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2019年高中物理 模塊綜合檢測 魯科版選修3-5 一、選擇題(本題共10個(gè)小題，共50分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．) 1．若一個(gè)物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，則物體(質(zhì)量不變)運(yùn)動(dòng)的(　　) A．速度大小一定改變了 B．速度方向一定改變了 C．速度一定變化了 D．加速度一定不為零 【解析】　根據(jù)動(dòng)量的定義p＝mv，在m一定時(shí)，只有v的大小或方向發(fā)生變化，動(dòng)量p才會(huì)變化，根據(jù)加速度的定義a＝ΔvΔt，則a一定不為零，故選C、D. 【答案】　CD 2．(xx福州高二檢測)為了保證航天員的安全，飛船上使用了降落傘、反推火箭、緩沖座椅三大法寶，在距離地面大約1 m時(shí)，返回艙的4個(gè)反推火箭點(diǎn)火工作，返回艙速度一下子降到了2 m/s以內(nèi)，隨后又漸漸降到1 m/s，最終安全著陸，把返回艙從離地1 m開始到完全著陸稱為著地過程，則關(guān)于反推火箭的作用，下列說法正確的是(　　) A．減小著地過程中返回艙和航天員的動(dòng)量變化 B．減小著地過程中返回艙和航天員所受的沖量 C．延長著地過程的作用時(shí)間 D．減小著地過程返回艙和航天員所受的平均沖力 【解析】　反推火箭并沒有改變返回艙的動(dòng)量變化，所以由動(dòng)量定理，返回艙所受沖量不變，只是作用時(shí)間延長，平均沖力減?。? 【答案】　CD 3．(xx天津高考)下列說法正確的是(　　) A．原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律 B．α射線、β射線、γ射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流 C．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子 D．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動(dòng)能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān) 【解析】　根據(jù)原子核的衰變規(guī)律、放射線的性質(zhì)、玻爾理論和光電效應(yīng)規(guī)律解決問題． 原子核發(fā)生衰變時(shí)遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，而非質(zhì)量守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；α、β、γ射線的實(shí)質(zhì)是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核、電子流和光子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，只能輻射特定頻率的光子，滿足hν＝Em－E1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν—W知，光電子的動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　C 4．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核，下列說法中正確的是(　　) A．利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑 B．利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑 C．原子的核式結(jié)構(gòu)模型很好地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn) D．處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大 【解析】　核外電子對α粒子幾乎沒有什么阻擋作用，故無法估算核外電子的運(yùn)動(dòng)半徑，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；玻爾的氫原子模型很好地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 【答案】　AD 5．(xx泉州質(zhì)檢)氫原子能級(jí)的示意圖如圖1所示，大量氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a，從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光b，則(　　) 圖1 A．氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出γ射線 B．氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線 C．在水中傳播時(shí)，a光較b光的速度小 D．氫原子在n＝2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離 【解析】　γ射線是原子核發(fā)生衰變產(chǎn)生的，A錯(cuò)；ΔE＝hν，ΔE42＞ΔE32＞ΔE43，νa＞νb＞ν43，B錯(cuò)；速度v＝，相對同種介質(zhì)，因?yàn)棣蚢＞νb，所以na＞nb，故va＜vc，C對；氫原子在n＝2的能級(jí)吸收能量超過3.4 eV的光子能電離，D錯(cuò)． 【答案】　C 6．(xx澄邁模擬)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為Δm，相應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的結(jié)合能．下列說法正確的是 (　　) A．用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 B．用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零 C．用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零 D．用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零 【解析】　用能量小于結(jié)合能的光子照射氘核時(shí)，氘核一定不能分解，所以A正確，B錯(cuò)誤．用能量大于結(jié)合能的光子照射氘核時(shí)，氘核可能分解，只要分解，分解出的質(zhì)子和中子動(dòng)能之和一定不為零(若動(dòng)能之和為零就分不開了)，所以C錯(cuò)誤，D正確. 【答案】　AD 7．(xx重慶理綜)質(zhì)量為m 的人站在質(zhì)量為2m的平板小車上，以共同的速度在水平地面上沿直線前行，車所受地面阻力的大小與車對地面壓力的大小成正比．當(dāng)車速為v0時(shí)，人從車上以相對于地面大小為v0的速度水平向后跳下．跳離瞬間地面阻力的沖量忽略不計(jì)，則能正確表示車運(yùn)動(dòng)的v－t圖像為(　　) 【解析】　車與人以共同初速度在與壓力成正比的阻力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，a＝μg，當(dāng)車速為v0時(shí)，人以相對于地面v0的速度向后跳出，不考慮跳出時(shí)地面阻力的沖量，則跳出過程動(dòng)量守恒，有(2m＋m)v0＝－mv0＋2mv，v＝2v0，故車的速度突變?yōu)?v0，之后車在摩擦力作用下仍做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，只有選項(xiàng)B正確． 【答案】　B 8．如圖所示，N為鎢板，M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的電動(dòng)勢和極性已在圖中標(biāo)出，鎢的逸出功為4.5 eV.現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鎢板(各光子的能量也已在圖上標(biāo)出)．那么下列圖中能有電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是(　　) 【解析】　A中沒有光電子產(chǎn)生，B、C、D都有光電子產(chǎn)生．B中電源加正向電壓，光電子加速向M運(yùn)動(dòng)；C中電源加反向電壓，光電子最大初動(dòng)能為E1＝5.8 eV－4.5 eV＝1.3 eV＜1.5 eV，故C中光電子不能到達(dá)M；D中光電子的最大初動(dòng)能為E2＝6.8 eV－4.5 eV＝2.3 eV ＞1.5 eV，故D中光電子能到達(dá)M. 【答案】　BD 9．(xx泉州高二檢測)某放射性元素經(jīng)過x次α衰變，y次β衰變得到新核，與原來的放射性元素原子核相比較(　　) A．質(zhì)子數(shù)減少(2x－y)，中子數(shù)減少(2x＋y) B．質(zhì)子數(shù)減少(2x－y)，中子數(shù)減少2y C．質(zhì)子數(shù)減少2x，中子數(shù)減少2y D．質(zhì)子數(shù)減少2y，中子數(shù)減少(2x＋y) 【解析】　根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知A對． 【答案】　A 10．下表列出了幾種不同物質(zhì)在某種速度下的德布羅意波波長和頻率為1 MHz的無線電波的波長，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知(　　) 質(zhì)量(kg) 速度(m/s) 波長(m) 彈子球 2.010－2 1.010－2 3.310－30 電子(100 eV) 9.110－31 5.0106 1.210－10 無線電波(1 MHz) 3.0102 ①要檢測彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能 ②無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動(dòng)性 ③電子照射到鋁箔上可以觀察到它的波動(dòng)性 ④只有可見光才有波粒二象性 A．①④　　　 B．②④　　　C．①②　　　 D．①②③ 【解析】　彈子球的德布羅意波波長很小，通常情況下很難找到如此小的障礙物或小孔，所以①對；無線電波波長很長，通常情況下只表現(xiàn)出波動(dòng)性，所以②對；電子波長與金屬晶格大小的數(shù)量級(jí)相同，故可觀察到它的波動(dòng)性，所以③對；對于④不只是可見光有波粒二象性，對于微觀粒子都具有波粒二象性．所以選D. 【答案】　D 二、非選擇題(本大題共6小題，共50分．按題目要求作答．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．) 11．(6分)(2011山東理綜)碘131核不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生β衰變，其半衰期為8天． (1)碘131核的衰變方程：I→________(衰變后的元素用X表示)． (2)經(jīng)過________天有75%的碘131核發(fā)生了衰變． 【解析】　(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，I→X＋e (2)根據(jù)m＝m0()得： 0．25m0＝m0()，解得t＝16天． 【答案】　(1)I→X＋e　(2)16 12．(8分)(2011新課標(biāo)全國高考)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長為λ(λ<λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為________．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h. 【解析】　由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝hν－W0，其中金屬的逸出功W0＝hν0，又由c＝λν知W0＝，用波長為λ的單色光照射時(shí)，其Ek＝－＝hc.又因?yàn)閑U＝Ek，所以遏止電壓U＝＝. 【答案】　　 13．(8分)(xx濱州月考)如圖2所示，在光滑水平面上有A、B兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻，在小車B上坐著一個(gè)小孩，小孩與B車的總質(zhì)量是A車質(zhì)量的10倍．兩車開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，小孩把A車以相對于地面的速度v推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，追上B，與B碰撞后以共同速度運(yùn)動(dòng)，求最后A、B的共同速度． 圖2 【解析】　取水平向右為正方向，設(shè)小孩推出A車后B車的速度為v1，由動(dòng)量守恒定律得 mBv1－mAv＝0 A與B碰撞后的共同速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得 mBv1＋mAv＝(mB＋mA)v2 代入mB＝10mA，得：v2＝v 【答案】　v 14．(8分)(xx江蘇單科)A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB，求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功． 【解析】　光子能量ε＝hν，動(dòng)量p＝，且ν＝ 得p＝，則pA∶pB＝2∶1. A照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EA＝εA－W0，同理，EB＝εB－W0 解得W0＝EA－2EB. 【答案】　2∶1　EA－2EB 15．(10分)(xx海南高考)一靜止的U核經(jīng)α衰變成為Th核，釋放出的總動(dòng)能為4.27 MeV.問此衰變后Th核的動(dòng)能為多少M(fèi)eV(保留1位有效數(shù)字)? 【解析】　據(jù)題意知，此α衰變的衰變方程為 U→Th＋He 根據(jù)動(dòng)量守恒定律得 mαvα＝mThvTh① 式中，mα和mTh分別為α粒子和Th核的質(zhì)量，vα和vTh分別為α粒子和Th核的速度的大?。深}設(shè)條件知 mαv＋mThv＝Ek② ＝③ 式中Ek＝4.27 MeV是α粒子與Th核的總動(dòng)能． 由①②③式得 mThv＝Ek④ 代入數(shù)據(jù)得，衰變后Th核的動(dòng)能 mThv＝0.07 MeV⑤ 【答案】　0.07 MeV 16．(10分)光具有波粒二象性，光子的能量E＝hν，其中頻率ν表征波的特征．在愛因斯坦提出光子說之后，法國物理學(xué)家德布羅意提出了光子動(dòng)量p與光波波長λ的關(guān)系為p＝. 若某激光管以P＝60 W的功率發(fā)射波長λ＝663 nm的光束，試根據(jù)上述理論計(jì)算： (1)該管在1 s內(nèi)發(fā)射出多少個(gè)光子？ (2)若光束全部被某黑體表面吸收，那么該黑體表面受到的光束對它的作用力F為多大？ 【解析】　(1)設(shè)在時(shí)間Δt內(nèi)發(fā)射出的光子數(shù)為n，光子頻率為ν，每個(gè)光子的能量E＝hν，所以P＝. 而ν＝，Δt＝1 s. 解得n＝＝個(gè)＝2.01020個(gè)． (2)在時(shí)間Δt內(nèi)激光管發(fā)射出的光子全部被黑體表面吸收，光子的末動(dòng)量變?yōu)榱?，?jù)題中信息可知，n個(gè)光子的總動(dòng)量為p總＝np＝n， 根據(jù)動(dòng)量定理有FΔt＝p總， 解得黑體表面對光子束的作用力為 F＝＝＝＝＝ N＝2.010－7 N， 又根據(jù)牛頓第三定律，光子束對黑體表面的作用力 F′＝F＝2.010－7 N. 【答案】　(1)2.01020個(gè)　(2)2.010－7 N