2021届高考物理(浙江专用)二轮精选题组：专练19-选修3-5(含解析).docx

专练19　选修3－5　
1．(1)(多选)下列说法正确的是 (　　)
A．光子不但具有能量，也具有动量
B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会转变放射性元素的半衰期
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
(2)①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，仍用该光照射此光电管，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则它的遏止电压为________V(结果保留两位有效数字)．
②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v0，使A与B发生正碰，碰撞后A的速度为0.5v0，B的速度为1.5v0，且方向都与A初速度方向相同．求A和B质量之间的关系．
解析　(2)①依据光电效应可知，铝箔表面逸出电子，使得表面带正电，依据爱因斯坦的光电方程
eUc＝h－W0，
代入数据解得遏止电压Uc＝2.0 V.
②由动量守恒定律mAv1＋0＝mAv1′＋mBv2′
代入数据得mA＝3mB
答案　(1)AB　(2)①正　2.0　②mA＝3mB
2．(1)已知 U有一种同位素核比 U核多3个中子．某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变，放出的α粒子的速度大小为v0.写出衰变的核反应方程________(产生的新核的元素符号可用Y表示)；衰变后的新核速度大小为________．
(2)如图1所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态．另一质量与B相同的滑块A，从导轨上的P点以某一初速度v0向B运动，当A滑过距离l时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动．滑块A和B与导轨间的动摩擦因数都为μ，求碰后A、B的速度．(取重力加速度为g)

图1
解析　(1)设核子质量为m，则α粒子质量为4m，产生的新核质量为234m，U衰变，
由动量守恒有234mv＝4mv0，
解得v＝v0.
(2)令A、B质量均为m，A刚接触B时速度为v1(碰前)，由功能关系，
mv－mv＝μmgl ①
碰撞过程中动量守恒，令碰后瞬间A、B共同运动的速度为v2
依据动量守恒定律，
mv1＝2mv2 ②
联立①②解得v2＝
答案　(1)U→Y＋He　v0
(2)
3.(1)如图2所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3能级的激发态，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出三种频率不同的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长________(填“最长”或“最短”)，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为________eV.

图2
(2)一质量为0.5 kg的小球A以2.0 m/s的速度和静止于光滑水平面上质量为1 kg的另一大小相等的小球B发生正碰，碰撞后它以0.2 m/s的速度反弹．求原来静止小球B获得的速度大小．

图3
解析　(1)由于能级n＝3和n＝2的能量差最小，故辐射的光子频率最小，波长最长；
由爱因斯坦光电效应方程，
hν＝Ek＋W，
其中hν＝－1.51 eV－(－13.60 eV)＝12.09 eV，
代入数据可解得
Ek＝9.60 eV.
(2)由动量守恒定律得
m1v1＝－m1v1′＋m2v2
解得v2＝1.1 m/s
答案　(1)最长　9.60　(2)1.1 m/s
4．(1)用中子轰出锂核(Li)发生核反应，生成氚核和α粒子并放出4.8 MeV的能量，则该反应方程式为_______________________；质量亏损为________(用原子质量单位u表示)，若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，核反应放出的能量全部转化为粒子动能，则α粒子的动能为________．
(2)如图4所示，质量M＝40 g的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接，Q处有一固定的放射器B，它可以瞄准靶盒放射一颗水平速度v0＝50 m/s、质量m＝10 g的弹丸．当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力．弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？

图4
解析　(1)利用核反应方程式中质量数守恒、核电荷数守恒得n＋Li→H＋He＋4.8 MeV；
质量亏损为Δm＝u＝0.005 2 u；
由动量守恒知mHv1＝mαv2，
所以其动能比为
EkH∶Ekα＝∶＝mα∶mH＝4∶3，
即α粒子的动能为
Ekα＝E＝2.06 MeV.
(2)弹丸进入靶盒A后，设弹丸与靶盒A的共同速度为v，由系统动量守恒得：
mv0＝(m＋M)v
靶盒A的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得：
EP＝(m＋M)v2
解得：EP＝v
代入数值得EP＝2.5 J.
答案　(1)n＋Li→H＋He＋4.8 MeV　0.005 2 u
2．06 MeV　(2)2.5 J