2024-2025學(xué)年高中物理全冊學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測含解析新人教版選修3-5

PAGE10-學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，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，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10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．跳遠(yuǎn)時，跳在沙坑里比跳在水泥地上平安(如圖)，這是由于(D)A．人跳在沙坑的動量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑的動量改變比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的沖量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上小解析：人跳遠(yuǎn)從肯定高度落下，落地前的速度肯定，則初動量相同，落地后靜止，末動量肯定，所以人下落過程的動量改變量Δp肯定，因落在沙坑上作用的時間長，落在水泥地上作用時間短，依據(jù)動量定理Ft＝Δp，t長F小，故D對。2．如圖所示，甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，結(jié)果兩人向相反方向滑去。已知甲的質(zhì)量為45kg，乙的質(zhì)量為50kg。則下列推斷正確的是(C)A．甲的速率與乙的速率之比為9∶10B．甲的加速度大小與乙的加速度大小之比為9∶10C．甲對乙的沖量大小與乙對甲的沖量大小之比為1∶1D．甲的動能與乙的動能之比為1∶1解析：甲、乙系統(tǒng)動量守恒，依據(jù)P＝mv得速度與質(zhì)量成反比，甲、乙速度之比為10∶9，A選項錯誤；甲、乙相互作用力大小相等，依據(jù)F＝ma得加速度與質(zhì)量成反比，甲乙加速度之比為10∶9，B選項錯誤；甲、乙相互作用力相等，沖量大小也相等，C選項正確；依據(jù)2mEk＝P2得動量相同時，動能與質(zhì)量成反比，甲、乙動能之比為10∶9，D選項錯誤。3．下列各種說法中錯誤的有(B)A．普朗克在探討黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說B．一束光照耀到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的照耀時間太短C．在光的單縫衍射試驗中，狹縫越窄，光子動量的不確定量越大D．任何一個運動物體，無論是大到太陽、地球，還是小到電子、質(zhì)子，都與一種波相對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波解析：普朗克在探討黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說，故A正確；一束光照耀到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的頻率小于極限頻率，故B錯誤；光的單縫衍射試驗中，狹縫越窄，光子動量的不確定量越大，故C正確；任何一個運動物體，都與一種波相對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波，故D正確。4．(2024·浙江省杭州市西湖中學(xué)高二下學(xué)期月考)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為μ.初始時小物塊停在箱子正中間，如圖所示?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為(D)A．eq\f(1,2)mv2 B．eq\f(Mm,M＋m)v2C．eq\f(1,2)NμmgL D．NμmgL解析：箱子與物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，以物塊的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv＝(M＋m)v′，系統(tǒng)損失的動能：ΔEK＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)(M＋m)v′2，聯(lián)立解得：ΔEK＝eq\f(mMv2,2m＋m)；故A、B錯誤；由于小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，可知小物塊相對于箱子的路程大小為NL，N為小物塊與箱子之間碰撞的次數(shù)，所以系統(tǒng)損失的動能還可以表示為：ΔEK＝Q＝NμmgL，故C錯誤，D正確。5．若用大寫字母代表原子核，E經(jīng)α衰變成為F，再經(jīng)β衰變成為G，再經(jīng)α衰變成為H。上述系列衰變可記為下式：Eeq\o(→,\s\up7(α))Feq\o(→,\s\up7(β))Geq\o(→,\s\up7(α))H另一系列衰變?nèi)缦拢篜eq\o(→,\s\up7(β))Qeq\o(→,\s\up7(β))Req\o(→,\s\up7(α))S已知P和F是同位素，則(B)A．Q和G是同位素，R和H是同位素B．R和E是同位素，S和F是同位素C．R和E是同位素，S和H是同位素D．Q和E是同位素，R和F是同位素解析：由于P和F是同位素，設(shè)它們的質(zhì)子數(shù)為n，則其他各原子核的質(zhì)子數(shù)可分別表示如下：n＋2Eeq\o(→,\s\up7(α))nFeq\o(→,\s\up7(β))n＋1Geq\o(→,\s\up7(α))n－1HnPeq\o(→,\s\up7(β))n＋1Qeq\o(→,\s\up7(β))n＋2Req\o(→,\s\up7(α))nS由此可以看出R和E是同位素，S和F是同位素，Q和G是同位素，B正確。6．(2024·江蘇省鹽城市高二下學(xué)期期末)關(guān)于下列四幅圖說法正確的是(C)A．玻爾原子理論的基本假設(shè)認(rèn)為，電子繞核運行軌道的半徑是隨意的B．光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件為：光強大于臨界值C．電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證明了運動電子具有波動性D．發(fā)覺少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明金原子質(zhì)量大而且很堅硬解析：依據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是隨意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯誤；光電效應(yīng)試驗產(chǎn)生的條件為：光的頻率大于極限頻率，故B錯誤；電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證明了電子具有波動性，故C正確；α粒子散射試驗發(fā)覺少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍，故D錯誤。7．(2024·福建省福州市八縣(市)一中高二下學(xué)期期末聯(lián)考)如圖為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是3.34eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中放射或汲取光子的規(guī)律相識正確的是(ABC)A．用能量為14.0eV的光子照耀，可使處于基態(tài)的氫原子電離B．一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷所輻射的光中，有3種不同頻率的光能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)C．一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照耀鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eVD．用能量為10.21eV光子照耀，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)解析：用能量為14.0eV的光子照耀，氫原子可以從基態(tài)躍遷到無窮遠(yuǎn)，多余的能量轉(zhuǎn)化為電離后的動能，故A正確；一群處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，輻射光子種類數(shù)目為6種，其中有3種光子能量大于3.34eV，故B正確；一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時輻射光子最大能量為12.09eV，克服逸出功后剩余的最大動能為8.75eV，故C正確；當(dāng)氫原子汲取的光子能量剛好等于能級差時，氫原子會躍遷到對應(yīng)的高能級上去，由于沒有任何一個高能級與基態(tài)的能級差等于10.21eV，而且又不足以躍遷到無窮遠(yuǎn)發(fā)生電離，所以用能量為10.21eV的光子照耀，不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷，故D錯誤。8．(2024·浙江省寧波余姚中學(xué)高二下學(xué)期檢測)下列說法中正確的是(BC)A．鈾核裂變的核反應(yīng)是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,56)Kr＋2eq\o\al(1,0)nB．已知質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2C．鈾(eq\o\al(238,92)U)經(jīng)過多次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子D．一個處于n＝5能級態(tài)的氫原子，自發(fā)向低能級躍遷的過程中能輻射10種不同頻率的電磁波解析：鈾核裂變時要用中子轟擊鈾核才能產(chǎn)生核反應(yīng)，不能干脆反應(yīng)，故A錯誤；已知質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，因兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，質(zhì)量虧損為2m1＋2m2－m3釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2,故B正確；依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知238－206＝4×8發(fā)生8次α衰變；92＝82＋2×8－6,發(fā)生6次β衰變，β衰變的實質(zhì)即為中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時釋放電子，所以有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子，故C正確；一個處于n＝5能級態(tài)的氫原子，自發(fā)向低能級躍遷的過程中最多能夠輻射4種不同頻率的電磁波，故D錯誤。9．(2024·北京臨川育人學(xué)校高二下學(xué)期期中)關(guān)于下面四個裝置說法正確的是(CD)A．試驗(A)可以說明α粒子的貫穿本事很強B．試驗(B)現(xiàn)象可以用愛因斯坦的質(zhì)能方程說明C．(C)是利用α射線來監(jiān)控金屬板厚度的改變D．裝置(D)進(jìn)行的是核裂變反應(yīng)解析：(A)圖是α粒子散射試驗，不能說明α粒子的貫穿本事很強。故A錯誤；(B)圖是試驗室光電效應(yīng)的試驗，該試驗現(xiàn)象可以用愛因斯坦的光電效應(yīng)方程說明，故B錯誤；(C)圖，因為α射線穿透實力較弱，金屬板厚度的微小改變會使穿過鋁板的α射線的強度發(fā)生較明顯改變，即可以用α射線限制金屬板的厚度。故C正確；(D)裝置是核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行的是核裂變反應(yīng)，故D正確。10．如圖所示，國際原子能機構(gòu)2007年2月15日公布核輻射警示新標(biāo)記，新標(biāo)記為黑框紅底三角，內(nèi)有一個輻射波標(biāo)記、一個骷髏頭標(biāo)記和一個逃跑的人形。核輻射會向外釋放三種射線：α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電。現(xiàn)有甲、乙兩個原子核原來都靜止在同一勻強磁場中，其中一個核放出一個α粒子，另一個核放出一個β粒子，得出如圖所示的四條徑跡，則(BD)A．磁場的方向肯定垂直于紙面對里B．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子C．a(chǎn)為α粒子的徑跡，d為β粒子的徑跡D．b為α粒子的徑跡，c為β粒子的徑跡解析：衰變過程中滿意動量守恒，釋放粒子與新核的動量大小相等，方向相反，依據(jù)帶電粒子在磁場中的運動不難分析：若軌跡為外切圓，則為α衰變；若軌跡為內(nèi)切圓，則為β衰變。由R＝eq\f(mv,qB)知半徑與電荷量成反比，故B、D正確。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，共14分。把答案干脆填在橫線上)11．(6分)如圖所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電限制設(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__正__極。(2)光控繼電器的原理是：當(dāng)光照耀光電管時，__陰極K放射電子，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。無光照耀光電管時，電路中無電流，N自動離開M__。(3)當(dāng)用綠光照耀光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列__B__說法正確。A．增大綠光照耀強度，光電子最大初動能增大B．增大綠光照耀強度，電路中光電流增大12．(8分)(2024·廣東省試驗中學(xué)高二下學(xué)期期中)為了驗證“兩小球碰撞過程中的動量守恒”，某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行了如下的操作：①將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板豎直立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；②將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球a從原固定點由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡P；③把小球b靜止放在斜槽軌道的水平段的最右端，讓小球a仍從原固定點由靜止釋放，和小球b相碰后，兩小球撞到木板并在白紙上留下痕跡M和N；④用天平測出a、b兩個小球的質(zhì)量分別為ma和mb，用刻度尺測量白紙上O點到M、P、N三點的距離分別為yM、yP和yN。依據(jù)上述試驗，請回答下列問題：(1)為了減小試驗誤差，選擇入射球ma、被碰球mb時，應(yīng)當(dāng)使ma__大于__mb。(填“大于”“等于”“小于”)(2)小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對試驗結(jié)果__不會__產(chǎn)生誤差。(選填“會”或“不會”)(3)小球a和b發(fā)生碰撞后，小球b在圖中白紙上撞擊痕跡應(yīng)是__M__點。(4)用本試驗中所測得的物理量來驗證兩小球碰撞過程中動量守恒，其表達(dá)式為：__eq\f(ma,\r(yp))＝eq\f(ma,\r(yN))＋eq\f(mb,\r(yM))__。解析：(1)選擇入射球ma、被碰球mb時，為防止入射球反彈，則應(yīng)當(dāng)使ma大于mb。(2)小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，不會對試驗結(jié)果產(chǎn)生誤差，因為只要保證小球從靜止釋放到達(dá)最低點的速度相等即可，斜槽不肯定須要光滑。(3)小球a和b發(fā)生碰撞后，小球b在圖中白紙上撞擊痕跡應(yīng)是M點。(4)依據(jù)y＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2y,g))，若小球a不與小球b碰撞，平拋運動初速度v＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,2yP))，同理可得，小球a與b碰撞后，a的速度v1＝xeq\r(\f(g,2yN))，b的速度v2＝xeq\r(\f(g,2yM))，驗證動量守恒的表達(dá)式為mav＝mav1＋mbv2，即eq\f(ma,\r(yp))＝eq\f(ma,\r(yN))＋eq\f(mb,\r(yM))。三、論述·計算題(共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)(2024·陜西省咸陽市試驗中學(xué)高二下學(xué)期檢測)為估算雨水對傘面產(chǎn)生的平均撞擊力，小芳在大雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得10分鐘內(nèi)杯中水位上升了45mm，當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為12m/s。設(shè)雨滴撞擊傘面后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3，傘面的面積約為0.8m2，據(jù)此估算當(dāng)時雨水對傘面的平均撞擊力大小是多少？答案：0.72N解析：對雨水由動量定理得Ft＝Δmv＝ρShv，則F＝eq\f(ρShv,t)＝0.72N。14．(11分)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核的質(zhì)量為3.0150u。兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成eq\o\al(3,2)He并放出一個中子，釋放的核能也全部轉(zhuǎn)化為機械能。(質(zhì)量虧損為1u時，釋放的能量為931.5MeV。除了計算質(zhì)量虧損外，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量可以認(rèn)為是中子的3倍)(1)寫出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式。(2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？(3)若測得反應(yīng)后生成中子的動能是3.12MeV，則反應(yīng)前每個氘核的動能是多少MeV?答案：(1)2eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)3.26MeV(3)0.45MeV解析：(1)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。(2)質(zhì)量虧損為Δm＝2.0136u×2－3.015u－1.0087u＝0.0035u。則釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.0035×931.5MeV≈3.26MeV。(3)設(shè)中子和eq\o\al(3,2)He核的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，反應(yīng)前每個氘核的動能為E0，反應(yīng)后中子和eq\o\al(3,2)He核的動能分別為E1、E2。依據(jù)動量守恒得m1v1－m2v2＝0，所以eq\f(v1,v2)＝eq\f(m2,m1)＝eq\f(3,1)。由E＝eq\f(1,2)mv2得eq\f(E2,E1)＝eq\f(\f(1,2)m2v\o\al(2,2),\f(1,2)m1v\o\al(2,1))＝eq\f(3,1)×(eq\f(1,3))2＝eq\f(1,3)，即E2＝eq\f(E1,3)＝eq\f(1,3)×3.12MeV＝1.04MeV，由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE，代入數(shù)據(jù)得E0＝0.45MeV。15．(12分)(2024·天津一中高二下學(xué)期期末)一個靜止的氮核eq\o\al(14,7)N俘獲了一個速度為2.3×107m/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動的半徑之比RB∶RC＝11∶30，求：(1)C核的速度大小；(2)依據(jù)計算推斷C核是什么；(3)寫出核反應(yīng)方程。答案：(1)3×106m/s(2)氦原子核(3)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(4,2)He解析：氮核汲取了一個中子變成復(fù)核不穩(wěn)定，發(fā)生衰變，整個過程中，中子、氮核以及兩個新核組成的系統(tǒng)，在反應(yīng)過程前后都不受外界的干擾，所以整個系統(tǒng)在俘獲與衰變過程中動量均守恒，利用這一點，可求出C核的速度，然后依據(jù)粒子在磁場中的運動狀況就可以推斷出新核的種類，寫出核反應(yīng)方程。氮核俘獲中子到衰變成B、C兩個新核的過程中動量守恒mnvn＝mBvB＋mCvC①依據(jù)衰變規(guī)律，可知C核的質(zhì)量數(shù)為14＋1－11＝4由此解得vC＝3×106m/s再由帶電粒子在洛倫茲力的作用下做圓周運動的學(xué)問R＝eq\f(mv,Bq)可得：eq\f(qB,qc)＝eq\f(mBvBRC,mCvCRB)＝eq\f(11×106×30,4×3×106×11)＝eq\f(5,2)②qB＋qC＝7③將②③聯(lián)立可得，qC＝2，而mC＝4，則C核是氦原子核，核反應(yīng)方程式是eq\o\al(14,7)N＋eq\o