【物理】2020届一轮复习人教版选修内容3-5综合学案

【物理】2020届一轮复习人教版选修内容3-5综合学案

选修内容3-5综合 ‎1.(1)有以下说法：‎ A．当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子 B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性 D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动 其中正确的是 ．‎ 答： A（4分）‎ ‎2（供选修3-5考生作答）‎ ‎（1）以下是有关近代物理内容的若干叙述：‎ A．紫外线照射到金属锌板表面时能够光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B．康普顿效应揭示了光的粒子性 C．核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量 D．太阳内部发生的核反应是热核反应 E．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期 F．用粒子轰击铍核（），可以得到碳核（）和质子 G．氢原子的核外电子由较高能级迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小 H．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大 ‎ 其中正确的有　　　　　　　　.‎ 答：BCDGH ‎3．选修3－5：‎ ‎(1)判断以下说法正误，请在相应的括号内打“×”或“√”‎ A．我们周围的一切物体都在辐射电磁波 ( )‎ B．康普顿效应表明光子除了能量之外还具有动量( )‎ C．x射线是处于激发态的原子核辐射的 ( )‎ D．原子的核式结构是卢瑟福根据α粒子散射现象提出的( )‎ E．核子结合成原子核时要吸收能量 ( )‎ F．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变 ( )‎ 答：√、√、×、√、×、×‎ ‎4近几年，我国北京、上海等地利用引进的“刀”成功地为几千名脑肿瘤患者做了手术，“刀”由计算机控制，利用的是射线的特性。手术时患者不必麻醉，手术时间短、创伤小，患者恢复快，因而“刀”被誉为“神刀”。关于射线的说法不正确的是 ( A B D )‎ ‎ A． 它是由原子内层电子受激发而产生的 ‎ B． 它具有很高的能量，它不属于电磁波 ‎ C． 它具有很强的贯穿本领，但它的电离作用却很弱 ‎ D． 它很容易发生衍射 ‎5．下列说法正确的是 ( B ) ‎ A．当氢原子从n=2的状态跃迁到n=6的状态时，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的原子核具有相同的核子数 D．一个中子与一个质子结合成氘核时吸收能量 ‎6．（2）（6分）（供选修3-5考生作答）一个运动的α粒子撞击一个静止的14N核，它们暂时形成一个复合核，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量1.19MeV．那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的动能至少要多大？‎ 解：（共6分）‎ α粒子撞击14N核形成复合核，应遵循动量守恒，即 （2分）‎ 由能量守恒可知，系统损失的动能变成复合核发生转化所需的能量，即 ‎ （2分）‎ 联立两式解得入射α粒子的动能 （2分）‎ ‎7（1）以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小 C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射时间太短 D．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，电子的动能减小，原子总能量增大 E．发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 F．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高 G．每种原子都有自己的特征光谱，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成 答：BDFG（4分）‎ ‎8．（8分）一静止的质量为M的铀核（）发生α衰变转变成钍核（Th），放出的α粒子速度为v0、质量为m．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．‎ ‎（1）写出衰变方程；‎ ‎（2）求出衰变过程中释放的核能。‎ 解：（1）　　　　 （3分）‎ ‎　（2）设钍核的反冲速度大小为v，由动量守恒定律，得：‎ ‎　　　0＝mv0－(M－m)v （1分）‎ ‎ （1分）‎ ‎ 　　（1分）‎ ‎　　　　　　　　　　（2分）‎ ‎9 (12分)(选修3-5试题)‎ ‎ (1)科学研究表明：太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果．太阳内部的聚变绝大多数是质子一质子循环反应链，反应方程为： ‎ 其中为正电子，νe为中微子．在上述太阳内部的质子一质子循环反应中，粒子X是________，核反应中产生的正电子()是原子核内______转变为______时释放的．‎ ‎(2)铝的逸出功W0=6.72×10-19J，现将波长λ=200nm的光照射铝的表面．求：‎ ‎ ①光电子的最大初动能(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)．‎ ‎ ②若射出的具有最大初动能的光电子与一静止的电子发生正碰，则碰撞中两电子电势能增加的最大值是多少?‎ 解： (1) 质子转化为中子 ‎(2) ① Ek=hν-W0 ‎ ‎∴Ek=3.225×10-19J ‎②增加的电势能来自系统损失的动能，发生完全非弹性碰撞时电势能最大 由动量守恒 mv0=2mv 损失的动能： ‎ ‎10．【物理3—5】(8分)某实验室工作人员，用初速度v0=0.09c(c为真空中的光速)的粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，垂直磁场方向射入磁场，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1:20，已知质子质量为m．‎ ‎ ①写出核反应方程 ‎ ②求出质子的速度v ‎ ③若用上述两个质子发生对心弹性碰撞，则每个质子的动量变化量是多少?(保留两位有效数字)‎ 解：(8分)解①： (2分)‎ ‎ ②α粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，对心正碰，由动量守恒定律得：‎ ‎ (2分)‎ 解出v=0.19c (1分)‎ ‎③质量相等且弹性碰撞，交换速度。对某一质子，选其末动量方向为正方向，则 P2=mv, Pl= －mv, (2分)‎ 故解出△P=0.38mc，方向与末动量方向一致． (1分)‎ ‎11.（2）（6分）某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并大量放出射线，从而危害人体健康。原来静止的质量为M的氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（Po）。已知衰变后的α粒子的质量为m、电荷量为q、速度为v，并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）‎ ‎①写出衰变方程；‎ ‎②求出衰变过程中的质量亏损。‎ 解：①　　　　　　 (2分)‎ ‎②设新核钋的速度为 由动量守恒定律 ‎ 解得 (1分)‎ 衰变过程中释放的核能为 (1分)‎ 由爱因斯坦质能方程，得：‎ ‎ (1分)‎ 解得： (1分)‎ ‎12．静止在匀强磁场中的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，下列说法正确的是 （ A ）‎ A．两个圆轨道为外切圆 B．原放射性元素的原子的核电荷数为88‎ C．反冲核的质量数为176 D．粒子与反冲核的速度之比为44：1‎ ‎13．（12分）太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P0=3.8×1026W ‎（1）估算一下太阳每秒钟减少多少吨质量 ‎（2）若日、地间的距离为L=1.5×1011m，地球半径R=6.4×106m，每天地球可获得太阳辐射的能量为多少焦耳。‎ ‎（3）假设原始太阳全部由质子和电子组成，而太阳中的核反应都是4且只有10%的质子可供“燃烧”试估算太阳的寿命。（太阳质量M=2.0×1030kg，质子质量m0=1.67×10-27kg）‎ 解：（1）太阳每秒钟减少的能量 ‎ ‎ ‎（2）每天地球获得的能量 ‎（3）太阳含质子的个数 ‎10%质子燃烧所释放的能量E=‎ 太阳寿命：年 ‎14 B题．(15分)本题为题，．在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律．现有一个原来速度几乎为零的某放射性原子核x置于“云室”中的O点，它发生衰变时所放出的粒子Y与反冲核z的速度方向均与电场方向垂直，经过相等的时间所形成的径迹如图所示(s、l均表示长度)．‎ ‎(1)试判断x衰变时所放出的粒子带什么性质的电荷．‎ ‎(2)试求衰变时所放出的粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值.‎ ‎(3)若该放射性原子核为C14，且已知l：s=2：5，试写出核反应方程 l ‎4l v1‎ v2‎ ‎2s s Z Y O 解：（1）由偏转方向可知：衰变时所放出的粒子均带正电荷。‎ ‎（2）由类平抛运动规律， ‎ 由动量守恒定律 ‎ 解得 ‎ 衰变时所放出的粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值为1：2‎ ‎（3） 解得 写出核反应方程为