高考物理二轮复习 选考题12分强化练（选修3-5）-人教版高三选修3-5物理试题

选考题12分强化练(选修3－5)1．(1)如图1所示为氢原子光谱中的三条谱线，对这三条谱线的描述中正确的是________．图1A．乙谱线光子能量最大B．甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的C．丙谱线是电子在两个激发态间跃迁发出的D．每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率(2)质子与中子发生核反应，生成氘核，放出能量，写出核反应方程________________________________________________________________________．若质子的质量为m1，中子的质量为m2，氘核的质量为m3，真空中光速为c，则氘核的比结合能为________．(3)静止的钒俘获内层轨道电子后生成新核钛，并放出能为ε的中微子．已知真空中光速为c，普朗克常量为h，求新核钛动量的大小．【解析】(1)由E＝hν＝eq\f(hc,λ)可知，甲谱线波长最小，对应光子能量最大，A错误；可求得E甲＝2.86eV，E乙＝2.56eV，E丙＝1.89eV，可知丙谱线是电子由n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的谱线，甲谱线是电子由n＝5能级跃迁到n＝2能级释放的谱线，B错误，C正确；谱线的频率与电子圆周运动的频率无关，D错误．(2)核反应方程为：eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H核反应过程中质量亏损Δm＝m1＋m2－m3氘核的结合能ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2比结合能为eq\f(ΔE,2)＝eq\f(1,2)(m1＋m2－m3)c2(3)释放的中微子的能量ε＝hν，对应的动量p＝eq\f(h,λ).又ν＝eq\f(c,λ)，核反应过程动量守恒p′＝p.故新核钛动量大小p′＝eq\f(ε,c).【答案】(1)C(2)eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)Heq\f(1,2)(m1＋m2－m3)c2(3)eq\f(ε,c)2．(1)2015年，我国科学家实现了量子瞬间传输技术的重大突破，迈出了实现远距离、大信息量量子信息传输的关键一步．下列学说属于量子理论范畴的是________．【导学号：25702118】A．普朗克电磁辐射理论B．卢瑟福原子核式结构理论C．麦克斯韦光的电磁说D．爱因斯坦光电效应理论(2)一价氦离子核外只有一个电子，称为类氢离子．类氢离子的能级和光谱与氢原子的能级和光谱相似，能级表达式为En＝eq\f(E1,n2)(n＝1,2,3，…)(E1为基态能级值，但数值未知)．现测得一价氦离子从n＝2能级跃迁至n＝1能级时辐射光子的频率为ν0，则基态一价氦离子核外电子的电离能为________；用频率为ν0的光照射某种金属时会发生光电效应，且光电子最大初动能为Ek，则该金属发生光电效应的极限频率为________．(已知普朗克常数为h)(3)静止的镭核(eq\o\al(226,86)Ra)发生α衰变变成钋(Po)，测得α粒子动能为E0.①写出镭核α衰变方程；②若反应过程中释放的核能全部转化为动能，求发生α衰变时释放的核能．【解析】(1)二十世纪初，普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，所以A选项正确；卢瑟福原子核式结构理论中，电子绕原子核做变速运动，因没有引入量子理论，不能解释电子运动的过程中可能向外辐射能量的问题，因而遇到瓶颈，故B错误；1860年麦克斯韦发表了经典电磁学理论，没有引入量子理论，故C错误；爱因斯坦的光电效应理论在对光电效应的解释中，引入量子理论，认为光是一份一份的能量，电子一次只能吸收一个光子，从而合理解释了光电效应现象，所以选项D正确．(2)基态一价氦离子核外电子的电离能等于一价氦离子第1能级的能量的大小，即其电离能为－E1；由光电效应方程可得：hν0－W＝EkW＝hν，其中ν为该金属的极限频率，则ν＝ν0－eq\f(Ek,h).(3)①镭核α衰变的核反应方程为：eq\o\al(226,86)Ra→eq\o\al(222,84)Po＋eq\o\al(4,2)He.②核反应过程中动量守恒，可得：mαvα＝mpovpo，可得Po核的动能Ekpo＝eq\f(1,2)mpov2po＝eq\f(mα,mpo)·eq\f(1,2)mαveq\o\al(2,α)＝eq\f(4,222)E0.所以核反应中释放的核能为Ekα＋Ekpo＝E0＋eq\f(4,222)E0＝eq\f(113,111)E0.【答案】(1)AD(2)－E1ν0－eq\f(Ek,h)(3)①eq\o\al(226,86)Ra→eq\o\al(222,84)Po＋eq\o\al(4,2)He②eq\f(113,111)E03．(1)下列说法中正确的是________．A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核的结构模型C．铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到108K，反应过程中要吸收能量图2(2)如图2所示，在橄榄球比赛中，质量为100kg的橄榄球前锋以vA＝5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75kg的球员，一个速度vB＝2m/s，另一个速度vC＝4m/s，他们腾空扭在了一起．他们碰撞后瞬间的速度大小约为________m/s，在此过程中三名球员的总机械能________(选填“增大”“不变”或“减小”)．图3(3)一光电管的阴极K用截止频率为ν的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U.用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流．已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c.求：①金属铯的逸出功W；②光电子到达阳极的最大动能Ek.【解析】(1)火箭通过喷气，利用反冲飞行，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B错误；原子核的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，铀235与铀238原子核内部的中子数不同，因而半衰期不同，C正确；热核反应的温度须达到108K，但是反应过程中放出能量，故D错误．(2)以前锋A的速度vA的方向为正方向，碰后的共同速度为v，由动量守恒定律可得，mAvA－mBvB－mCvC＝(mA＋mB＋mC)v代入数据可得v＝0.2m/s.碰撞前三名队员的总动能Ek1＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)＋eq\f(1,2)mCveq\o\al(2,C)＝2000J.碰撞后三名队员的总动能Ek2＝eq\f(1,2)(mA＋mB＋mC)v2＝5J可见此过程中三名队员的总机械能减小．(3)①金属铯的逸出功W＝hν②根据光电效应方程得Ek0＝heq\f(c,λ)－W由动能定理得eU＝Ek－Ek0解得Ek＝eU＋heq\f(c,λ)－hν【答案】(1)C(2)0.2减小(3)①hν②eU＋eq\f(hc,λ)－hν4．(1)下列说法正确的是__________．A．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短B．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型C．结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D．任何金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率大于这个频率，才能产生光电效应图4(2)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图4所示．则该金属的逸出功为________；若用频率为的3ν0入射光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为________．图5(3)A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，并发生碰撞，发生碰撞前后的v­t图线如图5所示，求：①A、B两物体的质量之比？②通过计算判断该碰撞是否为弹性碰撞(指没有机械能损失)．【解析】(1)元素的半衰期与环境及化合态无关，故A错误；卢瑟福的散射实验推翻了枣糕模型建立了核式结构模型，B正确；比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定，与原子核的结合能无关，故C错误；由光电效应的发生条件可知，只要入射光的频率大于金属的极限频率就可以发生光电效应，D正确．(2)当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0；从图象上可知，逸出功W0＝hν0，根据光电效应方程Ekm＝h·3ν0－W0＝2hν0.(3)①根据动量守恒定律，mA×6＋mB×1＝mA