三年高考及2010一模分类汇编——选修3-5

山东理综物理三年高考及2010一模分类汇编

选修3-5

三年高考

1. （2009山东卷）⑴ 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

A4-13的质子11H轰击静止的ZX，生成两个动能均为8.9MeV的2He（1MeV=1.6×J）

①上述核反应方程为_____________________。 ②质量亏损为___________kg。

⑵ 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，中间有一压缩的轻弹簧 (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。

2. （2008山东卷）（1）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃迁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。

（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—初速度v0，此后，盒子运动的v-t图象呈周期性变化，如图2所示。请据此求盒内物体的质量。

A 2m v0

B m C 2m

3. （2007山东卷）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了卓越的贡献。 请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。

①__________________________________________________________________。 ②__________________________________________________________________。 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。 ___________________________________________________________________。 （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

2作减速剂。中子在重水中可与1H核碰撞减速，在石墨中与126C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，哪种减速效果更好？

2010山东各地模拟

4. （2010德州一模）（1）太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234234

1H+1H→2He+x.若已知1H的质量为m1，1H的质量为m2，2He的质量为m3，x的质量为m4，则下列说法中正确的是：

A. x是中子

B.21H和31H在常温下就能够发生聚变

C.这个反应释放的核能为ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2

D.我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的

（2）质量为mB=2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为mA=2kg的物体A，一颗质量为m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100m/s，已知A ，B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止。求：

①物体A的最大速度vA； ②平板车B的最大速度vB。

5. （2010济宁一模）（1）写出下列两个核反应的反应方程：

2713Al（铝核）俘获一个?粒子后放出一个中子： 。

?粒子轰击147N（氮核）放出一个质子： 。

（2）如图所示，质量分别为m，和m：的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1,v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速率弹回，又与m1相碰，碰后

两球都静止．求第一次碰后m1球的速度大小．

6. （2010聊城一模） 静止的锂核（67.7×106m/s的中子，发生核3Li）俘获一个速度为

反应后若只产生两个新粒子，其中一个粒子为氦核（4，它的速度大小是2He）8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。

（1）写出此核反应的方程式；

（2）求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向。

112

7. （2010临沂一模）静止的氮核14被速度为v的中子击中生成碳核Nn0706C和另一12种原子核甲，已知126C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核6C与

甲核的动量之比为l：1．

(1)写出核反应方程式．

(2)求126C与甲核的速度各是多大?

v1 v2 8. （2010青岛一模）（1）1934年，法国科学家约里奥—居里夫妇用 α 粒子轰击铝27m2 m 1 1935（Al），产生出中子和磷的放射性同位素，因首次获得人工放射性物质而得到年的

13诺贝尔化学奖．请写出该核反应的方程式．

（2）质量分别为 m1 和 m2 的两个等半径小球，在光滑的水平面上分别以速度 v1、v2 向右运动，并发生对心正碰，碰后 m2 被墙弹回，与墙碰撞过程中无能量损失， m2 返回又与 m1 相向碰撞，碰后两球都静止．求

第一次碰后 m1球的速度．

9. （2010日照一模） (1)我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且

能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限

234清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是1H?1H?2He?X，其中粒子X的符号234X是 。已知1H的质量是m1，1H的质量是m2，2He的质量是m3，的质量是m4，

光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式

为 。

(2)在光滑水平面上，甲、乙两物体的质量分别为m1、m2，它们沿一条直线相向运动，其中甲物体运动速度v1的大小是6m/s，乙物体运动速度v2的大小是2m/s。已知两物体碰撞后各自沿着原方向的反方向运动，速度v的大小都是4m/s，求甲乙两物体的质量之比

m1。 m210. （2010泰安一模）(1)下列说法正确的是 。 A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

210

C．210 83Bi的半衰期是5天，12g83Bi经过15天后还有1.5g未衰变

D．按照玻尔理论。氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电

子的动能减小．原子总能量增大

(2)如图所示，在光滑水平桌面上有两上小球，质量 为m1的小球以速度v与质量为m2静止的小球发生正碰，

两球碰撞后粘在一起运动．求碰撞过程中系统动能的损失。

11. （2010潍坊一模）如图所示，质量分别为1 kg、3 kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4m/s的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二者在发生碰撞的过程中

(1)弹簧的最大弹性势能； (2)滑块B；的最大速度

12. （2010潍坊单科）太阳的能量来自氢核聚变：即四个质子（氢核）聚变一个?粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子．如果太阳辐射能量的功率为P，质子

141H、氦核20He、正电子1e的质量分别为mp、mHe、me，真空的光速为c，则

（1）写出上述核反应方程式；

（2）计算每一次聚变所释放的能量△E；

（3）计算t时间内因聚变生成的?粒子数n．

7

13. （2010烟台一模）一个静止的氮核（147N）俘获一个速度为2.3×10m/s的中子生成一

个复核A，复核A又衰变成B、C两个新核，已知B、C的速度方向与中子的速度方向相同，B的速度是vB=1×106m/s， B的质量是中子质量的11倍，B、C所带电荷量之比qB:qC=5：2（已知1mol标准状态下的理想气体的体积为22.4L）.求

（1）C核的速度大小

（2）根据计算判断C核是什么核 （3）写出核反应方程

14. （2010烟台单科）⑴某火车站由于工作需要正在进行列车编组，若甲车厢以速度υ0沿平直轨道匀速驶向原来静止的乙车厢，并在撞击过程中挂接在一起.而后甲、乙车厢又与原来静止的丙车厢通过相同的方法挂接在一起，已知每节车厢的质量均为m，不计车厢与轨道间的摩擦.求三节车厢挂接在一起后的速度. k.s.5.u ⑵关于衰变请回答下列问题：

①原子核衰变时可放出哪几种射线？试说明射线的成份及带电性质.

238②一静止的质量为m的铀核（92，发生α衰变转变成质量为m1的钍核（Th），同时U）

放出质量为m2的α粒子.已知光速为c, 写出衰变方程并求出衰变过程中释放的核能.

15. （2010枣庄一模）（1）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变，并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类源源不断地提供清洁能源，被称为“人造太阳”。

在该装置内所发生核反应的方程是1H?1H?2He?X，其中粒子X的符号

4是 。已知1H的质量为m1，3H的质量为m，212He的质量是m3，X的质量是m4，光

2234速为c，则发生一次上述核反应所释放核能的表达式为 。

（2）如图所示，质量为3m、长度为L的木块静止放置在光滑的水平面上。质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为 ①子弹穿出木块后，木块的速度大小；

②子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小。

2v0。试求： 5

参考答案

1. （1）1H?3X?2He?2He或1H?3Li?2He?2He，?m?17441744E?3.1?10?29Kg. 2C（2）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

(mA?mB)v0?mAv?mBvB,mBvB?(mB?mC)v,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为

9vB?v0。

5【考点】原子核、动量守恒定律

2. （1）6

（2）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

①

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

联立①②解得

②

m=M ③

(也可通过图象分析得出v0=v，结合动量守恒，得出正确结果)

3. （1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就）

玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光诺（或其他成就） 查德威克发现了中子（或其他成就）

（2）设中子质量为Mn靶核质量为M，由动量守恒定律 Mnv0=Mnv1+Mv2 解得：v1=Mn-M/Mn+M·v0 在重力中靶核质量：MH=2Mn V1H=Mn-Mc/Mn+Mc·v0=-1/3v0 在石墨中靶核质量：Mc=12M V1c= Mn-M/Mn+M·v0=11/13v0

与重力靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。

4. （1）AC（2分）

（2）解：①子弹穿过物体A的过程中，对子弹和物块A,由动量守恒定律得：

m0v0=m0v+mAvA…………………………………………………………………………（2分）

解得：vA=2.5m/s………………………………………………………………………（1分） ②对物块A和平板车B，由动量守恒定律得：

mAvA=(mA+mB)vB………………………………………………………………………（2分）

解得：vB=1.25m/s………………………………………………………………………（1分）

5. 解：（1）13Al?2He?15P?0n…………1分

147171N?42He?8O?1H…………1分

''274301 （2）设第一次碰后m1球的速度大小为v1,m2球的速度大小为v2，根据动量定恒定律

的

' m1v1?m2v2?m1v1'?m2v2'm1v1?m2v2?0

…………2分 …………2分 …………2分

解得v1?'m1v1?m2v2

2m16436. 解：（1）3Li?10n?2He?1H

…………2分

43 （2）用m1,m2和m3分别表示分子（1）、氦核（）和氚核（Hen1H）的质量，由20动量守恒定律得：m1v1?m2v2?m3v3 代入数值，得v3??8.1?106m/s

6…………4分 …………2分

即反应后生成的氚核的速度大小为8.1?10m/s，方向与反应前中子的速度方向相反。

112

7. (1)147N+0n →6C+1H…………………………………………(2分)

3(2)设中子质量为m0，126C核质量mC，甲核质量为m甲， 由动量守恒得 m0v0=mC vC+m甲v甲

即m0v0=12 m0 vC+3 m0v甲…………………………………………………(2分) 又因为126C与甲核动量比为1:l，所以

m0 vC= m甲v甲

即12 m0 vC=3 m0v甲…………………………………………………………(2分) 联立以上两个方程，得：vC =

v0…………………………………………(1分) 24v甲=

8. 解：（1）2He?42713v0………………………………………………（1分） 61Al?0n?3015P（2分）

// （2）设m1、m2碰后的速度大小分别为v1、v2，则由动量守恒知

m1v1?m2v2?m1v1/?m2v2/（2分） m1v1/?m2v2/?0 （2分）

∴v1?/m1v1?m2v2 方向向右（2分）

2m119. 解：(1) 0n或者n (2分)

核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，据爱因斯坦质能方程得发生一次裂变反应

所释放的核能表达式为?E?(m1?m2?m3?m4)c2 (2分) (2)设甲的初速度v1方同为正方向，则根据动量守恒定律有 m1v1?m2v2??m1v1 2(2?mv分) 代入数据解得

m13? (2分) m2510. (2)根据动量守恒定律

? m1v?(m1?m)2v (2分)

系统损失的动能 ?EK?11m1v2?(m1?m2)v?2 (2分) 22m1m2v2 整理得?EK? (2分)

2(m1?m2)11.

12. （1）核反应方程式为

140 41 H?2He?2e1 ①

（2）由爱因斯坦的质能方程?E??mc ② 核反应所释放的能量△E为 ?E?(4mp?mHe2 ?2mc ③e)

2 （3）由能量关系得P?n?E ④ 得n?ptpt ⑤ ?2?E(4mp?mHe?2me)c 评分标准：本题共8分，②④式各1分，其它各2分

13. 1）设中子质量为m，则氮核的质量为14m，B核的质量为11m，由质量数守恒知C核的质量为4m.…………………………（2分） 由动量守恒定律得 mv0=11mvB+4mvC

代入数据解得vC=3×106m/s…………（2分）

（2）因总电荷数为7，所以B核的电荷数为5，为硼核（11；C核的电荷数为2，5B）为氦核（2He）……………………………（2分） （3）

1474111n→2He+5B………………（2分）k.s.5.u N+0414. 解：⑴由动量守恒定律得 mv0?3mv……（2分）

1v?v0……（1分）

3⑵①α射线, β射线, γ射线 …………（1分）

?1α射线是由高速氦核（4）组成的粒子流,带正电；β射线为高速电子（Hee）流，20带负电；γ射线为高频电磁波，不带电.…………（1分）

238②U?9223490Th?4He …………（2分） 2?E??mc2?(m?m1?m2)c2 …………（1分）

115. 1）0n(m1?m2?m3?m4)c2（每空1分）

2mv0………………………………………①（2分） 5 （2）解：①设子弹穿出木块后，木块的速度大小为移。设向右方向为正方向，由动量

守恒定律可得：mv0?3mv?解得：v?1v0……………………………………………………②（1分） 5②设子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小为f。由能量守恒定律可得：

fL?1232122mv0?mv?m(v0)………………………………………③（2分） 2225联立②③式可得：

29mv0f? ………………（1分）

25L

14. 解：⑴由动量守恒定律得 mv0?3mv……（2分）

1v?v0……（1分）

3⑵①α射线, β射线, γ射线 …………（1分）

?1α射线是由高速氦核（4）组成的粒子流,带正电；β射线为高速电子（Hee）流，20带负电；γ射线为高频电磁波，不带电.…………（1分）

238②U?9223490Th?4He …………（2分） 2?E??mc2?(m?m1?m2)c2 …………（1分）

115. 1）0n(m1?m2?m3?m4)c2（每空1分）

2mv0………………………………………①（2分） 5 （2）解：①设子弹穿出木块后，木块的速度大小为移。设向右方向为正方向，由动量

守恒定律可得：mv0?3mv?解得：v?1v0……………………………………………………②（1分） 5②设子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小为f。由能量守恒定律可得：

fL?1232122mv0?mv?m(v0)………………………………………③（2分） 2225联立②③式可得：

29mv0f? ………………（1分）

25L

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