2011《龙门亮剑》高三一轮(人教版)物理(精品练习)选修3-5 模块综合检测

时间：2026-01-20

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模块综合检测

(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)

(90分钟 100分)

1．(7分)如右图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0=5 000×10-10 m的钠制成．用波长λ=3 000×10-10 m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1 V，饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I=0.56 μA.

(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目； (2)求电子到达A极时的最大动能； (3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时最大动能是多少？(普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s) 【解析】 (1)设每秒内发射的光电子数为n，则

－6

I0.56×1012n＝＝－3.5×10(个)．

e1.60×10

(2)由光电效应方程可知

cc11

Ekm＝hν－W0＝h－h＝hc λ－λ0 ， λλ0

在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能为Ek

Ek＝Ekm＋eU＝hc ＋eU.

λλ0－19

代入数值得Ek＝6.01×10 J.

(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不会变．

【答案】 (1)3.5×1012个 (2)6.01×10－19 J (3)6.01×10－19 J

2．(6分)已知金属铯的逸出功为1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV，求入射光的波长应为多少？

【解析】据光电效应方程Ek＝hν－W0可得入射光的频率为 Ek＋W0ν＝

由c＝νλ可得入射光的波长为 cλ＝ν

－348

6.63×10×3×10hc

＝m Ek＋W0(1.0＋1.9)×1.6×10－－7

＝4.3×10 m.

【答案】 4.3×10－7 m

3．(6分)氢原子第n能级的能量为En＝E1是基态能量，而n＝1,2，，

若一氢原子发射能量为－1的光子后处于比基态能量高出－1的激发态，则氢原子

164

发射光子前后分别处于第几能级？

【解析】设氢原子发射光子前后分别位于第l与第m能级，11lm3E 161

E3－E1E1 m4

解得：m＝2，l＝4. 【答案】 4

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4．(7分)如右图所示，甲车质量m1＝20 kg，车上有质量M=50 kg的人，甲车(连同车上的人)以v=3 m/s的速度向右滑行．此时质量m2 =50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范

围以内才能避免两车相撞？不计地面的摩擦，设乙车足够长，取g=10 m/s2. 【解析】以人、甲车、乙车组成系统，由动量守恒得 (m1＋M)v－m2v0＝(m1＋m2＋M)v′ 可解得：v′＝1 m/s

以人与甲车为一系统，人跳离甲车过程动量守恒，得 (m1＋M)v＝m1v′＋Mu 解得u＝3.8 m/s

因此，只要人跳离甲车的速度u≥3.8 m/s，就可避免两车相撞．

【答案】 u≥3.8 m/s 5．(8分)放射性同位素14 6C 被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．

(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成 146C， 6C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，放出β射线，试写出有关核反应方程．

(2)若测得一古生物遗骸中 6C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？

【解析】 (1)中子碰到氮原子发生核反应．方程为 1141410n＋ 7N→ 6C＋1H 14

6C的衰变的方程为 14140

6C→ 7N＋－1e.

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(2)由于生物活体通过新陈代谢，生物体 6C与 6C的比例和空气相同，都是固定不

1412