高考物理大一轮复习配套检测：第十四章 选修3-5 选修3-5模块总结提升 Word版含答案

选修3-5模块总结提升

1. (2017·南京学情调研) (1) 下列说法中正确的是

( )

A. 结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢,原子核越稳定 B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 C. 康普顿效应表明光子除了具有能量外还具有动量

D. 在光电效应实验中,某金属的截止频率对应的波长为λ0,若用波长为λ(λ>λ0)的单色光做该实验,会产生光电效应

(2) 如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为12.75eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有 种,其中最长波长的光子的频率为 Hz.(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,计算结果保留两位有效数字)

(3) 1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核N,发生核反应后产生了氧核O和一个新粒子,若核反应前氮核静止,α粒子的速度为6.0×106m/s,核反应后氧核的速度大小是2.0×106 m/s,方向与反应前的α粒子速度方向相同. ① 写出此核反应的方程式. ② 求反应后新粒子的速度大小.

2. (2016·十三大市模考重组改编) (1) 下列说法中正确的是

( )

1

A. 电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性

B. 为了解释黑体辐射规律,普朗克提出了能量量子化的观点

C. 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将放出光子 D. 光电效应现象中存在极限频率,导致含有光电管的电路存在饱和电流

(2) “正电子湮没”是指正电子与电子相遇后一起消失而放出光子的过程.若一个电子和一个正电子相撞发生湮灭转化成一对光子,正、负电子的质量均为m,相碰前动能均为Ek,光速为c,普朗克常量为h,则对撞过程中系统动量 (填“守恒”或“不守恒”),光子的频率为 .

(3) 在Hne反应过程中,

① 若质子是静止的,测得正电子动量为p1,中子动量为p2,p1、p2方向相同,求反中微子的动量p.

② 若质子质量为m1,中子质量为m2,电子质量为m3,m2>m1.要实现上述反应,反中微子能量至少是多少?(真空中光速为c)

3. (2016·江苏卷)

(1) 贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是 ( )

A. CNe

B. UnIY+n

2

C. HHHen D. HeAlPn

(2) 已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为ν的光子的动量为 .用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为 . (3) 几种金属的逸出功W0,见下表:

金属 W0/(×10-19 J)

钨 7.26

钙 5.12

钠 3.66

钾 3.60

铷 3.41

用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应.已知该可见光的波长范围为4.0×10-7~7.6×10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.

4. (2015·江苏卷)

(1) 波粒二象性是微观世界的基本特征,下列说法中正确的有 ( ) A. 光电效应现象揭示了光的粒子性

B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等

(2) 核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电U是核电站常用的核燃料U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分,并产生 个中子. 要使链式反应发生,裂变物质的体积要 (填“大于”或“小于”)它的临界体积.

(3) 取质子的质量mp=1.672 6×10-27 kg,中子的质量mn=1.674 9×10-27 kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27 kg,光速c=3.0×108 m/s. 请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)

3

1. (1) BC (2) 6 1.6×1014 (3) ① NHeOH

② 设α粒子的质量为m1,速度为v1,氧核的质量为m2,速度为v2, 新粒子的质量为m3,速度为v3,

根据动量守恒定律得m1v1=m2v2+m3v3, 代入数据得v=1.0×107 m/s. 2. (1) AB (2) 守恒 (3) 见解析

【解析】 (1) 电子的衍射是物质波的体现,说明实物粒子具有波动性,A项正确;普朗克通过能量量子化思想解释了黑体辐射,B项正确;半径越大,能级越高,从低能级向高能级跃迁需要吸收光子,C项错误;一种色光光强一定,光子数就一定,导致含有光电管的电路存在饱和电流,D项错误.(2) 对撞过程中可认为系统不受外力,满足动量守恒条件;根据质能方程和能量守恒定律有2hν=2mc2+2Ek, 得出ν=.

(3) ① 由动量守恒定律p=p1+p2.

② 由能量守恒,反中微子能量最小时 E+m1c2=(m2+m3)c2,

最小能量E=(m2+m3-m1)c2. 3. (1) A (2) 2 (3) 见解析

【解析】 (1) 衰变是原子核自发的反应,不需要其他粒子来撞击,A项是衰变方程,B、C、D选项是核反应方程.

(2) 根据光子的动量公式λ=得出p===.动量是矢量,光子反射时动量的变化大小为Δp=2p=2. (3) 光子的能量E=,

取λ=4.0×10-7 m,则E≈5.0×10-19 J.

根据E>W0判断,钠、钾、铷能发生光电效应. 4. (1) AB (2) 3 大于 (3) 见解析

【解析】 (1) 光电效应说明光具有粒子性,A项正确;热中子束射到晶体上产生衍射图样说明物质波的存在,B项正确;黑体辐射的实验规律用经典理论无法解释,只能用普朗克的能量子假说来解释,C项错误;根据λ==得出动能相同的质子和电子,质子的质量大,德布罗意波长短,D项错误.

(2) 裂变方程为UnBaKr+n,根据质量数和电荷数守恒得出x=3;要使链式反应能发生,铀块的体积要大于临界体积,铀块质量要大于临界质量. (3) 组成α粒子的核子与α粒子的质量差 Δm=(2mp+2mn)-mα, 结合能ΔE=Δmc2,

4

选修3-5模块总结提升

代入数据得ΔE=4.3×10-12 J. 5