2015年高考物理二轮波粒二象性原子结构与原子核复习（人教版）
物理
1.(2014重庆，1，6分)碘131的半衰期约为8天。若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( )
A. B. C. D.
[答案] 1.C
[解析] 1.设剩余质量为m剩,则由m剩=m(,得m剩=m(==,C正确。
2.(2014福建，18，6分)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )
A.增大入射光的强度,光电流增大
B.减小入射光的强度,光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
[答案] 2.AD
[解析] 2.增大入射光强度,使单位时间内逸出的光电子数增加,因此光电流增大,选项A正确;光电效应与照射光的频率有关,与强度无关,选项B错误;当照射光的频率小于ν,大于极限频率时发生光电效应,选项C错误;由Ekm=hν-W,增加照射光的频率,光电子的最大初动能变大,选项D正确。
3.(2014天津，6，6分)下列说法正确的是( )
A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同
[答案] 3.BD
[解析] 3.玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型,选项A错误;紫外线有荧光效应,故B选项正确;天然放射现象中的γ射线不带电,在电场或磁场中不发生偏转,选项C错误;观察者与波源互相远离,由多普勒效应可知接收到的频率变小,故选项D正确。
4.（2014重庆一中高三下学期第一次月考理综试题，1）关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
C．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能最够大时，就能逸出金属
D．不同频率的光照射同一种金属时，频率越高，光电子的最大初动能越大
[答案] 4.1．D
[解析] 4.：无论光强多强，光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A错误；光的强度影响的是单位时间发出光电子数目，入射光光强一定时，频率越高，则光子数目越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故B错误；光照射到金属上时，一个光子只能将其全部能量传递给一个电子，一个电子一次只能获取一个光子的能量，成为光电子，C错；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式EK=hf-W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，D正确。
5.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，3）某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，如右图所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是( )
A．2条 B．4条
C．5条 D．6条
[答案] 5.3．B
[解析] 5.：第四能级的氢原子可以放出6条光谱线，其放出的光子能量分别为：
E1=-0.85-（-1.51）=0.66eV；
E2=-0.85-（-3.40）=2.55eV；
E3=-0.85-（-13.6）=12.75eV；
E4=-1.51-（-3.40）=1.89eV；
E5=-1.51-（-13.6eV）=12.09eV；
E6=-3.40-（-13.6）=10.20eV；
故大于2.21eV的光谱线有4条，故能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是4条，B正确。
6.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，3）太阳内部持续不断地发生着4个质子（H）聚变为1个氦核（He）的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3
，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（ ）
A．方程中的X表示中子（n）
B．方程中的X表示正电子（e）
C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2
D．这个核反应中释放的核能ΔE＝（4m1－m2－m3）c2
[答案] 6.3．B
[解析] 6.：由核反应质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为，A错误、B正确；
质量亏损为△m=4m1-m2-2m3释放的核能为△E=△mc2=（4m1-m2-2m3）c2，C、D错误。
7.（2014天津蓟县第二中学高三第一次模拟考试理科综合试题，2）下列说法不正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
[答案] 7.2． D
[解析] 7.：H＋H→He＋n为轻核聚变，A正确；U＋n→Xe＋Sr＋2n是裂变，B正确；是衰变，C正确； ，是衰变，D错。
8.（2014天津蓟县邦均中学高三模拟理科综合能力测试，1）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ）
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
B．氡的半衰期为3.8天， 4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的
[答案] 8.１． Ｃ
[解析]
8.：β衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，β射线的实质是电子流，γ射线的实质是电磁波，γ射线的穿透本领比较强，故AD错误；
半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；因为β衰变的质量数不变，所以α衰变的次数n==8，在α衰变的过程中电荷数总共少16，则β衰变的次数m==6，故C正确。
9.(汕头市2014年普通高考模拟考试试题) 热核反应方程：，其中X表示某种粒子，则下列表述正确的是
A．X是质子 B．该反应需要吸收17.6MeV的能量才能发生
C．平均每个核子能释放3MeV以上能量 D．
[答案] 9.18. CD
[解析] 9.根据电荷数守恒、质量数守恒知x的电荷数为0，质量数为1，为中子，A错误；该反应为聚变反应，要释放出能量，B错误；核子数为质量数之和是5，所以平均每个核子能释放3MeV以上能量，C正确；核反应前后有能量释放，根据质能方程知有质量亏损，所以D正确。
10.（东城区2013-2014学年度第二学期教学检测）玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化。若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为（n=1，2，3，……），其中n叫量子数。设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n=3状态时其强度为I，则在n=2状态时等效电流强度为
A.
B.
C.
D.
[答案] 10.19. C
[解析] 10.根据k＝mr，解得T＝2π，n=2和n=3轨道半径之比为4：9，则n=2和n=3两个轨道上的周期比为8：27，根据I＝知，电流比为27：8，所以在n=3状态时其强度为I，则n=2状态时等效电流强度为, 故C正确，A、B、D错误。
11.（东城区2013-2014学年度第二学期教学检测）氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光。关于这两种光的下列说法正确的是
A．a光的光子能量比b光的光子的能量大
B．在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小
C．若a光不能使某金属发生光电效应，则b光一定不能使该金属发生光电效应
D．在同一双缝干涉装置进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a光的比b的大一些
[答案] 11.15. D
[解析] 11.n=3与n=2间的能级差小于n=4与n=2间的能级差，则a光子的能量小于b光子的能量，故A错误；a光子的频率小，则a光的折射率小，根据得，a光在介质中的速度较大，故B错误；因为a光的频率小，所以a光不能发生光电效应，b光不一定不能发生光电效应，故C错误；a光的频率小，则波长长，根据△x=得，a光的双缝干涉条纹间距大，故D正确。
12.(2014福建，30，12分) [物理-选修3-5] (1)如图,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是________。(填选项前的字母)
A.①表示γ射线,③表示α射线
B.②表示β射线,③表示α射线
C.④表示α射线,⑤表示γ射线
D.⑤表示β射线,⑥表示α射线
(2)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为________。(填选项前的字母)
A.v0-v2B.v0+v2C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)
[答案] 12. (1)C (2)D
[解析] 12.(1)α射线是高速氦核流,带正电,垂直进入匀强电场后,受电场力作用向右(负极板一侧)偏转,β射线是高速电子流,带负电,应向左(正极板一侧)偏转,γ射线是高频电磁波,不带电,不偏转,A、B错误;射线垂直进入匀强磁场,根据左手定则判定C正确,D错误。
(2)箭体与卫星分离过程动量守恒,由动量守恒定律:(m1+m2)v0=m1v1+m2v2
v1=v0+(v0-v2),D正确。
13.(2014年福州市高中毕业班质量检测) 【物理选修3—5】(本题共有两小题，每小题6分，共l2分。每小题只有一个选项符合题意。)
（1）关于核反应方程8234Se→8236Kr +2x，下列说法正确的是 。(填选项前的字母)
A．x是α粒子 B．x没有质量
C．此反应是β衰变 D．此方程式裂变反应式
（2）如图所示，光滑的水平面上，小球A以速度v0向右运动时
与静止的小球B发生对心正碰，碰后A球的速率为，B球的速率
为，A、B两球的质量之比为 。(填选项前的字母)
A．3: 8 B．3: 5 C．2: 3 D．4: 3
[答案] 13.30． （1）C（2）A
[解析] 13.核反应方程8234Se→8236Kr +2x是β衰变，C项正确。
碰后A球的速率为，而B球的速率为，以A、B两球组成的系统为研究对象，两球碰撞过程动量守恒，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAv0=mAvA+mBvB，则两球的质量之比为。
14.(2014年沈阳市高中三年级教学质量监测(一)) 【物理一选修3—51(15分)
(1) 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是_____(填正确答案标号)
A、用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光
C、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
D．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
E、用能量为14. OeV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
(2) 如图所示，在光滑水平地面上，有一质量的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧．位于小车上A点处的质量为的木块(视为质点) 与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计．现小车与木块一起以的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极
短，碰撞后小车以的速度水平向左运动，取．
(i) 求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；
(ii) 若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能；
[答案] 14.查看解析
[解析] 14. （1）BCE解析：氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，是紫外线，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A、D两错误；根据=3，知该群氢原子可能发射3种不同频率的光子，B项正确；根据光电效应方程EKm=hv-W0得，最大初动能Ekm=12.09eV-3.34eV=8.75eV, C 项正确；基态的氢原子吸收13.6eV光子，能量为-13.61+14.0eV=1.39eV＞0，能发生电离，E项正确。
（2）解析：（ⅰ）以v1的方向为正方向，则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为 ①
（ⅱ）小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止。整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒
设小车和木块相对静止时的速度大小为v，根据动量守恒定律有
②
解得 v = 0.40m/s ③
当小车与木块首次达到共同速度v时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大
设最大弹性势能为EP，根据机械能守恒定律可得
④
EP＝3.6 J ⑤
15.(江苏省苏北四市2014届高三上期末统考) C．【选修3−5】(12分)
(1) 下列说法中正确的是＿＿＿
A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性
B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行
C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子
D．的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
(2) 氢原子的能级如图所示。有一群处于n=4能级的氢原子，若原子从n=4向n=2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：
①这群氢原子发出的光中共有＿＿＿种频率的光能使该．金属产生光电效应；
②从n=4向n=1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最火初动能为＿＿＿eV。
(3) 如图所示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上。P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，求：
①弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度大小
②弹簧的最大弹性势能。
[答案] 15.⑴AB ⑵①4 ②10.2
⑶①②
[解析] 15.⑴电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，A项正确；裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行，B项正确；原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个正电子，C项错；的半衰期由核内部因素决定，不会随地球环境的变化，D项错。⑵
⑶①当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等，根据动量守恒定律可得：
，解得
②根据功能关系可得最大弹性势能
16.(江苏省南京市、盐城市2014届高三第一次模拟考试) C．(选修模块3－5)
（1）钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为, 则
A．核燃料总是利用比结合能小的核
B．核反应中γ 的能量就是的结合能
C．核比核更稳定，说明的结合能大
D．由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小
（2）铝的逸出功为W0＝6.72×10－19 J，用波长λ＝200 nm的光照射不带电的铝箔，发生光电效应，此时铝箔表面带 （选填 “正” 或“负” ）电。若用铝箔制作光电管，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则它的遏止电压为 V (结果保留二位有效数字) 。
（3）在水平气垫导轨上有两个静止的滑块A、B，给A一个初速度，使A与B发生正碰，碰撞后A的速度为0.5，B的速度为1.5，且方向都与A初速度方向相同。求A和B质量之间的关系。
[答案] 16.12C．（1）AD
（2）正 2.0
[解析] 16.比结合能越大的原子核越稳定，故核燃料总是利用比结合能小的核，A项正确；结合能是核子结合成新核时释放的能量，故Ｂ项错； 核比核更稳定，说明的比结合能大，C项错； 由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小，D项正确。
用波长λ＝200 nm的光照射不带电的铝箔，发生光电效应，有光电子逸出，此时铝箔表面带正电；由得遏止电压=2.0V。
A与B发生正碰过程中满足动量守恒，根据动量守恒定律
可得 。
17.(2014江苏，12C，12分) [选修3-5](1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014
Hz,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
(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。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 RnPo+________。已知Rn的半衰期约为3.8天,则约经过________天,16 g的 Rn衰变后还剩1 g。
(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,接近速度是指碰撞前A对B的速度。若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小。
[答案] 17.(1)A (2He(或α) 15.2 (3)v0 v0
[解析] 17. (1)由光电效应方程Ekm=hν-W=hν-hν0
钙的截止频率大,因此钙中逸出的光电子的最大初动能小,其动量p=,故动量小,由λ=,可知波长较大,则频率较小,选项A正确。
(2)由质量数、电荷数守恒有:
RnPoHe
由m=
n=4,t=nT=4×3.8=15.2天
(3)设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2
由动量守恒定律
2mv0=2mv1+mv2,且由题意知=
解得v1=v0,v2=v0
18.(2014课标全国卷Ⅰ，35，15分) [物理——选修3-5](1)(6分)关于天然放射性,下列说法正确的是________。(填正确答案标号。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形成化合物时仍具有放射性
D.α、β和γ三种射线中,γ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α、β和γ三种射线
(2)(9分)如图,质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8 m,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=0.3 s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mB=3mA,重力加速度大小g=10 m/s2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。求
(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] 18.(1)BCD
(2)(ⅰ)4 m/s (ⅱ)0.75 m
[解析] 18.(1)原子序数大于或等于83的元素,都能发生衰变,而原子序数小于83的部分元素能发生衰变,故A错。放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化,与核外电子的得失及环境温度无关,故B、C项正确。在α、β、γ三种射线中,α、β为带电粒子,穿透本领较弱,γ射线不带电,具有较强的穿透本领,故D项正确。一个原子核不能同时发生α和β衰变,故E项错误。
(2)(ⅰ)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=①
将h=0.8 m代入上式,得vB=4 m/s②
(ⅱ)设两球相碰前后,A球的速度大小分别为v1和v1'(v1'=0),B球的速度分别为v2和v2'。由运动学规律可得
v1=gt③
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
mAv1+mBv2=mBv2'④
mA+mB=mBv⑤
设B球与地面相碰后的速度大小为vB',由运动学及碰撞的规律可得vB'=vB⑥
设P点距地面的高度为h',由运动学规律可得
h'=⑦
联立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知条件可得
h'=0.75 m⑧
19.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，35）（1）（6分）下列说法中正确的是 （填正确答案标号）。
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C．一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
E．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
（2）（9分）如图所示，在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物（可视为质点），重物与长木板之间的动摩擦因数为。开始时，长木板和重物都静止，现在给重物以初速度v0，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等。已知长木板与障碍物发生弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度L至少为多少？（重力加速度为g）
[答案] 19.查看解析
[解析] 19.（1）BDE解析：β粒子是原子核衰变时由中子转化而来，不能说明原子核中含有电子，故A错误；
目前已建成的核电站以铀为燃料，其能量来自于铀核的裂变，故B正确；一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，任意两个能级间跃迁一次，共能辐射=3种不同频率的光子，一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能辐射２种不同频率的光子，故C错；卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射，认为只有原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在一个中心，才能发生大角度偏转，从而提出了原子核式结构模型，故D正确；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，则有：k＝m，可知电子的动能减小，由于电子吸收能量才会向高能级跃迁，所以原子总能量增大，故Ｅ正确。
（2）解析：碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1
由动量守恒定律得：
碰撞后瞬间，长木板以v1反弹，最终两者的共同速度为v2
由动量守恒定律得：
对全过程由功能关系得：
解得： 。
20.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，35）[物理——选修3-5]（15分）（1）（6分）如图所示为氢原子的能级图，大量氢原子从n=3的能级向行n=2的能级跃迁时辐射出a光，从n=2的能级向n=1的能级跃迁时辐射出b光，下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．a光的光子能量比b光的光子能量低
B．已知金属钾的逸出功为2.25 eV，用a、b两种光照射金属钾均可使其发生光电效应
C．大量氢原子从n=4的能级向基态跃迁时最多可能辐射出10种光子
D．用光子能量为14.0eV的某种电磁波照射处于基态的氢原子，可使其电离
E．用动能为11．0 eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到激发态
（2）（9分）如图所示，光滑水平面上一轻质弹簧右端拴接物体B，左端紧靠物体A但不拴接，mA=1 kg，mB=2 kg，初状态A、B都静止，弹簧被压缩并锁定，弹性势能为3J。突然解除锁定，弹簧将A弹开，A离开弹簧后与墙发生弹性碰撞。求：
①A第一次离开弹簧时的速度大小；
②A碰墙返回后再次挤压弹簧，弹簧的最大弹性势能是多少？
[答案] 20.查看解析
[解析] 20.（1）ADE解析：n=3和n=2间的能级差小于n=2和n=1间的能级差，则辐射的光子能量b大于a，A正确；由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为△E=-3.4-（-13.6）=10.2eV> 2.25 eV，故b光可以使金属钾发生光电效应，由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为△E=-1.51-（-3.40）=1.89eV< 2.25 eV，故a光不可以使金属钾发生光电效应，故B错；处于n=4能级的大量氢原子能发射=6种频率的光，C错；14.0eV> 13.60 eV, 故用14.0eV光子能量为的某种电磁波照射处于基态的氢原子，可使其电离，D正确；用动能为11．0
eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到n=2的激发态，E正确。
（2）解析：①弹簧弹开A的过程中，A、B和弹簧组成系统动量守恒，能量守恒
可解得
A的速度大小为2m/s，方向向左。
②A碰后弹回，再次挤压弹簧的过程中，系统动量守恒，当A、B的速度相等时，弹簧压缩最大，弹性势能最大。
，可解得。
21.（2014江西省红色六校高三第二次联考，35）[物理—选修3-5] (15分)⑴(6分) 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）.
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光
C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
D．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
E．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
⑵(9分) 如图所示，光滑的圆弧AB（质量可忽略）固定在甲车的左端，其半径R=１m。质量均为M=3 kg的甲、乙两辆小车静止于光滑水平面上，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.4。将质量为m=2 kg的滑块P（可视为质点）从Ａ处由静止释放，滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车。求：
（i）滑块P刚滑上乙车时的速度大小；
（ii）滑块P在乙车上滑行的距离为多大？
[答案] 21.查看解析
[解析] 21.35(1) BCE解析：氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据可知，能放出3种不同频率的光，故B正确；氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-1.51+13.6=12.09eV，因锌的逸出功是3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV，故C正确；用能量为10.3eV的光子照射，虽然大于12.09eV，但不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV，才能跃迁，故D错误；能量为14．OeV大于13.6eV，因此此光子照射，可使处于基态的氢原子电离，故E正确。
(2) （i）设滑块P刚滑上乙车时的速度为v1，此时两车的速度为v2，滑块、甲、乙两辆小车组成系统，规定向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒列出等式：
mv1-2Mv2=0
对整体应用能量守恒有：
mgR=
解得：v1=m/s，v2＝m/s，
（ii）设滑块P和小车乙达到的共同速度为v，滑块P在乙车上滑行的距离为L，
规定向右为正方向，对滑块P和小车乙应用动量守恒有：
mv1-Mv2=（m+M）v
对滑块P和小车乙应用能量守恒有：
μmgL=
解得l＝m。
22.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试) [物理——选修3-5]（15分）
（1）（6分）如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：
①用频率为ν1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，
将触头P向 端滑动（选填“a” 或“b” ），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示U1。
②用频率为ν2的光照射光电管，重复①中的步骤，记下电压表示数U2。
已知电子的电量为e，由上述实验可知，普朗克常量h= （用上述已知量和测量量表示）。
（2）（9分）如图所示，光滑的水平面上静止着半径相同的三个小球A、B、C，其中小球A、C的质量分别为mA=m、mC=4m。现使A以初速沿B、C的连线方向向B运动，求B球的质量M为何值时，才能使C球碰撞后的速度最大？（已知A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞）
[答案] 22.（1）a ，
[解析] 22.①根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向a端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零；
②根据光电效应方程得，Ek1=hv1-W0=eU1，
Ek2=hv2-W0=eU2
联立两式解得h=。
解析：以碰撞前A球的速度方向为正，A球与B球发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为和，由能量守恒定律和动量守恒定律，得
解得
B球与C球发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为和，由能量守恒定律和动量守恒定律，得
解得
故C球碰撞后的速度
由数学关系解得时，C球碰撞后的速度最大。
23.(河北衡水中学2013-2014学年度下学期二调考试) 【选修3-5】（15分）（1）（6分）一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（）
A．只增大入射光的频率，金属逸出功将减小
B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变
C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大
D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短
E．只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多
（2）（9分）如图所示，圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上，弹簧右端固定，质量为3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放，与B碰撞后推着B一起运动但与B不粘连。求：
I．弹簧的最大弹性势能；
II．A与B第一次分离后，物块A沿圆弧面上升的最大高度。
[答案] 23.查看解析
[解析] 23.⑴BCE解析：金属逸出功由金属材料决定，与入射光无关．故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程得知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光照射时间无关．故BC正确；
只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间不变．故D错误；只增大入射光的强度，单位时间内入射的光子的数增加，一个光子被一个电子吸收，则单位时间内逸出的光电子数目将增多，故E正确。
⑵ 解析：I. A下滑与B碰撞前，机械能守恒，3mgh=·3mv12
A与B碰撞，由动量守恒定律，3mv1=4mv2，
弹簧最短时弹性势能最大，据功能关系可得：EPmax=·4mv22，
解得：EPmax=9mgh/4。
Ⅱ．据题意，A．B分离时A的速度大小为v2，A与B分离后沿圆弧面上升到最高点的过程中，根据机械能守恒得：
3mgh′=×3m
解得：h′=。
24.(湖北省黄冈中学2014届高三上学期期末考试) [物理选修3-5] （15分）
（1）(6分) 下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属一定发生光电效应
B．要依据之一α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主
C．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，
因此，光子散射后波长变长
D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少4个
E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，原子的电势能减小。
（2）(9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，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核(Rn) 发生一次α衰变生成新核钋(Po) ，并放出一个能量为E0＝0.09 MeV的光子。已知放出的α粒子动能为Eα＝5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u ＝931.5 MeV/ c2 。
①写出衰变的核反应方程；
②衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字) 。
[答案] 24.（1）BCE
[解析] 24.如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射时由于绿光的频率小于紫光，故该金属不一定发生光电效应，Ａ项错；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，Ｂ项正确；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，由p=可知光子散射后动量减小
，波长变长，C项正确；某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少8个，D项错；根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时由于库仑力对电子做正功，故电子的动能增大，原子的电势能减小，Ｅ项正确。
(2) 解析：①衰变方程为：Rn Po＋He＋γ ；（无γ 不扣分）
②忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0＝pα＋pPo，
即新核钋(Po) 的动量与α粒子的动量大小相等，又Ek＝，
可求出新核钋(Po) 的动能为EPo＝Eα.
由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子动能形式出现衰变时释放出的总能量为ΔE＝Eα＋EPo＋E0 ＝Δmc2
故衰变过程中总的质量亏损是Δm＝＝0.006 16 u
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