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1、选修模块35,选修模块35,1.2007年理综宁夏卷30.D2.2009年理综山东卷383.2008年理综山东卷38 4.2009年理综福建卷295.2007年理综山东卷38 6.2008年海南卷19 7.2007年海南卷19(1)8.2009年理综宁夏卷369.2009年江苏卷12C10.2008年理综宁夏卷3311.2008年江苏卷12C12.2009年理综海南卷19,1.2007年理综宁夏卷30.D,30.D.（物理选修35）在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动
2、。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m1/m2。,解：,从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和B的速度大小保持不变，根据它们通过的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为41,两球碰撞过程遵守动量守恒和能量守恒：,解得：,2.2009年理综山东卷38,(1)历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5MeV的质子 轰击静止的，生成两个动能均为8.9MeV的.（1MeV=1.610-13 J）上述核反应方程为_。质量亏损为_kg。,3.110-29,38（8分）物理物理3-,答：
3、或,（2）如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA=mC=2m,mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为,mBvB=(mB+mC)v,(mA+mB)v0=mAv+mBvB，,解：,设共同速度为v,球A和B分开后,B的速度为vB，由动量守恒定律有,3.2008年理综山东卷38,(1)在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n2能级发出的谱线属于巴耳末线系若一群氢原
4、子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发生 条不同频率的谱线,6,发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，说明较高能级是n=3和n=4两个，一群氢原子从n=4能级自发跃迁时发出的谱线最多可发生6条不同频率的谱线。,解：,（2）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图1所示现给盒子一初速度v0,此后，盒子运动的vt 图象呈周期性变化，如图2所示请据此求盒内物体的质量,解：,设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律,3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0,说明碰撞是弹性碰撞,解得：mM,（也可通过图象分析得出v0v
5、，结合动量守恒，得出正确结果）,题目,4.2009年理综福建卷29,29.物理选修3-5（本题共有两个小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意。)（1）随着现代科学的发展，大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是。（填选项前的编号）卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构天然放射现象表明原子核内部有电子轻核聚变反应方程有：氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长,氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光子比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子具有更大的能量，更大的频率
6、和更短的波长。,解：,卢瑟福粒子散射实验说明原子核的核式结构,天然放射现象说明原子核可以再分,说明原子核内部具有复杂的结构，,（2）一炮艇总质量为M，以速度匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是。（填选项前的编号）,题目,5.2007年理综山东卷38,38.（物理3-5）人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。（1）卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。_,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,玻
7、尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱,查德威克发现了中子,在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途 _。,答：,1为射线，用于消除静电等。,2为射线，用于金属探伤，医院中的放疗；,3为射线，用于示踪原子，改良农作物品种等。,（2）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果
8、更好？,题目,（2）解：,设中子质量为mn靶核质量为M，由动量守恒定律和能量守恒,解得：,在重水中靶核质量：MH=2mn,在石墨中靶核质量：MC=12mn,与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好,题目,第2页,6.2008年海南卷19,(1)某考古队发现一古生物骸骨，考古专家根据骸骨中的 含量推断出了该生物死亡的年代。已知此骸骨中的 含量为活着的生物体中的1/4,的半衰期为5730年该生物死亡时距今约 年.,1.15104,该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约,25730年=11460年。,解：,19、模块35试题,一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量
9、为m的炮弹炮可在水平方向自由移动.当炮身上未放置其它重物时，炮弹可击中水平地面上的目标A；当炮身上固定一质量为M0的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B炮口离水平地面的高度为h如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。,解：,由动量守恒定律和能量守恒定律得：,解得：,炮弹射出后做平抛，有：,题目,解得目标A距炮口的水平距离为：,同理，目标B距炮口的水平距离为：,解得：,题目,第2页,7.2007年海南卷19(1),(1)氢原子第n能级的能量为，其中E1是基态能量,而n=1，2,。若一氢原子发射能量为 的光子后处于比基态能量
10、高出 的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？,19模块3-5试题,解：,设氢原子发射光子前后分别处于第l与第m能级则依题意有,由式解得m=2,由式得l=4,氢原子发射光子前后分别处于第4与第2能级。,(2)一速度为v的高速粒子（）与同方向运动的氖核（）发生弹性正碰，碰后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。,解：,设粒子与氖核的质量分别为m与mNe，氖核在碰撞前后的速度分别为vNe与。,由动量守恒与机械能守恒定律，有,题目,已知,将式代入式得,解得,题目,第2页,8.2009年理综宁夏卷36,36物理选修3-5（15分）（1）（5分）关于光电效应，下列说法正确的是_（
11、填入选项前的字母，有填错的不得分）A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D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,A,（2）（10分）两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后又滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。,设物块在劈B上达到的最大高度为h，此时物块和B的共同速度大小为V，由机械能守恒和动量守恒得
12、,联立式得,设物块到达劈A的低端时，物块和A的的速度大小分别为v和V，由机械能守恒和动量守恒得,解：,题目,9.2009年江苏卷12C,12C（选修模块35）（12分）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的 核反应，间接地证实了中微子的存在。,可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是.（填写选项前的字母）A.0和0 B.0和1 C.1和 0 D.1和1,A,（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。,解：
13、,（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即,已知正电子和电子的质量都为9.110-31，反应中产生的每个光子的能量约为 J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是。,产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由E=mc2，故一个光子的能量为E/2，,正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程要遵循动量守恒。,代入数据得E/2=8.210-14J。,8.210-14,解：,要遵循动量守恒,（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物
14、质波波长的大小。,物质波的的波长为,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即,因为,所以,故,解：,题目,10.2008年理综宁夏卷33,8,4,天然放射性元素 经过 次衰变和 次衰变,最后变成铅的同位素.(填入铅的三种同位素、中的一种),衰变时，新核的质量数减4，电荷数减2，衰变时，新核的质量数不变，电荷数加1。最后变成铅的质量数与239的差值一定是4的倍数，所以最后变成铅的同位素，,n=(239-207)/4=8，即发生了8次 衰变，,根据质量数的变化先求出发生的 衰变次数,94-28+k=82，k=4,即发生了4次衰变。,再根据电荷数的变化求出衰变次数,解：,33、物理选修35,
15、（2）某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45角，然后将其由静止释放结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30若本实验允许的最大误差为4，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？,解：,本题要求验证碰撞中的动量守恒定律及碰撞前与碰撞后的机械能守恒定律。,设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为vB，在不考虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得,设碰撞前后两摆球的总动量的大小分别为P1、P
16、2.有,联立式解得：,题目,代入已知条件得,由此可以推出：,所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律,联立式解得：,同理可得：,题目,第2页,11.2008年江苏卷12C.,12.C（选修模块35）（1）下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有,A B,解见下页,C为 粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式结构模型。,解：,A为康普顿散射，B为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性；,D为光的色散，揭示了氢原子能级的不连续；,（1）,（2）,（3）,（2）场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2A、B两球由静止释放，
17、重力加速度为g，则小球A和组成的系统动量守恒应满足的关系式为,E(q1q2)（m1m2)g,系统动量守恒的条件为所受合外力为零。即电场力与重力平衡，即,解：,（1）,（2）,（3）,（3）约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素 衰变成 的同时放出另一种粒子,这种粒子是.是 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.,1 mg 随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?,正电子,答：t56天（5458天）,解见下页,（1）,（2）,（3）,由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程：,可知这种粒子是正电子。由图象
18、可知,的半衰期为14天，,4mg的 衰变后还剩0.25mg,经历了4个半衰期，所以为56天。,解：,（1）,（2）,（3）,12.2009年理综海南卷19,19模块3-5试题（12分）（I）（5分）已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c=3.0108m/s，普朗克常量h=6.6310-34 Js，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。,一波长为光子的能量为,设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P,则,式中，k=5%是灯泡的发光效率。,联立式得,代入题给数据得 n=1.41019s-1,解：,（1）写出衰变方程；（2）已知衰
19、变放出的光子的动量可忽略，求粒子的动能。,(II)（7分）钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核激发态 和 粒子，而铀核激发态 立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeE的光子。已知：、和 粒子的质量分别为mPu=239.0521u、mU=235.0439u和m=4.0026u，1u=931.5MeV/c2,（1）衰变方程为,或合起来有,解：,（2）上述衰变过程的质量亏损为,放出的能量为E=m c2,这个能量是铀核的动能EU、粒子的动能E和光子的能量E之和,由式得,题目,又由动能的定义知,由式得,由式得,代入题给数据得 E=5.034MeV,设衰变后的铀核和粒子的速度分别为vU和v，则由动量守恒有,题目,第2页,
