高二物理選修3-5同步測試：本冊綜合能力測試題【2013年人教版】

1、高二物理人教版選修3-5同步測試本冊綜合能力測試題本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項符合題目要求，有些小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1(2012山東省實驗中學(xué)高二檢測)下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()答案：ab解析：選項a為康普頓效應(yīng)，選項b為光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性；選項c為粒子散射實驗，未涉及光子，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)；選項d為光的折射，揭示了

2、氫原子能級的不連續(xù)。2(2012泗水一中高二檢測)如圖所示，一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.01s.下列說法正確的是()球棒對壘球的平均作用力大小為1260n球棒對壘球的平均作用力大小為360n球棒對壘球做的功為126j球棒對壘球做的功為36jabcd答案：a解析：設(shè)球棒對壘球的平均作用力為f，由動量定理得tm(vtv0)，取vt45m/s，則v025m/s，代入上式，得1260n，由動能定理得wmvmv126j，故正確，選項a正確。3光子有能量，也有動量p，它也遵守有關(guān)動量的規(guī)律。如圖

3、所示，真空中有一“”字形裝置可繞通過橫桿中點的豎直軸oo在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質(zhì)量均相同的圓形白紙片。當(dāng)用平行白光垂直紙面向里照射這兩個圓面時，關(guān)于此裝置開始時轉(zhuǎn)動情況(俯視)的下列說法中正確的是()a沿順時針方向轉(zhuǎn)動b沿逆時針方向轉(zhuǎn)動c都有可能 d不會轉(zhuǎn)動答案：b解析：由動量定理可知，白光垂直照射到白紙片上，反射能力較好，白光垂直照射到黑紙片上時，吸收性較好，白紙片受到的沖力約為黑紙片受到的沖力的兩倍，故俯視看到裝置開始逆時針方向轉(zhuǎn)動。點評：本題告訴我們光子也具有動量，同時也滿足動量的相關(guān)定律和定理，在解答的時候，可以應(yīng)用相關(guān)的規(guī)律進(jìn)行分析判斷。4下列

4、哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的()a射線探傷儀b利用含有放射性i的油，檢測地下輸油管的漏油情況c利用co治療腫瘤等疾病d把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用以檢測確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律答案：bd解析：射線探傷儀利用了射線的貫穿能力，所以選項a錯誤。利用含有放射性i的油，可以記錄油的運(yùn)動蹤跡，可以檢查管道是否漏油，所以選項b正確。利用co治療腫瘤等疾病，利用了射線的貫穿能力和高能量，所以選項c錯誤。把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，可以記錄磷的蹤跡，用以檢測確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律，所以選項d正確。5紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離

5、子的能級圖如圖所示，e1是基態(tài)，e2是亞穩(wěn)態(tài)，e3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到e3，然后自發(fā)地躍遷到e2，釋放波長為2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)e2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為()a. b.c. d.答案：a解析：由題意知e3e1he3e2he2e1h由式解得，故a選項正確。6(2010遼寧大連雙基測試)下列說法正確的是()a相同頻率的光照射到不同的金屬上，逸出功越大，出射的光電子最大初動能越小b釷核th，衰變成鏷核pa，放出一個中子，并伴隨著放出光子c根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子運(yùn)動的加速度減

6、小d比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定答案：ad解析：釷核衰變的核反應(yīng)方程式為thpae，選項b錯誤；氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子軌道半徑減小，由a，核外電子運(yùn)動的加速度增大，選項c錯誤；故只有選項a、d正確。7(2012青島二模)靜止的氡核rn放出粒子后變?yōu)獒暫藀o ，粒子動能為e。若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和粒子的動能。真空中的光速為c，則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為()a. b0c. d.答案：c解析：由于動量守恒，反沖核和粒子的動量大小相等，由ek，它們的動能之比為4218，因此衰變釋放的總能量是e，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是。8月球土壤里大量存在著一種叫做“

7、氦3(he)”的化學(xué)元素，是熱核聚變的重要原料?？茖W(xué)家初步估計月球上至少有100萬噸氦3，如果相關(guān)技術(shù)研究成功，將為地球帶來取之不盡的能源。關(guān)于氦3與氘核聚變，下列說法中正確的是()a核反應(yīng)方程為hehhehb核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量c氦3(he)一個核子的結(jié)合能大于氦4(he)一個核子的結(jié)合能d氦3(he)與氘核發(fā)生聚變將放出能量答案：ad解析：氦3(he)與氘核聚變的核反應(yīng)方程符合質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，且聚變是放能反應(yīng)。9一個靜止在磁場中的放射性同位素原子核p，放出一個正電子后變成原子核si，下列各圖中近似反映正電子和si核軌跡的圖是()答案：b解析：把放出的正電子和衰變生

8、成物si核看成一個系統(tǒng)，衰變過程中系統(tǒng)的動量守恒，放出的正電子的運(yùn)動方向跟si核的運(yùn)動方向一定相反，且由于它們都帶正電，在洛倫茲力作用下一定形成兩個外切圓的軌跡，選項c、d錯。因為由洛倫茲力提供向心力，即qvbm，所以半徑r。衰變時，放出的正電子獲得的動量大小與反沖核si的動量大小相等，因此在同一個磁場中正電子和si核做勻速圓周運(yùn)動的半徑與它們的電量成反比，即14，可見正電子運(yùn)動形成的圓的半徑較大。故選項b正確，選項a錯誤。10核磁共振成像(縮寫為mri)是一種人體不接觸放射線，對人體無損害，可進(jìn)行人體多部位檢查的醫(yī)療影像技術(shù)?；驹硎牵和鈦黼姶挪M足一定條件時，可使處于強(qiáng)磁場中的人體內(nèi)含量

9、最多的氫原子吸收電磁波的能量，去掉外來電磁波后，吸收了能量的氫原子又把這部分能量以電磁波的形式釋放出來，形成核磁共振信號。由于人體內(nèi)各種組織所含氫原子數(shù)量不同，或同種組織正常與病變時所含氫原子數(shù)量不同，釋放的能量亦不同，將這種能量信號通過計算機(jī)轉(zhuǎn)換成圖像，就可以用來診斷疾病。(1)關(guān)于人體內(nèi)氫原子吸收的電磁波能量，正確的是()a任何頻率的電磁波氫原子均可吸收b頻率足夠高的電磁波氫原子才吸收c能量大于13.6ev的光子氫原子才能吸收d氫原子只能吸收某些頻率的電磁波(2)人體內(nèi)吸收了電磁波能量的氫原子會()a可能處于基態(tài)b可能處于激發(fā)態(tài)c一定電離成氫離子d一定處于激發(fā)態(tài)(3)吸收電磁波能量的氫原子

10、釋放能量形成的核磁共振信號屬于()a電信號，是電磁波譜b光信號，是吸收譜c光信號，是連續(xù)譜d光信號，是線狀譜答案：(1)d(2)b(3)d解析：氫原子只吸收能量等于能級差的光子。氫原子釋放能量是雙電磁波方式，由于是原子光譜，所以是線狀譜、發(fā)射光譜。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11(5分)人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程。請按要求回答下列問題。(1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn)。請選擇其中的兩位，指出他們的主要成績。_。_。(2)在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進(jìn)行

11、了深入研究，下圖為三種射線在同一磁場中的運(yùn)動軌跡，請從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途。_答案：(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜規(guī)律；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(2)2為射線；利用射線的貫穿本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷。解析：(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就)。玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜規(guī)律(或其他成就)。查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就)。(2)1為粒射線；利用射線的電離作用消除有害靜電?；颍?為射線；利用射線很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷?；颍?為射線；利用射線自動控制鋁板厚度。12(6分)如圖所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中

12、大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放電器、電磁繼電器等幾部分組成。(1)示意圖中，a端應(yīng)是電源_極。(2)光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時，_。(3)當(dāng)用綠光照射光電管陰極k時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列_說法正確。a增大綠光照射強(qiáng)度，光電子最大初動能增大b增大綠光照射強(qiáng)度，電路中光電流增大答案：(1)正(2)陰極k發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯m磁化，將銜鐵n吸住。無光照射光電管時，電路中無電流，n自動離開m。(3)b13(7分)(2012諸城高三質(zhì)檢)如圖所示，在橄欖球比賽中，一個質(zhì)量為95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動，想

13、穿越防守隊員到底線觸地得分。就在他剛要到底線時，迎面撞上了對方兩名質(zhì)量均為75kg的隊員，一個速度為2m/s，另一個為4m/s，然后他們就扭在了一起。(1)他們碰撞后的共同速率是_(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。(2)在框中標(biāo)出碰撞后他們動量的方向，并說明這名前鋒能否得分：_。答案：(1)0.1m/s(2)能夠得分解析：(1)設(shè)前鋒運(yùn)動員的質(zhì)量為m1，兩防守隊員質(zhì)量均為m2，速度分別為v1、v2、v3，碰撞后的速度為v，設(shè)v1方向為正方向由動量守恒定律得m1v1m2v2m2v3(m12m2)v代入數(shù)據(jù)解得v0.1m/s(2)因v0，故碰后總動量p的方向與pa方向相同，碰撞后的狀態(tài)如圖所示，即他們都過

14、了底線，該前鋒能夠得分。三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(9分)一群氫原子處于量子數(shù)n4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，則：(1)氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？(2)氫原子由量子數(shù)n4的能級躍遷到n2的能級時輻射光子的能量是多少電子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時，發(fā)射光電子的最大初動能是多大？金屬銫鈣鎂鈦逸出功w/ev1.92.73.74.1答案：(1)6種(2)2.55ev(3)銫；0.65ev解析：(1)可發(fā)

15、射6種頻率的光子(2)由玻爾的躍遷規(guī)律可得光子的能量為ee4e2，代入數(shù)據(jù)得e2.55ev(3)e只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時才能發(fā)生光電效應(yīng)。根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動能為ekmew代入數(shù)據(jù)得，ekm0.65ev(或1.01019j)15(10分)40kg的女孩騎自行車帶30kg的男孩(如圖所示)，行駛速度2.5m/s。自行車行駛時，男孩要從車上下來。(1)他知道如果直接跳下來，他可能會摔跤，為什么？(2)男孩安全下車，計算男孩安全下車的瞬間，女孩和自行車的速度。(3)計算自行車和兩個孩子，在男孩下車前后整個系統(tǒng)的動能的值。如有不同，請解釋。答案：(1)由于

16、慣性(2)4m/s(3)250j400j男孩下車時用力向前推自行車，對系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動能增加了150j解析：(1)如果直接跳下來，人具有和自行車相同的速度，腳著地后，腳的速度為零，由于慣性，上身繼續(xù)向前傾斜，因此他可能會摔跤。所以他下來時用力往前推自行車，這樣他下車時可能不摔跤。(2)男孩下車前后，對整體由動量守恒定律有：(m1m2m3)v0(m1m2)v得v4m/s(m1表示女孩質(zhì)量，m2表示自行車質(zhì)量，m3表示男孩質(zhì)量)(3)男孩下車前系統(tǒng)的動能ek(m1m2m3)v(401030)(2.5)2j250j男孩下車后系統(tǒng)的動能ek(m1m2)v2(4010)42j400j男孩下車時用

17、力向前推自行車，對系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動能增加了150j。16(11分)(2012山東模擬)2009年12月28日，山東海陽核電站一期工程舉行開工儀式。工程規(guī)劃建設(shè)兩臺125萬千瓦的ap1000三代核電機(jī)組。如果鈾235在中子的轟擊下裂變?yōu)閟r和xe，質(zhì)量mu235.0439u，mn1.0087u，msr89.9077u，mxe135.9072u。(1)寫出裂變方程；(2)求出一個鈾核裂變放出的能量；(3)若鈾礦石的濃度為3%，一期工程建成后，一年將消耗多少噸鈾礦石？答案：(1)unsrxe10n(2)140.3mev(3)45.7t解析：(2)裂變過程的質(zhì)量虧損mmumnmsrmxe10mn0.1507u，釋放的能量emc20.1507931mev140.3mev。(3)核電站一年的發(fā)電量ept2125107365246060j7.8841016j，由enenae，得mg4.57107g45.7t。17(12分)一個靜止的氮核n俘獲了一個速度為2.3107m/s的中子生成一個復(fù)核a，a又衰變成b、c兩個新核，設(shè)b、c的速度方向與中子方向相同，b的質(zhì)量是中子的11倍，速度是106m/s，b、c在同一磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比rbrc1130，求：(1)c核的速度大小(2)根據(jù)計算判斷c核是什么(3)寫出核反應(yīng)方程答案：(1)3106m/s(2)氦原子核