1、2011届高考物理复习专题训练 九、选修3-51 (1) 质子从很远处以速度v0向着静止的碳原子核运动。已知质子的质量mp=m，碳原子核的质量为mc=12m。则质子与碳原子核相距最近的速度等于_。(2)太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个a粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子。若太阳辐射能量的总功率为P，质子，氦核、正电子的质量分别为mp、ma、me，真空中的光速为c，求： 写出核反应方程式。 核反应所释放的能量DE。 在t时间内参与上述热核反应的质子数目。答案：(1)（4分） (2)（2分） （2分） Pt=N（2分） （2分）2（1）（4分）可见光光子的能量在
2、1.61 eV3.10 eV范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图 (如图所示) 可判断n为 ( )A1 B2 C3 D4 （2）（8分）1930年发现用钋放出的射线，其贯穿能力极强，它甚至能穿透几厘米厚的铅板，1932年，英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核。若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为vH = 3.5107m/s，被打出的氮核的最大速度vN = 4.7106m/s，假定正碰时无机械能损失，设未知射线中粒子质量为m，初速为v，质子的质量为m. （1）推导打出的氢核和氮
3、核速度的字母表达式； （2）根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m之比（已知氮核质量为氢核质量的14倍）。答案：（1）（4分） B（2）（8分）解：（1）碰撞满足动量守恒和机械能守恒，与氢核碰撞时： 解得 同理可得（2）由上面可得： 代入数据得3（1）下列说法中正确的是A在核反应中，x是质子，核反应放出的能量等于和的质量和减去和x的质量和，再乘c2(c表示光速)B卫星可以在大于地球半径的任意圆轨道上运动，电子也可以在大于基态轨道半径的任意圆轨道上运动C分别用绿光和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，逸出的光电子的动能可能相等D随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加
4、，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动E在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长F在粒子散射实验中，当在粒子最接近原子核时，粒子与金原子核组成的系统能量最小（2）1914年，夫兰克和赫兹在实验中用电子碰撞静止原子的方法，使原子从基态跃迁到激发态，来证明玻尔提出的原子能级存在的假设。设电子的质量为m,原子的质量为m0，基态和激发态的能级差为E，试求入射电子的最小动能。（假设碰撞是一维正碰）答案：（1）CDE （2）4（1）（3分）核能是一种高效的能源。在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳
5、（见图甲）。结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是 。第12C（1）题（甲）图第12C（1）题（乙）图第12C（1）题（丙）图图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图2分析工作人员受到了 射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了 射线的辐射。（2）（3分）下列说法正确的是A卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B受普朗克量子论的启发，爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说C核反应方程属于裂变D宏观物体的物质波波长非常小，极易
6、观察到它的波动性 E根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系F衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的G中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量H升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期I氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论可知氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大J对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应第12C（3）题图（3）（6分）如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A(可视为质点)。一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平
7、速度迅即射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数=0.5。（g取10m / s2）平板车最后的速度是多大？全过程损失的机械能为多少？A在平板车上滑行的距离为多少？答案：（1）混凝土 ；或“和” （2）BEJ（3）解：研究子弹、物体打击过程，动量守恒有：mv0=mv+ MA v代入数据得同理分析M和MA系统自子弹穿出后直至相对静止有：MA v =（M+MA）v车代入数据得平板车最后速度为：注意：也可全过程研究三者组成的系统，根据动量守恒求平板车最后的速度。根据能量转化和守恒得：系统损失的动能即为全程损失的机械能所以E损=Ekm（Ekm+EKM+EKMA）= 2392J同理，经分析可知，物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热，假设A在平板车上滑行距离为s则有Q=MA gs=所以代入数据得 s=0.8m