2020年秋人教版高中物理選修3-5綜合測試含答案

絕密★啟用前2020年秋人教版高中物理選修 3-5綜合測試本試卷共100分，考試時間120分鐘。一、單選題（共10小題每小題4.0分，共40分）.現(xiàn)在科學(xué)家們正在設(shè)法探尋 友物質(zhì)”，所謂友物質(zhì)”是由友粒子”構(gòu)成的，友粒子”與其對應(yīng)的正粒子有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷符號相反.據(jù)此，若有反 “粒子，它的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為（ ）—4,-24,-2-4,24,2.有一種硬氣功表演，表演者平臥在地面，將一大石板置于他的身體上，另一個人將重錘舉到高處并砸向石板，石板被砸碎，而表演者卻安然無恙.假設(shè)重錘與石板撞擊后二者具有相同的速度.表演者在表演時盡量挑選質(zhì)量較大的石板.對這一現(xiàn)象，下面的說法正確的是 （ ）A.重錘在與石板撞擊的過程中，重錘與石板的總機(jī)械能守恒B.石板的質(zhì)量越大，石板獲得的動量就越小C.石板的質(zhì)量越大，石板所受到的打擊力就越小D.石板的質(zhì)量越大，石板獲得的速度就越小3.用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現(xiàn)的圖象如圖所示，該實驗表明 （ ）“向較遠(yuǎn) 時間相隨 I廿間轉(zhuǎn)收A.光的本質(zhì)是波B.光的本質(zhì)是粒子C.光的能量在膠片上分布不均勻D.光到達(dá)膠片上不同位置的概率相同4.已知原子由原子核與核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成.對于 整個原子為何不帶電？ ”問題的猜想無意義的一項是（ ）A.原子核與核外電子所帶電量相等，但電性相反B.質(zhì)子質(zhì)量與中子質(zhì)量相等C.原子中所有微粒也許都不帶電D.中子與核外電子所帶電量相等，但電性相反5.建材中的放射性物質(zhì)衰變生成具有放射性的氫氣，會導(dǎo)致肺癌，其中建材中放射性元素含量很多的是針222（q：Rn）,它發(fā)生多少次3衰變能生成氨222（；；Rn）（ ）222次136次2次86次.*U的“衰變方程可以表示為喟Uf瑞Th+：He,予U衰變成嗡Th和1He的過程中釋放核能伴隨著丫射線的產(chǎn)生，則下列說法正確的是 （ ）A.a衰變就是一種核裂變反應(yīng)B.“射線和丫射線實際都是電磁波C.懂U的質(zhì)量大于嘴Th和三He的質(zhì)量之和D.通過提供高溫環(huán)境可以使得衰變加快以更好地利用核能.假如一個光子與一個靜止的不受任何外力作用的電子發(fā)生碰撞，光子并沒有被吸收，只是被電子反彈回來，電子被碰撞后也因此獲得了一定的動量 p,關(guān)于在這個碰撞的過程中，以下說法中正確的是（ ）A.該碰撞過程中動量不守恒，能量守恒.碰撞前、后的光子在同一種介質(zhì)中傳播時，碰撞前的光子的速度更大C.碰撞前、后光子的頻率不變hD.電子被碰撞后，它的德布羅意波長為 j（h為普朗克常量）.下列說法正確的是（ ）A.光和電子、質(zhì)子等實物粒子都具有波粒二象性.微觀粒子的動量和位置的不確定量同時變大，同時變小C.愛因斯坦在對黑體輻射的研究中提出了能量子的觀點D.康普頓在研究石墨對X射線的散射中發(fā)現(xiàn)光具有波動性.下列判斷不正確的是（ ）A,由E=mc2可知，質(zhì)量與能量是可以相互轉(zhuǎn)化的B.運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運(yùn)動軌道C.如果使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核的比結(jié)合能均會增大D.康普頓認(rèn)為X射線的光子與晶體中的電子碰撞時要遵守能量守恒定律和動量守恒定律，才能解釋散射射線中有波長大于入射射線波長的現(xiàn)象.兩個具有相等動能的物體，質(zhì)量分別為 mi和m2,且mi>m2,比較它們動量的大小，則有（m2的動量大一些mi的動量大一些mi和m2的動量大小相等D.哪個的動量大不一定二、多選題（共4小題,每小題5.0分，共20分）.如圖所示，質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑的水平面上，在球 A和墻之間用輕彈簧連接，現(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度vo與A相碰撞，碰撞后兩球粘在一起壓縮彈簧.不計空氣阻力，若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能為 E,從球A被碰撞到回到原靜止位置的過程中彈簧對 A、B整體的沖量大小為I,則下列表達(dá)式中正確的是（ ）...“Ll|A.E=mmvE=qmvI=mvoI=2mvo.（多選）如圖所示，MN為半圓形玻璃磚截面的直徑， OO為過圓心且垂直于MN的直線.兩束單色光a、b關(guān)于OO'對稱從空氣垂直MN射入玻璃磚中.已知a、b兩束光在真空中的波長分別為九、尬，光子的能量分別是E1、E2,在該玻璃磚中運(yùn)動的時間分別為 t1、t2（不考慮反射光的運(yùn)動時間），則根據(jù)光路圖，下列判斷正確的是 （ ）A.E1>E2B,加<力C.若該玻璃磚對a、b兩束光的折射率分別為m、n2,則2=：D.若a、b兩束光均能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子的最大初動能分別 Ek1、Ek2,則黑=巨.（多選）關(guān)于光電效應(yīng)實驗，下列表述正確的是 （ ）A.光照時間越長光電流越大B.入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C.光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的D.極限頻率由金屬決定14.（多選）下列說法正確的是（ ）A.“粒子大角度散射表明 “粒子很難進(jìn)入原子內(nèi)部B.比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固C.裂變反應(yīng)有質(zhì)量虧損，質(zhì)量數(shù)不守恒D.丫射線是一種波長很短的電磁波三、實驗題（共1小題每小題10.0分，共10分）15.現(xiàn)利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律.在圖（ a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊 B左側(cè)也帶有彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間.圖腦》 . fE）. * , *%齒苴骨先成'25"4加+4坨<4?！?遠(yuǎn)”圖腦》國1h>已知：實驗測得滑塊A的質(zhì)量為m1，滑塊B的質(zhì)量為m2,遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用的交流電的頻率為 f=50HZ.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A以向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計時器顯示的時間為 V2=2aso,碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示.（1）碰撞時，滑塊A的速度vo=m/s（保留三位有效數(shù)字）；（2）碰撞后，滑塊A的速度va=m/s,滑塊B的速度vb=m/s（保留三位有效數(shù)字）；（3）碰撞前總動量p=；碰撞后總動量p'=（均用題中給定物理量的符號表示）；（4）產(chǎn)生誤差的主要原因是：（只需列舉一條即可）四、計算題（共3小題,每小題10.0分，共30分）16.氫原子的基態(tài)能量 Ei=—13.6eV,電子繞核運(yùn)動的半徑 門=0.5310一10m,則氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)時，（1）原子系統(tǒng)具有的能量是多少？（2）電子軌道上運(yùn)動的動能為多少？（3）電子具有電勢能為多少？.如圖所示，從傾角為30。、長0.3m的光滑斜面頂端滑下質(zhì)量為 2kg的貨包，掉在質(zhì)量為13kg的靜止的小車?yán)?若小車與水平面之間的動摩擦因數(shù) -0.02,小車能前進(jìn)多遠(yuǎn)？ （g取10m/s2,不計空氣阻力).如圖所示，兩物塊A、B并排靜置于高h(yuǎn)=0.80m的光滑水平桌面上，物塊的質(zhì)量均為 M=0.60kg.一顆質(zhì)量m=0.10kg的子彈C以v0=100m/s的水平速度從左面射入 A,子彈射穿A后接著射入B并留在B中，此時A,B都沒有離開桌面.已知物塊 A的長度為0.27m,A離開桌面后，落地點到桌邊的水平距離s=2.0m.設(shè)子彈在物塊A、B中穿行時受到的阻力大小相等， g取10m/s2.(平拋過程中物塊看成質(zhì)點)求：(1)物塊A和物塊B離開桌面時速度的大小分別是多少；(2)子彈在物塊B中打入的深度；(3)若使子彈在物塊B中穿行時物塊B未離開桌面，則物塊B到桌邊的最小初始距離.答案.【答案】B【解析】因反粒子”與其對應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量、相同的電荷量，但電荷的符號相反.所以，反“粒子質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為-2.故只有B選項正確，其他選項都不符合實際..【答案】D【解析】重錘與石板具有共同速度，屬非彈性碰撞，機(jī)械能不守恒， A錯誤；由動量守恒定律可知，石板質(zhì)量越大，二者末速度越小，重錘末動量越小，石板獲得的動量越大， B錯誤，D正確;因打擊時間不確定，由動量定理可知，石板受到的打擊力不確定， C錯誤..【答案】C【解析】 用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間在膠片出現(xiàn)的圖樣，說明光有波粒二象性，選項A、B錯誤；說明光到達(dá)膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，選項C正確，D錯誤。.【答案】B.【答案】C【解析】由題意知生成核的電荷數(shù)比原來的原子核多 2,而每經(jīng)一次3衰變后電荷數(shù)增加1,質(zhì)量數(shù)不變，故發(fā)生了2次3衰變..【答案】C【解析】 “衰變是一種衰變反應(yīng)，不是核裂變反應(yīng)，選項A錯誤；“射線是氨核流，帶正電， 丫射線是電磁波，不帶電，選項 B錯誤；衰變過程中存在質(zhì)量虧損，故 ^U的質(zhì)量大于Th和：He的質(zhì)量之和，選項C正確；放射性元素的半衰期由元素本身的因素決定，加熱不能改變元素的半衰期，選項D錯誤..【答案】B【解析】光子與電子的碰撞過程中，系統(tǒng)不受外力，也沒有能量損失，故系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)能量也守恒，A錯誤；光子與電子碰撞后，電子能量增加，光子能量減小，根據(jù) E=hf,光子的頻率減小，光的波長Lg不變；故光的波速v=入減小，故B正確，C錯誤；碰撞過程光子和電子的總動量守恒，光子速度反向，故動量變化量大小為 2p,故電子的動量改變量也為 2p,初動量為附零，末動量為2p,故德布羅意波的波長為心不，故D錯誤.A正確；根據(jù)不確定關(guān)系.【答案】AA正確；根據(jù)不確定關(guān)系【解析】光和電子、質(zhì)子等實物粒子都具有波粒二象性,知，微觀粒子的動量和位置的不確定量一個變大的同時，另一個變小. B錯誤；1900年德國物理學(xué)家普朗克認(rèn)為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為能量子 ？=hv,1905年愛因斯坦從中得到啟發(fā)，提出了光子說的觀點， C錯誤；康普頓在研究石墨對 X射線的散射中發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，康普頓效應(yīng)進(jìn)一步表明光子具有動量，進(jìn)一步證明了光具有粒子性， D錯誤..【答案】A【解析】愛因斯坦的質(zhì)能方程 E=mc2,不是質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，二者概念根本不同，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量虧損時，物質(zhì)可以釋放出能量，故A錯誤；微觀粒子具有波粒二象性，運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運(yùn)動軌道，故 B正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，如果使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核的比結(jié)合能均會增大，故C正確；康普頓認(rèn)為X射線的光子與晶體中的電子碰撞時要遵守能量守恒定律和動量守恒定律，才能解釋散射射線中有波長大于入射射線波長的現(xiàn)象，故 D正確..【答案】B【解析】動能Ek=^mv2,動量p=mv,則p=J5而瓦，因為初動能相等， mi>m2,則動量pi>p2,B正確..【答案】AD【解析】選取A、B作為一個系統(tǒng)，設(shè)兩球碰撞后的速度為 V,在A、B兩球碰撞過程中，以V0的方向為正方向，利用動量守恒定律可得： mv0=(m+m)v,解得v=^，再將A、B及輕彈簧作為一個系統(tǒng)，在壓縮彈簧過程中利用機(jī)械能守恒定律可得：彈簧最大彈性勢能 E=；X2m2=；mv,A正確，B錯誤；彈簧壓縮到最短后， A、B開始向右運(yùn)動，彈簧恢復(fù)原長時，由機(jī)械能守恒定律可知，A、B的速度大小均為?,以水平向右為正方向，從球 A被碰撞到回到原靜止位置的過程中，彈簧對A、B整體的沖量大小I=2m義—2m><T=2mv0,C錯誤，D正確..【答案】AB.【答案】CD【解析】發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光頻率大于極限頻率，并不是光照時間長和光足夠強(qiáng)，就能發(fā)生光電效應(yīng)，A、B錯誤；光電效應(yīng)具有瞬時性，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的， C正確；發(fā)生光電效應(yīng)的金屬的極限頻率由金屬本身決定， D正確..【答案】BD【解析】“粒子大角度散射表明a粒子受到較大的庫侖斥力，故A錯誤；比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，故 B正確；裂變反應(yīng)有質(zhì)量虧損，但質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，故C錯誤；丫射線是一種頻率很高，而波長很短的電磁波，故 D正確..【答案】(1)2m/s；(2)0.97m/s；2.86m/s(3)m〔v。；m1vA+m2VB

(4)氣墊導(dǎo)軌不水平【解析】(1)打點計時器的打點時間間隔 14=」彳''=。?25.由圖(b)所示紙帶可知，碰撞前A的速度：由圖(b)所示紙帶可知，碰撞前A的速度：var0,02 '(2)碰撞后A的速度va-3=0.==0.97m/s,碰撞后B的速度：碰撞后B的速度：Vb'd_0.0100- ;川門k占33.5X1O-3=2.86m/s,(3)碰撞前后系統(tǒng)總動量分別為:p=mivop'=miVA+m2vB(4)實驗中出現(xiàn)誤差的原因有：氣墊導(dǎo)軌不水平，或沒有平衡摩擦力；.【答案】 (1)—3.4eV(2)3.4eV(3)—6.8eV【解析】 (1)由En=1可得E2=—詈eV=—3.4eV,即為原子系統(tǒng)的能量。(2)由F=詈=詈得，Ek2=mv2=^=^,代入數(shù)據(jù)，解得Ek2=3.4eV,即電子在軌道上的動能為 3.4eV。⑶由Epn=En-Ekn,得Ep2=2E2=-6.8eV,即電子具有的電勢能為一 6.8eV。.【答案】0.1m【解析】 貨包離開斜面時速度為v=向=疝汨ci,0：=J1m/s.貨包離開斜面后，由于水平方向不受外力，所以，在落入小車前，其水平分速度 Vx不變，大小為vx=vcos30=1.5m/s.貨包落入小車中與小車相碰的瞬間，雖然小車在水平方向受到摩擦力的作用，但與相碰時的內(nèi)力相比可忽略，故系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，以 vx的方向為正方向，則 mvx=(M+m)v； — ,g2XLd,一，小車狄得的速度為v=JJT?=