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3-5

38．（8分）【物理―物理3-5】（2008年高考山東理綜卷38題）

（1）在氫原子光譜中，電子從較高能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)發(fā)出的譜線屬于巴耳末線系。若一群氫原子自發(fā)躍過時(shí)發(fā)出的譜線中只有2條屬于巴耳末線系，則這群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)最多可發(fā)生條不同頻率的譜線。

（2）一個(gè)物體靜置于光滑水平面上，外面扣一質(zhì)量為M的盒子，如圖1所示�，F(xiàn)給盒子―初速度v₀，此后，盒子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象呈周期性變化，如圖2所示。請(qǐng)據(jù)此求盒內(nèi)物體的質(zhì)量。

解：（1）6

（2）設(shè)物體的質(zhì)量為m,t₀時(shí)刻受盒子碰撞獲得速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

①

3t₀時(shí)刻物體與盒子右壁碰撞使盒子速度又變?yōu)?i>v₀，說明碰撞是彈性碰撞

②

聯(lián)立①②解得

m=M ③

(也可通過圖象分析得出v₀=v,結(jié)合動(dòng)量守恒，得出正確結(jié)果)

2．（2008年高考廣東物理卷2題）鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：Al+He→+n．下列判斷正確的是

A．n是質(zhì)子　　　　　　　　　　　　B．n是中子

C．X是Si的同位素　　　　　　　　D．X是P的同位素

2．BD�！窘馕觥吭趯懞朔磻�(yīng)方程時(shí)，要根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒進(jìn)行驗(yàn)證，此題就能很快解出BD答案是正確的。

【誤區(qū)警示】核反應(yīng)時(shí)遵守最基本的電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒，當(dāng)然還要記住什么叫做中子、質(zhì)子、電子、光子等等。

6．（2008年高考廣東物理卷6題）有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是

A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜

B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光

C．氫原子光譜說明氫原子能級(jí)是分立的

D．氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無關(guān)

6．BC�！窘馕觥繗湓拥墓庾V是原子的特征譜線，是特定的頻率的光，其光子的能量是由能級(jí)差決定的，即。

【誤區(qū)警示】原子發(fā)光時(shí)，發(fā)出光子的能量不是任意的，而是特定的一個(gè)或幾個(gè)值，光子的能量一定是等于原子兩個(gè)能級(jí)對(duì)應(yīng)的能量之差。

33.[ 物理─選修3－5]（15分）

(1)（6分）（2008年高考寧夏理綜卷33題）天然放射性元素Pu經(jīng)過次a衰變和次b衰變，最后變成鉛的同位素。（填入鉛的三種同位素Pb、Pb、Pb中的一種）

(2)（9分）（2008年高考寧夏理綜卷33題）某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1∶2。當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸。向右上方拉動(dòng)B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放。結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角成30°。若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4％，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？

33．（1）BD

（2）60°

（1）8；4；

（2）證明見解析

【解析】本題要求驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒定律及碰撞前與碰撞后的機(jī)械能守恒定律。

33.[物理――選修3-5]（15分）

（1）8 4

（2）設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為、，擺長(zhǎng)為l，B球的初始高度為h₁，碰撞前B球的速度為v_B.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得

①

②

設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為P₁、P₂。有

P₁=m_Bv_B ③

聯(lián)立①②③式得

④

同理可得

⑤

聯(lián)立④⑤式得

⑥

代入已知條件得

⑦

由此可以推出

≤4% ⑧

所以，此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律。

19、模塊3－5試題（2008年高考海南物理卷19題）

⑴（4分）某考古隊(duì)發(fā)現(xiàn)一古生物骸骨．考古專家根據(jù)骸骨中的含量推斷出了該生物死亡的年代．已知此骸骨中的含量為活著的生物體中的1/4，的半衰期為5730年．該生物死亡時(shí)距今約年．

⑵（8分）一置于桌面上質(zhì)量為M的玩具炮，水平發(fā)射質(zhì)量為m的炮彈．炮可在水平方向自由移動(dòng)．當(dāng)炮身上未放置其它重物時(shí)，炮彈可擊中水平地面上的目標(biāo)A；當(dāng)炮身上固定一質(zhì)量為M₀的重物時(shí)，在原發(fā)射位置沿同一方向發(fā)射的炮彈可擊中水平地面上的目標(biāo)B．炮口離水平地面的高度為h．如果兩次發(fā)射時(shí)“火藥”提供的機(jī)械能相等，求B、A兩目標(biāo)與炮彈發(fā)射點(diǎn)之間的水平距離之比。

19．【答案】：11460

【解析】：該核剩下1/4，說明正好經(jīng)過兩個(gè)半衰期時(shí)間，故該生物死亡時(shí)距今約2×5730年=11460年。

15．（2008年高考理綜四川卷15題）下列說法正確的是

A．γ射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B．β射線比α射線更容易使氣體電離

C．太陽(yáng)輻射的能量主要來源于重核裂變

D．核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變

15、A 解析：γ射線中的γ光子不帶電，故在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A正確；α粒子的特點(diǎn)是電離能力很強(qiáng)，B錯(cuò)；太陽(yáng)輻射的能量主要來源于輕核的聚變，C錯(cuò)；核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量是來自于重核的裂變，D錯(cuò)．

C．(選修模塊3―5)(12分) （2008年高考江蘇物理卷12題）

(1)下列實(shí)驗(yàn)中，深入地揭示了光的粒子性一面的有　　　　　　　　．

(2)場(chǎng)強(qiáng)為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有兩小球A、B，它們的質(zhì)量分別為m_１、m_２，電量分別為q_１、 q_２．A、B兩球由靜止釋放，重力加速度為g，則小球A和Ｂ組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為　　　　　　　　　　　　　　　　．

(3)約里奧?居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素衰變成的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是　　　　　　　．是的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)．1mg隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)估算4 mg的經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25 mg?

C模塊

（1）A為康普頓散射，B為光電效應(yīng)，康普頓散射和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性；

C為粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。D為光的折射，揭示了氫原子能級(jí)的不連續(xù)；

（2）系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件為所受合外力為零。即電場(chǎng)力與重力平衡；

（3）由核反應(yīng)過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程：，可知這種粒子是正電子。由圖象可知的半衰期為14天，的衰變后還剩，經(jīng)歷了4個(gè)半衰期，所以為56天。

18. （2008年高考全國(guó)一理綜卷18題）三個(gè)原子核X、Y、Z，X核放出一個(gè)正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個(gè)個(gè)氦（⁴₂He）,則下面說法正確的是

A.X核比Z核多一個(gè)原子

B.X核比Z核少一個(gè)中子

C.X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3

D.X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍

18、CD 解析：設(shè)原子核X的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，依題意寫出核反應(yīng)方程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得原子核Y的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y-1，原子核Z的質(zhì)量數(shù)為x-3，電荷數(shù)為y-2。由此可得X核的質(zhì)子（y）比Z核的質(zhì)子（y-2）多2個(gè)，A錯(cuò)；由此可得X核的中子（x-y）比Z核的中子（x-y-1）多1個(gè)，B錯(cuò)；X核的質(zhì)量數(shù)（x）比Z核的質(zhì)量數(shù)（x-3）多3個(gè)，C對(duì)；X核與Z核的總電荷（2y-2）是Y核電荷（y-1）的2倍，D對(duì)。

20．（2008年高考全國(guó)Ⅱ理綜卷20題）中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損△m，相應(yīng)的能量△E=△mc²=2.2MeV是氘核的結(jié)合能。下列說法正確的是

A．用能量小于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子

B．用能量等于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零

C．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零

D．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零

20、AD 解析：只有靜止氘核吸收光子能量大于其結(jié)合能時(shí)，才能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，光子能量大于氘核結(jié)合題，則多余的能量以核子動(dòng)能形式呈現(xiàn)，故C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確。

13．（2008年高考北京理綜卷13題）下列說法正確的是

A．用分光鏡觀測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象

B．用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)

C．光導(dǎo)纖維輿信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象

D．門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象

13、A 【解析】用X光機(jī)透視人體是利用X光的穿透性；光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象；門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象。

14．（2008年高考北京理綜卷14題）一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說法正確的是

A．核反應(yīng)方程是H+nH+γ

B．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損₁+m₂-m₁

C．輻射出的γ光子的能量E=(m₃-m₁-m₂)c

D．γ光子的波長(zhǎng)

14、B 【解析】核反應(yīng)方程是H+nH+；輻射出的光子的能量E=(₁+m₂-m₃)c²；光子的波長(zhǎng)。

．（2008年高考上海物理卷3A題）1991年盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生了＿＿＿＿（選填“大”或“小”）角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。若用動(dòng)能為1MeV的α粒子轟擊金箔，則其速度約為＿＿＿＿＿m/s。（質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.67×10^－27kg，1MeV=1×10⁶eV）

3A．大，6.9×10⁶

【解析】：盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)α粒子沒有大的偏轉(zhuǎn)，少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，盧瑟福抓住了這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；1MeV=1×10⁶×1.6×10^-19= mv²，解得v=6.9×10⁶m/s 。

．（2008年高考上海物理卷2B題）放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時(shí)，往往會(huì)同時(shí)伴隨＿＿＿＿＿輻射。已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T₁和T₂，經(jīng)過t＝T₁?T₂時(shí)間后測(cè)得這兩種放射性元素的質(zhì)量相等，那么它們?cè)瓉淼馁|(zhì)量之比m_A：m_B＝＿＿＿＿＿。

2B．【答案】：γ，2^T² : 2^T¹

【解析】：放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時(shí)，往往以γ光子的形式釋放能量，即伴隨γ輻射；根據(jù)半衰期的定義，經(jīng)過t＝T₁?T₂時(shí)間后剩下的放射性元素的質(zhì)量相同，則 = ，故m_A：m_B＝2^T² : 2^T¹

6．（2008年高考上海物理卷6題）在下列4個(gè)核反應(yīng)方程中，x表示質(zhì)子的是

（A）（B）