【選修模塊3-5】
（1）下列說法正確的是______．
A．用加溫或加壓的方法不能改變原子核衰變的半衰期
B．某原子核經(jīng)過一次α衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少4個
C．與的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)和不同的核子數(shù)
D．放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變時所釋放的電子來源于核外電子
（2）如圖1所示，質(zhì)量為m2=10kg的滑塊靜止于光滑水平面上，一小球m1=5kg，以v1=10m/s的速度與滑塊相碰后以2m/s的速率被彈回．碰撞前兩滑塊的總動能為______J，碰撞后兩滑塊的總動能為______J．說明這次碰撞是______．（填彈性碰撞或非彈性碰撞）
（3）氫原子的能級如圖2所示，求：
①當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效
應(yīng)，則該金屬的逸出功為多少？
②現(xiàn)有一群處于n=4的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使
該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有多少種？

【答案】分析：（1）原子核的半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒確定質(zhì)子數(shù)的變化；核子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)，等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變時所釋放的電子來源于原子核．
（2）根據(jù)動能的公式，結(jié)合動量守恒定律求出碰撞前后兩滑塊的總動能，判斷有無能量損失，從而確定是彈性碰撞還是非彈性碰撞．
（3）根據(jù)光電效應(yīng)的條件得出金屬的逸出功，當(dāng)入射光子的能量大于逸出功時，都可以發(fā)生光電效應(yīng)．
解答：解：（1）A、原子核的半衰期與溫度、壓強(qiáng)無關(guān)，由原子核內(nèi)部因素決定．故A正確．
B、經(jīng)過一次α衰變后，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，知質(zhì)子數(shù)減少2．故B錯誤．
C、質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù)，知兩種原子核具有相同的核子數(shù)，核子數(shù)等于中子數(shù)加上質(zhì)子數(shù)，因為質(zhì)子數(shù)不同，所以中子數(shù)不同．故C錯誤．
D、放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變時所釋放的電子來源于原子核，是原子核中的一個中子變成一個質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來．故D錯誤．
故選A．
（2）碰撞前兩個小球的總動能．
根據(jù)動量守恒定律得，m1v1=-m1v1′+m2v2，解得v2=6m/s．
碰撞后兩小球的總動能E2=36J=190J．
因為E1＞E2，有能量損失，是非彈性碰撞．
（3）①當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光子能量hv=E4-E2=3.40-0.85eV=2.55eV．
因為剛好發(fā)生光電效應(yīng)，所以W=hv=2.55eV．
②根據(jù)=6種，知一群處于n=4的能級的氫原子向低能級躍遷，可能發(fā)出6種頻率的光子，但是n=4躍遷到n=3，n=3躍遷到n=2輻射的光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，所以能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率為4種．
故答案為：（1）A   （2）250J  190J  非彈性碰撞  （3）2.55eV，共有4種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)．
點評：本題考查了核反應(yīng)、能級、光電效應(yīng)以及動量守恒定律等知識點，難度不大，關(guān)鍵掌握這些知識點的基本概念和基本規(guī)律．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

【選做題】請從A、B兩模塊中選定一個模塊作答，如都作答則按A模塊評分，本題選擇題4分，非選擇題8分，共12分．
A、（選修模塊3-4）
（1）圖一中所示是用光學(xué)的方法來檢查一物體表面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查的物體，C為單色入射光．如要說明能檢查平面平整程度的道理，則需要用到下列哪些光學(xué)概念？
A
A

A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列說法中正確的是
CD
CD

A．x射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)
B．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長變長、顏色不變
C．狹義相對論認(rèn)為物體的質(zhì)量與其運動狀態(tài)有關(guān)
D．觀察者相對于頻率一定的聲源運動時，接受到聲波的頻率可能發(fā)生變化
（3）在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，波向右傳播，在0.1s時刻剛好傳到B點，波形如圖二中實線所示，且再經(jīng)過0.6s，P點也開始振動．

求：
①該列波的周期T；
②從t=0時刻起到P點第一次達(dá)到波峰時止，O點對平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程s0各為多少？
B、（選修模塊3-5）
（1）．人們在研究原子結(jié)構(gòu)時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，它們的模型示意圖如圖所示．

下列說法中正確的是
B
B

A．α粒子散射實驗與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)
B．科學(xué)家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型
C．科學(xué)家通過α粒子散射實驗否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型
D．科學(xué)家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，建立了波爾的原子模型
（2）從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜．1885年瑞士中學(xué)教師巴爾末對當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的在可見光區(qū)的譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示．如果采用波長λ的倒數(shù)，這個公式可寫作：
1
λ
=Rn(
1
22
-
1
n2
)(n=3，4，5，6，…)(RH為常數(shù)）
自巴爾末系發(fā)現(xiàn)后，人們又在紫外區(qū)和紅外區(qū)發(fā)現(xiàn)了一些新的譜線，這些譜線也可以用類似巴爾末的簡單公式來表示，例如賴曼系公式：
1
λ
=RH(
1
12
-
1
n2
)(n=2，3，4，5，…)（RH為常數(shù)）
1913年丹麥物理學(xué)家玻爾提出了著名的原子結(jié)構(gòu)和氫光譜理論．上述兩個公式中的n在波爾理論中被稱為量子數(shù)．玻爾氫原子理論的能級圖如圖所示．

閱讀了上面的資料后，你認(rèn)為巴爾末系是氫原子能級圖中的
B
B

A．線系I    B．線系II    C．線系III D．線系IV
（3）在光滑水平面上有一個靜止的質(zhì)量為M的木塊，一顆質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊而沒有穿出，子彈射入木塊的最大深度為d．設(shè)子彈射入木塊的過程中木塊運動的位移為s，子彈所受阻力恒定．試證明：s＜d．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（選修模塊3-3）
（1）如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別在溫度T1和T2情形下做等溫變化的p-V圖象，則下列關(guān)于T1和T2大小的說法，正確的是
A
A
．

A．T1大于T2B．T1小于T2
C．T1等于T2D．無法比較
（2）如圖2甲所示，將封有一定質(zhì)量空氣的密閉塑料袋從海拔500m、氣溫為18℃的山腳下帶到海拔3200m、氣溫為10℃的山頂上，情形如圖乙所示．圖
甲
甲
（選填“甲”或“乙”）中袋中氣體分子平均動能大．從甲圖到乙圖過程中，袋內(nèi)氣體減小的內(nèi)能
大于
大于
（選填“大于”、“等于”或“小于”）氣體放出的熱量．
（3）如圖3所示，IBM的科學(xué)家在銅表面將48個鐵原子排成圓圈，形成半徑為7.13nm的“原子圍欄”，相鄰鐵原子間有間隙．估算原子平均間隙的大�。Y(jié)果保留一位有效數(shù)字．已知鐵的密度7.8×103kg/m3，摩爾質(zhì)量是5.6×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1．
B．（選修模塊3-4）
（1）列車靜止時，車廂長度與沿軌道方向排列的相鄰電線桿間距離相等．當(dāng)列車以接近光速行駛，車上的乘客觀測車廂長度與相鄰電線桿間距離，所得出的結(jié)論是
A
A
．
A．車廂長度大于相鄰電線桿間距離
B．車廂長度小于相鄰電線桿間距離
C．向前觀測時車廂長度小于相鄰電線桿間距離
D．向后觀測時車廂長度小于相鄰電線桿間距離
（2）湖面上停著一條船，一個人觀測到每隔5s有一個波峰經(jīng)過這條船，相鄰波峰間的距離是60m．這列波的頻率是
0.2
0.2
Hz，水波的波速是
12
12
m/s．
（3）如圖所示，在一厚度為d的門中安放一長度與門厚度相同的玻璃圓柱體，其直徑為l．玻璃圓柱體的折射率為
2
，且l=2d．求從右側(cè)中心點P通過玻璃圓柱體能看到門外的角度范圍．

C．（選修模塊3-5）
（1）原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的關(guān)系如圖1所示．核子組合成原子核時
B
B
．
 A．小質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大
B．中等質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大
C．大質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大
D．不同質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損相同
（2）在核反應(yīng)堆中用石墨做慢化劑使中子減速，中子以一定速度與靜止碳核發(fā)生正碰，碰后中子反向彈回，則碰后碳核的運動方向與此時中子運動的方向
相反
相反
（選填“相反”或“相同”），碳核的動量
大于
大于
（選填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的動量．
（3）氫原子的能級如圖2所示．原子從能級n=3向n=1躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)．有一群處于n=4能級的氫原子向較低能級躍遷時所發(fā)出的光照射該金屬．求該金屬的截止頻率和產(chǎn)生光電子最大初動能的最大值．普朗克常量h=6.63×10-34J?s，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【選修模塊3-5】
（1）下列說法正確的是
A
A
．
A．用加溫或加壓的方法不能改變原子核衰變的半衰期
B．某原子核經(jīng)過一次α衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少4個
C．
 
239
94
Pu與
 
239
92
U的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)和不同的核子數(shù)
D．放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變時所釋放的電子來源于核外電子
（2）如圖1所示，質(zhì)量為m2=10kg的滑塊靜止于光滑水平面上，一小球m1=5kg，以v1=10m/s的速度與滑塊相碰后以2m/s的速率被彈回．碰撞前兩滑塊的總動能為
250
250
J，碰撞后兩滑塊的總動能為
190
190
J．說明這次碰撞是
非彈性碰撞
非彈性碰撞
．（填彈性碰撞或非彈性碰撞）
（3）氫原子的能級如圖2所示，求：
①當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效
應(yīng)，則該金屬的逸出功為多少？
②現(xiàn)有一群處于n=4的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使
該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有多少種？

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科目：高中物理 來源：2010年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試物理試題（江蘇卷）全解全析 題型：計算題

【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．

A．（選修模塊3-3）（12分）

（1）為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體．下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是    ▲   ．

（2）在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24kJ的功．現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5kJ的熱量．在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減小     ▲     kJ，空氣    ▲    （選填“吸收”或“放出”）的總能量為  ▲  kJ．

（3）已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/和2.1kg/，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)=6.02．若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

B．（選修模塊3-4）（12分）

（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點，在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛．下面關(guān)于激光的敘述正確的是    ▲   ．

（A）激光是縱波

（B）頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同

（C）兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

（D）利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離

（2）如圖甲所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.30×m，屏上P點距雙縫和的路程差為7.95×m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是   ▲    （選填“明條紋”或“暗條紋”）．現(xiàn)改用波長為6.30×m的激光進(jìn)行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將   ▲   （選填“變寬”、“變窄”或“不變”）．

（3）如圖乙所示，一束激光從O點由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后，從上面的A點射出．已知入射角為i，A與O 相距l，介質(zhì)的折射率為n，試求介質(zhì)的厚度d．

C．（選修模塊3-5）（12分）

（1）研究光電效應(yīng)電路如圖所示．用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓的關(guān)系圖象中，正確的是    ▲    ．

（2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子．光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小   ▲    （選填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是___▲____．

（3）已知氫原子處在第一、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為-3.40eV和-1.51eV，金屬鈉的截止頻率為Hz，普朗克常量h=Js．請通過計算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)．

 

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