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2019-2020年高中物理综合检测卷(含解析)粤教版选修3-5
一、单项选择题本题共6小题,每小题4分,共24分1.关于近代物理,下列说法正确的是 A.α射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程H+H→He+n中,n表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征答案 D解析 α射线是高速运动的氦原子核,选项A错误;选项B中n表示中子;根据光电效应方程hν=mv+W0可知最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系,选项C错误;根据玻尔的原子理论可知,选项D正确.2.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯
137.碘131的半衰期约为8天,会释放β射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射γ射线.下列说法正确的是 A.碘131释放的β射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比,碘131衰变更慢D.铯133和铯137含有相同的质子数答案 D解析 β射线是高速电子流,选项A错误;γ光子是高频电磁波,穿透本领最强,γ光子能量大于可见光光子能量,选项B错误;与铯137相比,碘131的半衰期小,说明碘131衰变更快,选项C错误;铯137是铯133的同位素,它们的原子序数相同,质子数也相同,选项D正确.本题答案为D.3.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图1所示,由此可知 图1A.
②来自于原子核外的电子B.
①的电离作用最强,是一种电磁波C.
③的电离作用最强,是一种电磁波D.
③的电离作用最弱,属于原子核内释放的光子答案 D解析 从题图中三种射线的穿透能力可以看出
①为α射线,
②为β射线,
③为γ射线.三种射线都来自于原子核内部,A错;α射线的电离作用最强,为氦核流,B、C错;γ射线的电离作用最弱,D正确.4.下列说法中错误的是 A.卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为He+7N→8O+HB.铀核裂变的核反应方程是U→14156Ba+Kr+2nC.质子、中子、α粒子的质量分别为m
1、m
2、m3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是2m1+2m2-m3c2D.原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2,那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子答案 B解析 1919年,卢瑟福做了α粒子轰击氮原子核的实验,发现了质子,核反应方程为He+7N→8O+H,选项A说法正确;铀核裂变时,需要中子轰击铀核,所以铀核裂变的核反应方程是U+n→Ba+Kr+3n,选项B说法错误;根据爱因斯坦质能关系式可知,选项C说法正确;设波长为λ1的光子能量为E1,波长为λ2的光子能量为E2,原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的光子能量为E3,波长为λ3,则E1=hc/λ1,E2=hc/λ2,E3=hc/λ3;E3=E2-E1,可推知λ3=,D说法正确.本题答案为B.5.如图2所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m和m的A、B两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧弹簧与A、B不拴连,由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是 图2A.两滑块的动能之比EkA∶EkB=1∶2B.两滑块的动量大小之比pA∶pB=2∶1C.两滑块的速度大小之比vA∶vB=2∶1D.弹簧对两滑块做功之比WA∶WB=1∶1答案 A解析 根据动量守恒定律知,两滑块脱离弹簧后动量大小相等,B项错误;mAvA=mBvB,故vA vB=mB mA=12,C项错误;由Ek=得EkA EkB==,A项正确;由W=ΔEk知WA WB=EkA EkB=12,D项错误.6.如图3所示,图3光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则 A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10答案 A解析 碰撞前总动量p=6+6kg·m/s=12kg·m/s,碰后A动量pA′=2kg·m/s,则pB′=10kg·m/s,又由mB=2mA,可知vA′∶vB′=2∶5,故A项正确.
二、双项选择题本题共4小题,每小题5分,共20分7.光电效应实验中,下列表述正确的是 A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 CD解析 由爱因斯坦光电效应方程知,只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子,光电流几乎是瞬时产生的,其大小与光强有关,与光照时间长短无关,易知eUc=Ek=hν-W0其中Uc为遏止电压,Ek为光电子的最大初动能,W0为逸出功,ν为入射光的频率.由以上分析知,A、B错误,C、D正确.
8.图4已知金属钙的逸出功为
2.7eV,氢原子的能级图如图4所示,一群氢原子处于量子数n=4能级状态,则 A.氢原子可能辐射6种频率的光子B.氢原子可能辐射5种频率的光子C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应答案 AC解析 一群氢原子从n=4能级跃迁可能产生的光子为6种,选项A正确.若发生光电效应,则光子的能量需要大于
2.7eV,此时只有第4能级跃迁到第1能级、第3能级跃迁到第1能级、第2能级跃迁到第1能级3种频率的光子满足条件,选项C正确.9.某实验室工作人员,用初速度为v0=
0.09cc为真空中的光速的α粒子,轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na,产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰,碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同,质子的运动方向与新核运动方向相反,它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动.通过分析轨迹半径,可得出新核与质子的速度大小之比为1∶10,已知质子质量为m.则 A.该核反应方程是He+Na→Mg+HB.该核反应方程是He+Na→Mg+nC.质子的速度约为
0.225cD.质子的速度为
0.09c答案 AC解析 由质量数守恒和电荷数守恒得He+Na→Mg+H.又因α粒子、新核的质量分别为4m、26m,设质子的速率为v,因为α粒子与钠原子核发生对心正碰,由动量守恒定律得4mv0=26m·-mv,解得v=
0.225c10.如图5所示为一光电管的工作原理图,光电管能把光信号转变为电信号,当有波长为λ0的光照射光电管的阴极K时,电路中有电流通过灵敏电流计,则有 图5A.若换用波长为λ1λ1<λ0的光照射阴极时,电路中一定没有电流B.若换用波长为λ2λ2<λ0的光照射阴极时,电路中一定有电流C.若换用波长为λ3λ3>λ0的光照射阴极时,电路中可能有电流D.将电源的极性反接后,电路中一定没有电流答案 BC解析 波长为λ0的光能使金属发生光电效应,λ1<λ0,λ2<λ0,这两种光的频率大于波长为λ0的光的频率,都能产生光电流,所以A错,B对;由于λ3>λ0,如果λ3光的频率也大于极限频率,则电路中可能有电流,C对;将电源的极性反接后,如果最大初动能Ek>eU,仍有电流,D错.
三、填空题本题共8分11.8分贝可勒尔发现天然放射现象,揭开了人类研究原子核结构的序幕.如图6中P为放在匀强电场中的天然放射源,其放出的射线在电场中分成A、B、C三束.图61构成A射线的粒子是______;构成B射线的粒子是________;构成C射线的粒子是________.2三种射线中,穿透能力最强,经常用来对金属探伤的是________射线;电离作用最强,经常用来轰击原子核的是____________射线;当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个________粒子.3请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程Th→Pa+________;________+Al→P+n.答案 1电子e或β粒子 γ光子 氦核He或α粒子 2γ α β 3 0-1e He
四、计算题本题共5小题,共48分12.8分在光滑水平面上,甲、乙两物体的质量分别为m
1、m2,它们分别沿东西方向的一直线相向运动,其中甲物体以速度6m/s由西向东运动,乙物体以速度2m/s由东向西运动.碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度的大小都是4m/s.求1甲、乙两物体的质量之比;2通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞.答案 1 2弹性碰撞解析 1设向东方向为正方向,则v1=6m/s,v1′=-4m/s,v2=-2m/s,v2′=4m/s由动量守恒定律得m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′解得=2碰撞前系统的总动能Ek=m1v+m2v=m2碰撞后系统的总动能Ek′=m1v1′2+m2v2′2=m2因为Ek′=Ek,所以这次碰撞是弹性碰撞.13.10分如图7所示,光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮不计定滑轮的质量和摩擦,绳的一端与甲车相连,另一端被甲车上的人拉在手中,已知每辆车和人的质量均为30kg,两车间的距离足够远,现在人用力拉绳,两车开始相向运动,人与甲车保持相对静止,当乙车的速度为
0.5m/s时,停止拉绳,求1人在拉绳过程中做了多少功?2若人停止拉绳后,为避免两车相撞,人至少以多大速度从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞?图7答案
15.625J
20.5m/s解析 1设甲、乙两车和人的质量分别为m甲、m乙和m人,停止拉绳时甲车的速度为v甲,乙车的速度为v乙,取甲车的运动方向为正方向,由动量守恒定律得m甲+m人v甲-m乙v乙=0解得v甲=
0.25m/s由功能关系可知,人拉绳过程中做的功等于系统动能的增加量.W=m甲+m人v+m乙v=
5.625J2设人跳离甲车时人的速度为v人,取v人的方向为正方向,人离开甲车前后由动量守恒定律得m甲+m人v甲=m甲v甲′+m人v人人跳到乙车时m人v人-m乙v乙=m人+m乙v乙′要使两车恰好不发生碰撞,需满足v甲′=v乙′解得v人=
0.5m/s即当人跳离甲车的速度至少为
0.5m/s时,两车才不会发生碰撞.14.10分如图8所示,一条轨道固定在竖直平面内,粗糙的ab段水平,bcde段光滑,cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧,可视为质点的物块A和B紧靠在一起,静止于b处,A的质量是B的3倍.两物块在足够大的内力作用下突然分离,分别向左、右始终沿轨道运动.B到d点时速度沿水平方向,此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的,A与ab段的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求图81物块B在d点的速度大小v;2物块A滑行的距离s.答案 1 2解析 1物块B在d点时,重力和支持力的合力提供向心力,则mBg-N=
①又因为N=mBg
②联立
①②式得物块B在d点时的速度v=.2物块B由b点到d点过程中,由动能定理得-mBgR=mBv2-mBv
③物块A和B分离过程中由动量守恒定律得mAvA-mBvB=0
④物块A和B分离后,物块A做匀减速直线运动,由动能定理得-μmAgs=-mAv
⑤联立
③④⑤式,得物块A滑行的距离s=.15.10分如图9所示,在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车,车上有一个质量m=
1.9kg的木块,木块距小车左端6m木块可视为质点,车与木块一起以v=1m/s的速度水平向右匀速行驶,一颗质量m0=
0.1kg的子弹以v0=179m/s的初速度水平向左飞来,瞬间击中木块并留在其中,如果木块刚好不从车上掉下来,求木块与平板小车之间的动摩擦因数μ.g=10m/s2图9答案
0.54解析 设子弹射入木块后两者的共同速度为v1,以水平向左为正,则由动量守恒有m0v0-mv=m+m0v1解得v1=8m/s由它们恰好不从平板小车上掉下来可知,它们相对平板小车滑行距离s=6m时跟小车具有相同速度v2,则由动量守恒有m+m0v1-Mv=m+m0+Mv2解得v2=
0.8m/s由能量守恒有μm0+mgs=m+m0v+Mv2-m0+m+Mv代入数据解得μ=
0.5416.10分1美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用铜和半衰期为100年的放射性同位素镍63Ni两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63Ni发生一次β衰变变成铜Cu,同时释放电子给铜片,把镍63Ni和铜片做电池两极.镍63Ni的衰变方程为______________________,16g镍63经过400年还有________g尚未衰变.2一静止的质量为M的镍核Ni发生β衰变,放出一个速度为v0,质量为m的β粒子和一个反冲铜核,若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为β粒子和铜核的动能.求此衰变过程中的质量亏损亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计.答案 1Ni→ 0-1e+Cu 1 2解析 1Ni→ 0-1e+Cu;12设衰变后铜核的速度为v,由动量守恒得mv0=M-mv由能量守恒得ΔE=mv+M-mv2由质能方程得ΔE=Δmc2解得Δm=。