高三物理總復(fù)習(xí)選修35綜合測試題

選修3－5綜合測試題本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，考試時間90分鐘．第Ⅰ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．下面列出的是一些核反應(yīng)方程：eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X，eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋Y，eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(7,3)Li＋Z.其中()A．X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子B．X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子C．X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子D．X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子[答案]D[解析]由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律可知，X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子，故D正確．2．(2012·上海模擬)用α粒子轟擊鋁核(eq\o\al(27,13)Al)，在變?yōu)榱缀?eq\o\al(30,15)P)的同時釋放一個x粒子，磷核(eq\o\al(30,15)P)具有放射性，它在衰變?yōu)楣韬?eq\o\al(30,14)Si)的同時釋放一個y粒子，則x粒子和y粒子分別是()A．質(zhì)子和電子B．質(zhì)子和正電子C．中子和電子D．中子和正電子[答案]D[解析]由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，x粒子為中子；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e，y是正電子，D正確．3．(2012·烏魯木齊模擬)下列說法正確的是()A.eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(4,2)He是α衰變方程B.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是β衰變方程C.eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是核聚變反應(yīng)方程D.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變反應(yīng)方程[答案]C[解析]放射性元素的原子核發(fā)出α粒子，稱之為α衰變，A選項錯誤；β衰變?yōu)閑q\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e，B選項錯誤；鈾的裂變反應(yīng)方程為：eq\o\al(238,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，D選項錯誤；C選項正確．4．如圖所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則()A．小木塊和木箱最終都將靜止B．小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動C．小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運動D．如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動[答案]B[解析]因系統(tǒng)所受合外力為零，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒可知最終兩個物體以相同的速度一起向右運動．故B正確．5．(2012·太原模擬)下列說法正確的是()A．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)B．大量的氫原子從n＝3的能級向低能級躍遷時只會輻射兩種不同頻率的光C．一束單色光照射到某種金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的波長太短D．發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光的光強一定，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少[答案]AD[解析]太陽輻射的能量主要是氫核的聚變，所以A正確；大量氫原子從n＝3的能級向低能級躍遷時，能發(fā)出3種不同頻率的光，所以B不正確；一束單色光照射到金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng)，則說明這種光的頻率太低，波長太長．所以C不正確；發(fā)生光電效應(yīng)時，當(dāng)入射光的光強一定時，頻率越高，光子數(shù)越少，則單位時間內(nèi)逸出的光電子就少，所以答案D正確．6．如圖1所示是研究光電效應(yīng)的電路．某同學(xué)利用該裝置在不同實驗條件下得到了三條光電流I與A、K兩極之間的電極UAK的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖2所示．則下列說法正確的是()A．甲光對應(yīng)的光電子的最大初動能小于丙光對應(yīng)的光電子的最大初動能B．甲光對乙光的頻率相同，且甲光的光強比乙光強C．丙光的頻率比甲、乙光的大，所以光子的能量較大，丙光照射到K極到電子從K極射出的時間間隔明顯小于甲、乙光相應(yīng)的時間間隔D．用強度相同的甲、丙光照射該光電管，則單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等[答案]AB[解析]當(dāng)光照射到K極時，如果入射光的頻率足夠大(大于極限頻率)，就會從K極發(fā)射出光電子．當(dāng)反向電壓增加到某一值時，電流表A中電流就會變?yōu)榱悖藭rEkm＝eUC，式中Ekm表示光電子的最大初動能，e為電子的電荷量，UC為遏止電壓．所以丙光的最大初動能較大，A正確．對于甲、乙兩束頻率相同的光來說，入射光強越大，單位時間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)越多，所以單位時間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)越多．因此甲光比乙光強．所以B正確．由于丙光產(chǎn)生的光電子的最大初動能較大，結(jié)合光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，丙光的頻率較大．而對甲、丙兩束不同頻率的光來說，光強相同是單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子的總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個光子的能量較大，所以單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)就較少，所以單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)就較少．因此D錯誤．由于光的吸收和輻射是一份一份的，只要光的頻率足夠大，發(fā)射光電子幾乎是瞬時的(10－9s)，發(fā)射時間與光的頻率無關(guān)．因此C錯誤．7．(2012·深圳模擬)已知金屬鉀的逸出功為2.22eV.氫原子的能級如圖所示，一群處在n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光波共有()A．一種B．兩種C．三種D．四種[答案]B[解析]由題意知，處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射的光子種類是eq\f(nn－1,2)＝3，即3到2(光波的能量為1.89eV)，3到1(光波能量為12.09eV)和2到1(光波能量為10.2eV)，金屬鉀的逸出功為2.22eV，故能從金屬鉀表面打出光子的光波只有兩種，B選項正確．8．有一條捕魚小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(估計重一噸左右)．一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量．他進行了如下操作：首先將船平行于碼頭自由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭停下，而后輕輕下船．用卷尺測出船后退的距離d，然后用卷尺測出船長L.已知他的自身質(zhì)量為m，漁船的質(zhì)量為()A.eq\f(mL＋d,d)B.eq\f(mL－d,d)C.eq\f(mL,d)D.eq\f(mL＋d,L)[答案]B[解析]如圖所示，設(shè)該同學(xué)在t時間內(nèi)從船尾走到船頭，由動量守恒定律知，人、船在該時間內(nèi)的平均動量大小相等，即meq\f(s人,t)＝Meq\f(d,t)，又s人＝L－d，得M＝eq\f(mL－d,d).9．(2012·天津十二區(qū)縣模擬)一個X核與一個氚核結(jié)合成一個氦核時放出一個粒子Y，由于質(zhì)量虧損放出的能量為ΔE，核反應(yīng)方程是X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y；Y可以通過釋放一個電子而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子．下列說法正確的是()A．X是氫的同位素B.eq\o\al(235,92)U可以俘獲Y發(fā)生裂變反應(yīng)C．核反應(yīng)X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y中虧損的質(zhì)量為eq\f(ΔE,c2)D．X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程[答案]ABC[解析]由于Y釋放一個電子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，可以判定Y是中子，根據(jù)X核與氚核的反應(yīng)可判斷X是氘核，故A正確；用中子轟擊鈾235可發(fā)生裂變反應(yīng)，故B正確；由質(zhì)能方程ΔE＝mc2得m＝ΔE/c2，故C正確；X核與氚核的反應(yīng)在太陽內(nèi)部可以發(fā)生，故D錯誤．10．如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M＝3kg的木板，木板上有質(zhì)量為m＝1kg的物塊．它們都以v＝4m/s的初速度反向運動，它們之間有摩擦，且木板足夠長，當(dāng)木板的速度為2.4m/s時，物塊的運動情況是()A．做加速運動B．做減速運動C．做勻速運動D．以上運動都有可能[答案]A[解析]當(dāng)木板速度為v1＝2.4m/s時，由動量守恒定律可得，Mv－mv＝Mv1＋mv2，解得v2＝0.8m/s，方向向左，可見物塊已經(jīng)向左勻加速運動，選項A正確．第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分．把答案直接填在橫線上)11．(6分)(2012·信息卷)氦3是一種十分清潔、安全的能源，開發(fā)月壤中蘊藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義．研究發(fā)現(xiàn)在太陽內(nèi)部兩個氘核可聚變成氦3，已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子的質(zhì)量為1.0087u，eq\o\al(3,2)He核質(zhì)量為3.0150u.若質(zhì)量虧損1u釋放的核能為＝931.5MeV，則兩個氘核聚變成eq\o\al(3,2)He核的核反應(yīng)方程為____________________；上述反應(yīng)中釋放的核能為__________________．[答案](1)2eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n3.26MeV[解析]由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為2eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n；在核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為Δm＝2×2.0136u－1.0087u－3.0150u＝0.0035u，所以釋放的核能為0.0035×931.5MeV＝3.26MeV.12．(6分)在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，小球的落點情況如圖所示，入射球A與被碰球B的質(zhì)量之比為MA∶MB＝3∶2，則實驗中碰撞結(jié)束時刻兩球動量大小之比為pA∶pB＝________.[答案]1∶2[解析]考查碰撞中動量守恒表達式的應(yīng)用．實驗中碰撞結(jié)束時刻的動量之比為eq\f(pA,pB)＝eq\f(MA·OM,MB·ON)＝eq\f(3,2)×eq\f(18.30,55.14)＝eq\f(1,2)13．(6分)(2012·信息卷)某種紫外線波長為300nm，該紫外線光子的能量為________J．金屬鎂的逸出功為5.9×10－19J，則讓該紫外線照射金屬鎂時逸出光電子的最大初動能為________J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)．[答案]6.63×10－197.3×10－20[解析]該紫外線光子的能量為E＝hν＝heq\f(c,λ)＝6.63×10－19J據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，讓該紫外線照射金屬鎂時逸出光電子的最大初動能為Ekm＝7.3×10－20J.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．(10分)(2012·信息卷)愛因斯坦提出對光電效應(yīng)的解釋時，實驗測量尚不精確，加上這種觀點與以往的觀點大相徑庭，因此并未立即得到承認(rèn)．后來美國物理學(xué)家密立根開始用精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量，這項工作成了愛因斯坦方程式在很小誤差范圍內(nèi)的直接實驗證據(jù)．密立根的實驗?zāi)康氖牵簻y量金屬的遏止電壓Uc.與入射光頻率ν，由此計算普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程式的正確性．如圖所示是根據(jù)某次實驗作出的Uc－ν圖象，電子的電荷量為1.6×10－19C(1)這種金屬的截止頻率νc；(2)普朗克常量h.[答案](1)4.27×1014Hz(2)6.30×10－34J·s[解析](1)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝W＋Ek得hν＝hνc＋eUc變形得Uc＝eq\f(h,e)(ν－νc)由題圖可知，Uc＝0對應(yīng)的頻率即為截止頻率νc，得νc＝4.27×1014Hz(2)題圖中圖線的斜率eq\f(h,e)＝eq\f(ΔUc,Δν)＝3.93×10－15V·s代入電子電量計算得h＝6.30×10－34J·s15．(10分)在光滑的水平地面上靜止著一質(zhì)量M＝0.4kg的薄木板，一個質(zhì)量m＝0.2kg的木塊(可視為質(zhì)點)以v0＝4m/s的速度，從木板左端滑上，一段時間后，又從木板上滑下(不計木塊滑下時的機械能損失)，兩物體仍沿直線繼續(xù)向前運動，從木塊與木板剛剛分離開始計時，經(jīng)時間t＝3.0s，兩物體之間的距離增加了s＝3m，已知木塊與木板的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，求薄木板的長度．[答案]1.25m[解析]設(shè)木塊與木板分離后速度分別為v1、v2，由動量守恒定律得mv0＝mv1＋Mv2v1－v2＝eq\f(s,t)解得v1＝2m/s，v2＝1m/s由功能關(guān)系得μmgd＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)代入數(shù)據(jù)解得d＝1.25m16．(11分)(2012·信息卷)用動能為Ek1的中子轟擊靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)，發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生動能為Ek2的氚核和一個α粒子，并放出能量為E的光子，已知氚和α粒子的運動方向相同，則(1)寫出核反應(yīng)方程式；(2)α粒子具有的動能；(3)求上述反應(yīng)中的質(zhì)量虧損．[答案](1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(\r(Ek1)－\r(3Ek2)2,4)(3)eq\f(E＋Ek2－Ek1,c2)＋eq\f(\r(Ek1)－\r(3Ek2)2,4c2)[解析](1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o