC(3) 5.50 MeV5.4 MeVw。w-w*k&s%5￥u