1、第第 135a 节节 选修模块选修模块 35（上）（上） 1.2018年江苏卷年江苏卷12C选修3-5（12分） （1）已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和 B质量之比为 B 。 A1:4 B1:2 C2:1 D4:1 解析：根据半衰期公式 n mm) 2 1 ( 0 ，式中 t n 为经过的半衰期数目，则 A 剩有的质量为 T T A mm 2 0 ) 2 1 ( , B剩有的质量为 T T B mm 2 2 0 ) 2 1 ( , 故 mA:mB=1:2，选项 B 正确。 （2）光电效应实验中，用波长为0的单色光A照射某金属板时，刚好有光
2、电子从金属表面逸出。 当波长为 2 0 的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为 0 hc ，A、B两种光子的动量之比为 1:2 。 （已知普朗克常量为h、光速为c） 解析：根据光电效应方程 0 WhEkm，又 c ，所以有 0 0 0W hc ， 0 0 2 W hc Ekm 解得 0 hc Ekm；又光子动量 h p ，所以 A、B 两种光子的动量之比为 1:2. （3）如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下。经过时间 t，小球的速度大小为v，方向变为向上。忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动 过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小。 解析：取向上为正
3、方向，动量定理 mv（mv）=I 且IFmgt （） 解得2 F IFtmvmgt 2.2017 年江苏卷年江苏卷 12.C选修 35（12 分） （1）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲 线，下列判断中正的有 （A） 4 2He核的结合能约为 14 MeV （B） 4 2He核比 6 3Li核更稳定 （C）两个 2 1H核结合成 4 2He核时释放能量 （D） 235 92U核中核子的平均结合能比 89 36Kr核中的 大 （2）质子（H 1 1 ）和粒子（He 4 2 ）被加速到相同动能时，质子的动量 （选填“大于”、 “小于”或“等于”）粒子的动量，质子和粒子的德布罗意波波长之比为
4、（3）甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是 1 m/s，甲、乙相 v m O 遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为 1 m/s 和 2 m/s求甲、乙两运 动员的质量之比 解答： （1）BC （2）小于 2:1 （3）由动量守恒 11222211 -vmvmvmvm 解得 11 22 2 1 vv vv m m 代入数据得 12 1 2 3 m m 3.2016 年新课标年新课标 I 卷卷 35.物理物理选修选修 3-5（15分） （1）（5分）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下 列说法正确的是_。（填
5、正确答案标号。选对 1个得 2分，选对 2 个得 4分，选对 3个得 5 分。每选错 1个扣 3分，最低得分为 0分） A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B入射光的频率变高，饱和光电流变大 C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 答案：ACE 解析：由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流，因此 D 错误；在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光 电流越大，因此 A 正确，B错
6、误，根据WhEkm可知，对于同一光电管，逸出功 W不变，当频率 变高，最大初动能 km E变大，因此 C正确，由 Ckm eUE和WhEkm，得 C eUWh，遏制电 压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此 E正确。 （2）（10 分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为 M的卡通玩具稳定地悬停在空 中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为 S的喷口持续以速度 v0竖直向上喷出；玩具底部为平板 （面积略大于 S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散 开。忽略空气阻力。已知水的密度为 ，重力加速度大小为 g，求： (i)喷泉单位时间内喷出的水的质量
7、； (ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。 解析：(i)在一段很短的 t时间内，可以为喷泉喷出的水柱保持速度 v0不变。 该时间内，喷出水柱高度： 0 lvt 喷出水柱质量： mV 其中 v 为水柱体积，满足： Vl S 由可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为 0 m vS t (ii)设玩具底面相对于喷口的高度为 h 由玩具受力平衡得： =FMg 冲 其中；F冲为玩具底部水体对其的作用力 由牛顿第三定律： =FF 压冲 其中，F压为玩具时其底部下面水体的作用力 v 为水体到达玩具底部时的速度 由运动学公式：ghvv2- 2 0 2 在很短 t 时间内，冲击玩具水柱的质量为 m 0
8、 mvst 由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱有 动量定理 Fmgtm v 压 由于 t很小，mg 也很小，可以忽略 式变为 Ftm v 压 由可得 22 0 2 22 0 22Sv gM g v h 4.2016 年新课标年新课标卷卷 35物理选修 3-5（15 分） （1） （5分）在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是_，属于 衰变的是_， 属于裂变的是_，属于聚变的是_。 （填正确答案标号） A B C D E F 【答案】C AB E F 【解析】衰变的反应物只有一个，生成物有He 4 2 或e 0 1 - ；重核裂变一般是中子轰击重核，生成较轻 的核；氢核聚变是轻核合成为较重的
9、核。 （2） （10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩 和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面 3 m/s 的速度向斜面体推出，冰块平滑 地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为 h=0.3 m（h 小于斜面体的高度） 。已知小孩与滑板的总质 量为 m1=30 kg，冰块的质量为 m2=10 kg，小孩与滑板 始终无相对运动。取重力加速度的大小 g=10 m/s2。 （i）求斜面体的质量； F冲 Mg （ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？ 【答案】 （i）20 kg （ii）不能 【解析】 （i）规定向右为速度正方向
10、。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此 共同速度为 v，斜面体的质量为 m3。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得 vmmvm）（ 32202 22 2 20232 11 () 22 m vmm vm gh 式中 v20= 3 m/s 为冰块推出时的速度。 联立式并代入题给数据得 m3=20 kg (ii)设小孩推出冰块后的速度为 v1，由动量守恒定律有 20211 vmvm 代入数据得 v1=1 m/s 设冰块与斜面体分离后的速度分别为 v2和 v3，由动量守恒和机械能守恒定律有 3322202 vmvmvm 2 33 2 22 2 202 2 1 2 1 2 1 vmvmv
11、m 联立式并代入数据得 v2=1m/s 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小 孩。 5.2016 年新课标年新课标卷卷 35【物理选修 3-5】 （15分） （1）一静止的铝原子核 27 13Al俘获一速度为 7 1.0 10m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原子核 28 14Si，下列说法正确的是_（填正确的答案标号，选对一个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，没错选 1个扣 3 分，最低得分为零分） A核反应方程为 2728 1314 pAlSi B核反应方程过程中系统动量守恒 C核反应过程中系统能量不守恒 D核
12、反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E硅原子核速度的数量级为 5 10m/s，方向与质子初速度方向一致 【答案】ABE 【解析】根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程 2728 1314 pAlSi，A 正确；过程中释放的核力 远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要 释放大量的能量，即伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D 错误；由动量守 恒可知，28mvmv，解得 7 1.0 10/ 28 vm s，故数量级约为 105 m/s故 E 正确； （2） （10分）如图所示，水平地面上有两个静止的小物块 a
13、和 b，其连线与墙垂直，a 和 b 相距 l l a b l；b 与墙之间也相距 l：a的质量为 m，b的质量为 3 4 m，两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使 a 以初速度 0 v向右滑动，此后 a 与 b 发生弹性碰撞，但 b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为 g，求物 块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。 【答案】 22 00 32 2113 vv glgl 【解析】 ：设物块与地面间的动摩擦因数为 。若要物块 a、b 能够发生碰撞，应有 2 0 1 2 mvmgl 即 2 0 2 v gl 设在 a、b 发生弹性碰撞前的瞬间，a 的速度大小为 v1。由能量守恒有 22 01 11
14、22 mvmvmgl 设在 a、b 碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为 v1、v2，由动量守恒和能量守恒有 mv1=mv1+ 3 4 m v2 222 112 111 3 () 2224 m mvmvv 联立式解得 v2= 8 7 v1 由题意，b 没有与墙发生碰撞，由功能关系可知 2 2 1 33 () 244 mm vgl 联立式，可得 2 0 32 113 v gl 联立式，a 与 b 发生碰撞、但 b没有与墙发生碰撞的条件 22 00 32 1132 vv glgl 6.2016 年江苏卷年江苏卷 12.C选修选修 35 （12 分）分） (1)贝克勒尔在 120 年前首先发现了天然
15、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）eNC 0 1 14 7 14 6 （B）n2YInU 1 0 95 39 139 53 1 0 235 92 （C）nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 （D）nPAlHe 1 0 30 15 27 13 4 2 (2)已知光速为 c，普朗克常数为 h，则频率为 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 钨 钙 钠 钾 铷 W0/(10-19J) 7 .26 5 .12 3 .66 3
16、.60 3 .41 由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 的范围为 4.0 10-77.6 10-6 m，普朗克常数 h=6.63 10-34 J s。 【答案】 (1)A (2) c hv c hv 2 (3)钠、钾、铷能发生光电效应 【解析】 (1)原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫作原子核的衰变，只有选项 A 符 合。选项 B是核裂变反应选项 D 是人工核转变反应，选项 C是核聚变反应。 (2)因为光速 c=，则 v c ，所以光子的动量 c hvh p ，由于动量是矢量，因此若以射向平 面 镜 时 光 子 的 动 量 方 向 为
17、正 方 向 ， 即 c hv p 1 ， 反 射 后 c hv p- 2 ， 动 量 的 变 化 量 c hv ppp2- 12 ，则光子在反射前后动量改变量的大小为 c hv 2。 (3)光子的能量 hc E ，当 =4.0 10-7 m时，E=5.0 10-19 J。 根据 EW0判断，钠、钾、铷能发生光电效应。 7.2016 年海南卷年海南卷 17.选修 3-5（12 分） （1） （4分）下列说法正确的是_。 A爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模
18、型 E德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 【答案】ACD 【解析】爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故选项 A 正确；康普顿效应表明光不 仅具有能量，还有动量，故选项 B 错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故 C 正确；卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故 D 正确；德布罗意波长为 h p ： ，其 中 p为微粒的动量，故动量越大，则对应的波长越短，故选项 E 错误。 （2） （8分）如图，物块 A 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中 未画出）射出的物块 B 沿水平方向与 A 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动
19、， 碰撞前 B 的速度的大小 v及碰撞后 A和 B 一起上升的高度 h均可由传感器（图 中未画出）测得。某同学以 h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟 合，求得该直线的斜率为 k=1.92 10-3s2/m。已知物块 A 和 B的质量分别为 mA=0.400kg和 mB=0.100kg，重力加速度大小 g=9.8m/s2。 （i）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求 h-v2直线斜率的理论值 k0。 （ii）求 k 值的相对误差 0 0 kk k （ =） 100%，结果保留 1 位有效数字。 【答案】 （i） -32 0 2.04 10 s /mk （ii） =6% 【解析】 （i）设
20、物块 A和 B 碰撞后共同运动的速度为 v,由动量守恒定律有 BAB ()m vmm v 在碰撞后 A和 B 共同上升的过程中，由机械能守恒定律有 2 ABAB 1 ()=() 2 mm vmmgh 联立式得 2 2 B 2 AB 2 () m hv g mm 由题意得 2 B 0 2 AB 2 () m k g mm 代入题给数据得 -32 0 2.04 10 s /mk （ii）按照定义 0 0 =100% kk k 由式和题给条件得 =6% 8.2015 年理综新课标年理综新课标 I 卷卷 35.【物理物理选修选修 3-5】 （15分） v B A （1） （5分）在某次光电效应实验中，
21、得到的遏止电压 UC与入射 光的频率 的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为 k 和 b，电 子电荷量的绝对值为 e，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的 逸出功可表示为 。 答案：ek -eb 解析：光电效应中，入射光子能量hh，克服逸出功 W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏 制电压 0 Wheu；整理得 e W e h u 0 ，斜率即 h k e ，所以普朗克常量hek，截距为b，即 0 Web，所以逸出功ebW 0 （2） （10分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体 A、B、C 位于同一直线上，A 位于 B、C之 间。A 的质量为 m，B、C的质量都为 M，三者均处于静止状态，
22、 现使 A以某一速度向右运动，求 m 和 M 之间满足什么条件才能使 A 只与 B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。 答案：MmM）（2-5 解析：设 A运动的初速度为 v0， A 向右运动与 C 发生碰撞，根据弹性碰撞可得 110CA Mvmvmv 2 1 2 1 2 0 2 1 2 1 2 1 CA Mvmvmv 联立式可得 01 v Mm Mm vA 01 2 v Mm m vC 要使得 A 与 B发生碰撞，需要满足 vA10，即 mM A 反向向左运动与 B 发生碰撞过程，弹性碰撞同样有 0 2 12 v) Mm Mm (v Mm Mm v AA 根据题意，要求 A 只与
23、B、C 各发生一次碰撞，应有 vA2 vC1， 联立式得04 22 MmMm 解得 Mm）（2-5 所以 m和 M之间应满足的条件为MmM）（2-5 9.2015 年理综新课标年理综新课标卷卷 35 【物理物理选修选修 3-5】 （15 分） （5 分）实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是_。 （填正确答 案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2个得 4分，选对 3 个的 5 分。每选错 1 个扣 3分，最低得分为 0 B A C Uc v 分。 ） A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D
24、人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 答案：ACD 解析：电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，选项 A正确； 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明 射线是一种粒子，故 B 错误；人们利用慢中子衍射 来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，选项 C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观 结构，利用了电子的干涉现象，说明电子是一种波，选项 D 正确；光电效应实验中，光电子的最大初 动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，选项 E错误.故选 ACD. （10 分）两
25、滑块 a、b 沿水平面上同一条直线运动，并发生发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运 动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。 两者的位置 x随时间 t变化的图像如图所示。求： ()滑块 a、b 的质量之比； ()整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的 功与因碰撞而损失的机械能之比。 解析：()设 a、b 的质量分别为 m1、m2，a、b 的碰前的速度分别为 v1、v2。 由题给图像得 v1=-2m/s ， v2=1m/s a、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为 v，由题给图像可得m/s 3 2 v， 由动量守恒定律得 v )mm(vmvm 212211 解得 8 1 2 1 m m (
26、)由能量守恒得两滑块因碰撞而损失的机械能为 2 21 2 22 2 11 2 1 - 2 1 2 1 v )mm(vmvmE 由图像可知，两滑块最后停止运动，由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为 2 21 2 1 v )mm(W 代入数据解得 2 1 E W 10.2015 年理综福建卷年理综福建卷 30.【物理一选修物理一选修 3-5】(本题共有两小题，每小题 6分，共 12分。每小题只 有一个选项符合题意) 0 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 t/s x/m (1)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 。(填选项前的字母) A 射线是高速运动的电子流 B氢原子辐射光
27、子后，其绕核运动的电子动能增大 C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D 210 83Bi的半衰期是 5 天，100克 210 83Bi经过 10 天后还剩下 50克 答案： B (2)如图，两滑块 A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块 A 的质量为 m，速度大小为 2v0，方向向右，滑块 B的质量为 2m，速度大小为 v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态 是_。(填选项前的字母) A A和 B 都向左运动 B A和 B 都向右运动 C A静止，B 向右运动 D A 向左运动，B向右运动 答案： D 解析：碰撞前，A和 B 的总动量为 0，两滑块发生弹性碰撞时动量守
28、恒，所以碰后总动量也一定为 0，对照四个选项，只有选项 D 正确。 又解：A和 B发生弹性碰撞时动量守恒，动能也守恒，得到 2211202101 vmvmvmvm 2 22 2 11 2 202 2 101 2 1 2 1 2 1 2 1 vmvmvmvm 解以上两式可得： 21 2021021 1 2 mm vmv )mm( v ， 21 1012012 2 2 mm vmv )mm( v 代入题给数据（规定向右为正方向）得 v1= -2v0，v2= v0，所以选项 D正确。 11.2015 年江苏卷年江苏卷 12. C. 选修选修 3-5(12 分分) (1)波粒二象性是微观世界的基本特征
29、，以下说法正确的有_ . (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 答案： AB 解析：光电效应说明光的粒子性，所以 A正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒 子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以 B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子 化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性解释，即 C 错误；根据的德 布罗意波长公式 p h ， k mEp2 2 ，得 k mE h 2 ，又质子的质量大于电子的质
30、量，所以动能相等 的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以 D 错误。 v0 2v0 左 右 (2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 235 92U 是核电站常用的核燃料. 235 92U 受一 个中子轰击后裂变成144 56Ba和 89 36Kr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 _ (选填 大于或小于)它的临界体积。 答案： 3 大于 解：由质量数和电荷数守可知：nKrBanU 1 0 89 36 144 56 1 0 235 92 3，可见产生了 3 个中子，链式反应 的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。 (3)取质子的质量 m
31、p = 1. 6726 10 -27 kg，中子的质量 mn = 1. 6749 10 -27 kg， 粒子的质量 m = 6. 6467 10 -27kg，光速 c = 3. 0 108m / s. 请计算 粒子的结合能. (计算结果保留两位有效数字) 解：质量亏损 m = (2mp+2mn) -m 根据爱因斯坦质能方程结合能 E = mc2 代入数据可求得：E = (2mp+2mn -m)c2= 4.3 10-12J 12.2015 年理综山东卷年理综山东卷 39 【物理物理-物理物理 3-5】 （1）14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为 5700年。已知植物存活期间，其体内14C与1
32、2C的 比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是 现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_。 （双选，填正确答案标号） a.该古木的年代距今约为 5700年 b. 12C 、13C、 14C 具有相同的中子数 c. 14C 衰变为14N的过程中放出 射线 d. 增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变 【答案】ac 【解析】 ：因古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一 个半衰期，即该古木的年代距今约为 5700年，选项 a 正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于 质量数不同，故中子
33、数不同，选项 b 错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子， 即发出 射线，选项 c 正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项 d错误；故选 a c （2）如图，三个质量相同的滑块 A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块 A 向 右的初速度 v0，一段时间后 A 与 B发生碰撞，碰后 AB 分别以 0 1 8 v、 0 3 4 v的速度向右运动，B 再与 C发生 碰撞，碰后 B、C 粘在一起向右运动。滑块 A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间 极短。求 B、C碰后瞬间共同速度的大小。 答案： 0 21 16 v A B C v0 解析：设
34、A与B碰撞前A的速度为vA，根据动量守恒定律，AB碰撞过程满足 4 3 8 00 v m v mmvA 解得 8 7 0 v vA 从A开始运动到与B相碰的过程，根据动能定理： 22 0 2 1 2 1 Af mvmvW 解得 2 0 128 15 mvWf 设B与C碰前B的速度为 B v ，则对物体B从与A碰撞完毕到与C相碰，损失的动能也为Wf， 根据动能定理： 22 2 1 2 1 BBf vmmvW 0 8 21 vvB BC碰撞时满足动量守恒，则 共 mvmvB2 解得 0 16 21 vv 共 13.2015 年海南卷年海南卷 17模块模块 3-5 试题（试题（12 分）分） （1）
35、 （4分）氢原子基态的能量为 E1=-13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发 出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96 1 E，频率最小的光子的能量为 eV（保留 2位有效 数字） ，这些光子可具有 种不同的频率。 答案：10eV， 10 解析：频率最小的光子是从2n跃迁到基态，即频率最小的光子的能量为 10eV10.2eV13.6)eV(3.4eV min E 频率最大的光子能量为0.96 1 E，即13.6eV)(96013.6eV)(.En，解得 En=-0.54eV 即5n ，从5n 能级开始，共有54，53，52，51，41，42， 43，31，32，21，共
36、 10 种不同频率的光子。 （2） （8分）运动的原子核X A Z 放出粒子后变成静止的原子核 Y。已知 X、Y 和粒子的质量分 别是 M、m1和 m2，真空中的光速为 c，粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以 及粒子的动能。 答案： 2 12k EMmmc， 2 12 2 M Mmmc Mm 解析：反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量， 故根据爱因斯坦质能方程可得 222 212 11 22 X m vMvMmmc 反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有 2X Mvm v， 联立可得 22 212 2 1 2 M m vMmmc Mm
37、。 14. 2014 年理综新课标卷年理综新课标卷35 【物理选修 3-5】 （15分） （1） （6分）关于天然放射性，下列说法正确的是 ， （填写正确答案标号。选对 1个得 3分， 选对 2 个得 4 分，选对 3个得 6 分。每选错 1个扣 3 分，最低得分为 0 分） A所有元素都可能发生衰变 B放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D、 和 三种射线中，射线的穿透能力最强 E一个原子核在一次衰变中可同时放出 、和 三种射线 【答案】BCD 【解析】 本题考查了原子核的衰变原子序数大于 83 的元素才可以发生衰变，原子序数小于 8
38、3 的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理 、 化学状态无关，B、C 正确；三种射线、 、穿透能力依次增强，D正确；原子核发生或 衰变 时常常伴随着光子的产生，但同一原子核不会同时发生衰变和 衰变，E错误 （2） （9分）如图，质量分别为 A m、 B m的两个小球 A、B静止在地面上方，B 球距地面的高度 h=0.8m，A 球在 B 球的正上方。 先将 B 球释放，经过一段时间后再将 A球释 放。 当 A 球下落 t=0.3s 时，刚好与 B球在地面上方的 P 点处相碰，碰撞时间 极短，碰后瞬间 A 球的速度恰为零。已知 AB mm3，重力加速
39、度大小为 2 m/s10g，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。 （i）B 球第一次到达地面时的速度； （ii）P点距离地面的高度。 【答案】v14 m/s h0.75 m (2)【解析】()设 B 球第一次到达地面时的速度大小为 vB， 由运动学公式有 vB 2gh 将 h0.8 m代入上式，得 v14 m/s. ()设两球相碰前后，A球的速度大小分别为 v1和 v1(v10)，B 球的速度分别为 v2和 v2， 由运动学规律可得 v1gt 由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向 下的方向为正，有 mAv1mBv2mBv2 1 2mAv 2 11 2
40、mBv 2 21 2mv 2 2 设 B 球与地面相碰后速度大小为 vB，由运动学及碰撞的规律可得 vBvB 设 P 点距地面的高度为 h，由运动学规律可得 0.8m A B P hv 2 Bv 2 2 2g 联立式，并代入已知条件可得 h0.75 m 15. 2014 年理综新课标卷年理综新课标卷【选修 3-5】 （15 分） （1）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史 事实的是 （填正确答案标号，选对 1 个给 2 分，选对 2个得 4分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分 0分） A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数
41、值 B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核 C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭(Ra)两种新元素 D.卢瑟福通过 粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子 E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成， 并测出了该粒子的比荷 【答案】ACE 【解析】密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值为 1.6 10-19C，选项 A正确；贝克勒尔通过对 天然放射性现象的研究，发现了中子，选项 B错；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭(Ra)两 种新元素，选项 C 正确；卢瑟福通过 粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，选项
42、 D错误；汤 姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了 该粒子的比荷，选项 E 正确。 （2）利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有 A、B 两个滑块， 滑块 A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块 B左侧也带有一弹簧 片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画 出）可以记录遮光片通过光电门的时间。 实验测得 滑块 A 质量 m1=0.310kg，滑块 B的质量 m2=0.108kg，遮光片的宽度 d=1.00cm；打点计时器 所用的交流电的频率为 f=50HZ。将光电门固定在滑块 B 的右
43、侧，启动打点计时器，给滑块 A一向右的 初速度，使它与 B 相碰；碰后光电计时器显示的时间为3 500. B tms=，碰撞前后打出的纸带如图 （b）所示。 若实验允许的相对误差绝对值） 碰前总动量 碰撞前后总动量之差 （%100最大为 5，本实验是否在误差 范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。 【解析】（2）按定义，物块运动的瞬时速度大小 v为 图（b） （cm） 1.91 1.92 1.93 1.94 3.25 4.00 4.02 4.03 4.05 光电门 B A 图（a） 气垫导轨 纸带 遮光片 t s v 式中s 为物块在很短时间t内走过的路程。 设纸带上打出相邻两点的时间间隔为
44、tA，则 s. f tA020 1 tA可视为很短。 设在 A碰撞前后瞬时速度大小分别为 0 v， 1 v。将式和图给实验数据代入式得 0 v=2.00m/s 1 v=0.970m/s 设 B 在碰撞后的速度大小为 v2，由式有 A t d v 2 代入题给实验数据得 2 v=2.86m/s 设两滑块在碰撞前后的动量分别为 p 和 p，则 p=m1v0 p =m1v1+ m2v2 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 p = pp p 100% 联立式并代入有关数据，得 1 =1.7%5% 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。 16. 2014 年物理江苏卷年物理江苏卷 12
45、C 选修 3 -5 (12 分) （1）已知钙和钾的截止频率分别为 7.73 1014Hz 和 5 .44 1014Hz，在某种单色光的照射下两种金 属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大 的 . A波长 B频率 C能量 D动量 【答案】 （1）A 【解析】根据光电效应方程 0 hhEk；因为钙的截止频率较大，所以光电子的最大初动能 较小，动量也较小，CD 项错误；根据德布罗意波长 p h 可知从钙中逸出的光电子具有较大波长，A 项错误；波长大的，频率小，B项错误。 （2） 氡 222 是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤.
46、它是世界卫生 组织公布的主要环境致癌物质之一 . 其衰变方程是 222218 8684 RnPo . 已知 222 86Rn的半衰期约为 3 . 8 天，则约经过 天，16 g 的 222 86Rn 衰变后还剩 1 g. 【答案】 He 4 2 （ ） 15.2 解析：根据核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒可知生成物电荷数为 2，质量数为 4，即为粒 子。设半衰期为 ，半衰期的定义： n )(mm 2 1 0 剩 ，而 n 为发生半衰期的次数， t n ；代入数据可 得 t=15.2天 （3 ） 牛顿的 自然哲学的数学原理 中记载， A、 B 两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它 们碰撞前的接近速度之比总是约为 15 ： 16 . 分离速度是指碰撞后 B 对 A 的速度，
