第15题 选修3－5模块预测题型1 选择、填空练1．(2022·天津理综·9(1))如图1所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前后的速率之比为3∶1，A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回．两球刚好不发生第二次碰撞，A、B两球的质量之比为________，A、B碰撞前后两球总动能之比为________．图12．(2022·重庆理综·3)高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.＋mgB.－mgC.＋mgD.－mg3．(2022·永州三模)下列说法中正确的是( )A．无论入射光的频率多么低，只要该入射光照射金属的时间足够长，也能产生光电效应B．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能增加，原子的电势能减小C．在用气垫导轨和光电门传感器做验证动量守恒定律的实验中，在两滑块相碰的端面上装不装上弹性碰撞架，不会影响动量是否守恒D．铀原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用E．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c24．(2022·洛阳二次统考)下列说法正确的是( )A．温度越高，放射性元素的半衰期越长B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的5\nC．汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构D．光的波长越长，光子的能量越小E．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子5．(2022·南平5月质检)(1)钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生其方程为Th→Pa＋x，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是________(填选项前的字母)A．x为质子B．x是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C．γ射线是钍原子核放出的D．1g钍Th经过120天后还剩0.2g钍(2)如图2所示，A、B两物体质量分别为mA、mB，且mA>mB，静置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经相同距离后，撤去两个力之后，两物体发生碰撞并粘在一起后将________(填选项前的字母)．图2A．停止运动B．向左运动C．向右运动D．运动方向不能确定6．(2022·锦州二模)如图3所示是氢原子的能级图，现有大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁，所发出的所有光子中，波长最长的为________m；上述所有光子中，照射到铷金属表面，逸出的光电子中最大初动能的最小值为____eV.(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，铷的逸出功W0＝2.13eV)图37．(2022·盐城二模)如图4甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为______J，金属的逸出功为______J.5\n图4答案精析第15题 选修3－5模块预测题型1 选择、填空练1．4∶1 9∶5解析 设A、B球的质量分别为mA和mB，A球碰撞后的速度大小为vA2，B球碰撞前后的速度大小分别为vB1和vB2，由题意知vB1∶vB2＝3∶1，vA2＝vB2.A、B碰撞过程由动量守恒定律得mBvB1＝mAvA2－mBvB2，所以有＝＝.碰撞前后的总动能之比为＝.2．A [由自由落体运动公式得人下降h距离时的速度为v＝，在t时间内对人由动量定理得(F－mg)t＝mv，解得安全带对人的平均作用力为F＝＋mg，A项正确．]3．BCE [根据光电效应方程：Ekm＝hν－W0，可知，只有当入射光的频率大于一定的频率时，才能发生光电效应，与入射的时间无关，故A错误；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，轨道半径变小，根据k＝m5\n知，半径减小，速度增大，动能增大，由于能量减小，则电势能减小，故B正确；动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力为零，所以用气垫导轨和光电门传感器做验证动量守恒定律的实验中，在两滑块相碰的端面上装不装上弹性碰撞架，不会影响动量是否守恒，故C正确；核力只存在于相邻的核子之间，所以核内的某一核子与其他核子间不一定有核力作用，故D错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，故E正确．]4．BDE [半衰期是由原子核本身决定，和外界因素无关，则A错误；贝可勒尔发现天然放射现象，揭示原子核是有结构的，故B正确；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，汤姆孙提出了枣糕式原子模型，故C错误；由c＝λf，E＝hν，知D正确；由玻尔理论，激发态的能量高，基态能量低，跃迁过程会释放以光子形式存在的能量，故E正确．]5．(1)B (2)C解析 (1)根据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子，即x为电子，故A错误；β衰变的实质：β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C错误；钍的半衰期为24天，1g钍Th经过120天后，发生5个半衰期，1g钍经过120天后还剩0.03125g，故D错误．(2)力F大小相等，mA＞mB，由牛顿第二定律可知，两物体的加速度有：aA＜aB，由题意知：xA＝xB，由运动学公式得：xA＝aAt，xB＝aBt，可知：tA＞tB，由IA＝F·tA，I2＝F·tB，得：IA＞IB，由动量定理可知pA＝IA，pB＝IB，则pA＞pB，碰前系统总动量向右，碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可知，碰后总动量向右，故A、B、D错误，C正确．6．1.88×10－6 0.42解析 大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁，发出6种不同频率的色光，根据跃迁理论，第4级、第3级之间的能级差最小，则光子的频率最小，对应的波长最长，因此辐射光子的能量ΔE＝E4－E3，所以hν＝h＝E4－E3＝－0.85eV－(－1.51)eV＝0.66eV，解得λ＝m≈1.88×10－6m.(2)铷的逸出功W0＝2.135\neV，只有当从4能级跃迁到2能级，对应的光电子的最大初动能才是最小的；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0，逸出的光电子的最大初动能最小值为Ekm＝(2.55－2.13)eV＝0.42eV.7．3.2×10－19 4.8×10－19解析 由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，电压是－2V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为：2eV＝3.2×10－19J，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，W0＝3eV＝4.8×10－19J.5
