【精品】2011届高考物理第一轮总复习满分练兵场 第2讲 选修3-5

用心 爱心 专心 1 20112011 届高考第一轮总复习满分练兵场选修届高考第一轮总复习满分练兵场选修 3 53 5 第第 2 2 讲讲 一 选择题 1 关于光谱和光谱分析 下列说法正确的是 A 太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱 B 霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱 C 进行光谱分析时 可以利用线状谱 也可用连续谱 D 观察月亮光谱 可以确定月亮的化学组成 答案 B 解析 太阳光谱是吸收光谱 月亮光谱是太阳光谱 煤气灯火焰中钠蒸气属稀薄气体发 光 是线状谱 若从周围观察煤气灯火焰中的钠蒸气则是吸收光谱 进行光谱分析只能用 线状谱而不能用连续谱 2 2009 合肥市一模 关于原子结构的认识历程 下列说法正确的有 A 汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B 粒子散射实验中少数 粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依 据 C 对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路 D 玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象 说明玻尔提出的原子定态概念是错误的 答案 BC 解析 卢瑟福通过 粒子散射实验设想原子内的正电荷集中在很小的核内 A 错 玻尔 理论有局限性 但不能说是错误的 D 错 B C 说法是正确的 3 下列关于氢光谱的叙述 正确的是 A 从光谱上看 氢原子辐射光波的频率只有若干分立的值 B 稀薄氢气通电时能发出连续谱 C 氢原子从低能级向高能级跃迁时产生原子光谱 D 氢原子从高能级向低能级跃迁时产生原子光谱 答案 AD 解析 由于氢原子能级是不连续的 所以氢原子辐射光波从光谱上看只有若干分立值 属于线状谱 A 正确 稀薄气体通电发光时发出的是线状谱 B 错误 根据能级理论 原子 由低能级向高能级跃迁时要吸收光子 且光子能量等于两个能级差 C 错 D 对 4 2009 深圳一模 关于天然放射现象 叙述正确的是 A 若使放射性物质的温度升高 其半衰期将减少 B 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C 在 这三种射线中 射线的穿透能力最强 射线的电离能力最强 D 铀核 U 衰变为铅核 Pb 的过程中 要经过 8 次 衰变和 10 次 衰变 2839220682 答案 C 解析 物理化学方法都无法改变放射性元素的半衰期 故 A 项错 衰变中释放的电子 是核内的中子转化的 并不是核外电子 B 错 三种射线的电离本领依次减弱 贯穿本领依次增强 C 正确 8 次 衰变质量数减少 32 质子数减少 16 10 次 衰变质 量数不变 质子数增加 10 个 电荷数不守恒 故 D 项错误 正确答案为 C 5 2009 河南新乡模拟 如图所示 两束不同的单色光A1和B1 分别沿半径射入截面为 半圆形的玻璃砖后 经过圆心O分别沿OA2方向和OB2方向射出 且两入射光之间的夹角和 两出射光之间的夹角都等于 该角小于 10 下列说法中正确的是 用心 爱心 专心 2 A 在玻璃中B1光传播的速度较大 B A1光的光子能量较大 C 用A1 B1光分别做双缝干涉实验 实验条件相同 则A1光在屏上形成的明条纹宽度较 大 D 若用B1光照射某金属板能产生光电效应 则用A1光照射该金属板也一定能产生光电效 应 答案 C 解析 从图中可得 A1光的入射角比B1光大 而折射角也是大 结合光路可逆原 理可知这种材料对A1光的折射率相对较小 即A1光波长较长 在玻璃中速度较大 故 A 错 波长长的光的光子的能量较小 故 B 也错 双缝干涉的条纹的宽度与波长成正比 即 C 正 确 而A1光光子的能量较小 故不一定能产生光电效应 D 错 二 非选择题 6 1 放射性物质Po 和Co 的核衰变方程分别为 210846027 Po Pb X1 Co Ni X2 210842068260276028 方程中的 X1代表的是 X2代表的是 2 如图所示 铅盒内装有能释放 和 射线的放射性物质 在靠近铅盒的顶部加上 电场E或磁场B 在图 a b 中分别画出射线运动轨迹的示意图 在所画轨迹上须标明 是 和 中的哪种射线 答案 1 He e 2 见解析 4 20 1 解析 1 由质量数守恒可知 X1 X2的质量数分别为 4 0 由电荷数守恒可知 X1 X2的 电荷数分别为 2 1 故 X1是 He X2是e 4 20 1 2 粒子带正电 在 a 图电场中右偏 在 b 图磁场受到指向左侧的洛伦兹力向左偏 粒子带负电 故在 a 图中左偏而在 b 图中右偏 粒子不带电故不发生偏转 如图所 示 曲率半径不作要求 每种射线可只画一条轨迹 7 2009 江苏盐城 3 月 镭 Ra 是历史上第一个被分离出来的放射性元素 已知Ra 能 22688 自发地放出 粒子而变成新核 Rn 已知Ra 的质量为M1 3 7533 10 25kg 新核 Rn 22688 的质量为M2 3 6867 10 25kg 粒子的质量为m 6 6466 10 27kg 则 1 写出该核反应的方程式 2 此反应过程中放出的能量是多少 计算结果保留两位有效数字 答案 见解析 解析 1 Ra Rn He 22688222864 2 2 E mc2 M1 M2 m c2 1 2 10 12J 8 人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程 请按要求回答下列问题 1 卢瑟福 玻尔 查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做了卓越的贡献 请选择其中的两位 指出他们的主要成绩 在贝克勒尔发现天然放射现象后 人们对放射线的性质进行了深入研究 如图为三种射线 在同一磁场中的运动轨迹 请从三种射线中任选一种 写出它的名称和一种用途 2 在可控核反应堆中需要给快中子减速 轻水 重水和石墨等常用作减速剂 中子在重水 中可与 H 核碰撞减速 在石墨中与C 核碰撞减速 上述碰撞可简化为弹性碰撞模型 某 2 112 6 反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰 通过计算说明 仅从一次碰撞考虑 用重水 和石墨作减速剂 哪种减速效果更好 用心 爱心 专心 3 答案 1 见解析 2 重水减速效果更好 解析 1 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 或其他成就 玻尔把量子理论引入原子模型 并成功解释了氢光谱 或其他成就 查德威克发现了中子 或其他成就 如 2 是 射线 可用来检查金属内部有无砂眼和裂纹 2 设中子质量为Mn 靶核质量为M 由动量守恒定律 Mnv0 Mnv1 Mv2 由能量守恒 Mnv Mnv Mv 1 22 0 1 22 1 1 22 2 解得v1 v0 Mn M Mn M 在重水中靶核质量 MH 2Mn v1H v0 v0 Mn MH Mn MH 1 3 在石墨中靶质量 MC 12Mn v1C v0 v0 Mn MC Mn MC 11 13 与重水靶核碰后中子速度较小 故重水减速效果更好 9 如下图所示为氢原子最低的四个能级 当氢原子在这些能级间跃迁时 求 1 有可能放出几种能量的光子 2 在哪两个能级间跃迁时 所发出光子波长最长 波长是多少 答案 1 6 2 由第四能级向第三能级跃迁 1 88 10 6m 解析 要放出光子 原子只能从高能级向低能级跃迁 当它们跃迁时 有的氢原子由 n 4 的激发态跃迁到n 3 然后再跃迁到n 2 直到n 1 的基态 或由n 3 直接到 n 1 也有的氢原子由n 4 直接跃迁到n 2 或n 1 等 对大量的氢原子而言 发生上述 各种跃迁都是可能的 根据数学知识 可求出放出光子的种类 波长最长的光子 能量最 小 因而波长最长的光子应由能级差最小的跃迁发出 1 由N C可得N C 6 种 2n2 4 2 氢原子由第四能级向第三能级跃迁时 能级差最小 辐射的光子波长最长 根据 h E4 E3 0 85 1 51 0 66 eV m hc E4 E3 6 63 10 34 3 108 0 66 1 6 10 19 1 88 10 6m 10 已知氘核 H 质量为 2 0136u 中子 n 质量为 1 0087u 氦核 He 质量为 2 11 03 2 3 0150u 1u 相当于 931 5MeV 1 写出两个氘核聚变成 He 的核反应方程 3 2 2 计算上述核反应中释放的核能 保留三位有效数字 3 若两个氘核以相同的动能 0 35MeV 做对心碰撞即可发生上述反应 且释放的核能全部转 化为机械能 则反应后生成的氦核 He 和中子 n 的速度大小之比是多少 3 21 0 答案 1 H H He n 2 3 26MeV 3 1 3 2 12 13 21 0 解析 1 根据题中条件 可知核反应方程为 H H He n 2 12 13 21 0 2 质量亏损 m 2mH mHe mn 2 0136u 2 3 0150u 1 0087u 0 0035u 用心 爱心 专心 4 由于 1u 的质量与 931 5MeV 的能量相对应 所以核反应中释放的核能为 E 0 0035 931 5MeV 3 26MeV 3 由动量守恒定律有 0 mHevHe mnvn 得vHe vn 1 3 11 氢原子处于基态时 原子能量E1 13 6eV 已知电子电量e 1 6 10 19C 电子质 量m 0 91 10 30kg 氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1 0 53 10 10m 1 若要使处于n 2 能级的氢原子电离 至少要用频率为多大的电磁波照射该氢原子 2 氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流 则氢原子处于n 2 的激发态时 核 外电子运动的等效电流为多大 答案 1 8 21 1014Hz 2 1 3 10 4A 解析 1 要使处于n 2 能级的氢原子电离 照射光光子的能量应能使电子从第 2 能级 跃迁到无限远处 最小频率的电磁波的光子能量应为 h 0 E1 4 得 8 21 1014Hz 2 氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动 库仑力提供向心力 有 Ke2 r2 2 4 2mr2 T2 其中r2 4r1 根据电流强度的定义I e T 由以上两式得I e2 16 r1 K mr1 将数据代入得I 1 3 10 4A 12 2009 海南 已知 功率为 100W 灯泡消耗的电能的 5 转化为所发出的可见光的 能量 光速c 3 0 108 m s 普朗克常量h 6 63 10 34J s 假定所发出的可见光的 波长都是 560 nm 计算灯泡每秒内发出的光子数 钚的放射性同位素Pu 静止时衰变为铀核激发态U 和 粒子 而铀核激发态 2399423592 U 立即衰变为铀核U 并放出能量为 0 097MeV 的 光子 已知 Pu 和U 和 23592235922399423592 粒子的质量分别为mPu 239 052lu mU 235 0439u 和m 4 0026u 1u 931 5MeV c2 1 写出衰变方程 2 已知衰变放出的光子的动量可忽略 求 粒子的动能 答案 1 4 1019 1 Pu U 2399423592 2 5 034MeV 解析 一波长为 光子能量为 E hc 设灯泡每秒内发出的光子数为n 灯泡电功率为P 则 n kP E 式中 k 5 是灯泡的发光效率 联立 式得 n kP hc 代入题给数据得 n 1 4 1019s 1 用心 爱心 专心 5 1 衰变方程为 Pu U 2399423592 U U 2359223592 或合起来有 Pu U 2399423592 2