浙江專版2024年高考物理一輪復(fù)習單元評估檢測十一選修3-5含解析

PAGE12-單元評估檢測(十一)選修3-5(90分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分)1.(多選)(2024·衢州模擬)下列說法正確的是 ()A.采納物理或化學方法可以有效地變更放射性元素的半衰期B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的試驗都表明光具有粒子性D.重核裂變過程生成中等質(zhì)量的核,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量肯定削減【解析】選B、C、D。元素的半衰期是由元素本身確定的,與外部環(huán)境無關(guān),故A錯誤;由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子,故B正確;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)只能用光的粒子性說明,揭示了光具有粒子性,故C正確;重核裂變過程生成中等質(zhì)量的核,釋放出能量,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,肯定有質(zhì)量虧損,故D正確。2.(多選)如圖所示,在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=4kg,速率分別為vA=5m/s,vB=2m/s的A、B兩小球沿同始終線相向運動,則下列敘述正確的是()A.它們碰撞前的總動量是18kg·m/s,方向水平向左B.它們碰撞后的總動量是18kg·m/s,方向水平向左C.它們碰撞前的總動量是2kg·m/s,方向水平向右D.它們碰撞后的總動量是2kg·m/s,方向水平向右【解析】選C、D。依據(jù)題述,它們碰撞前的總動量是mBvB-mAvA=-2kg·m/s,方向水平向右,依據(jù)動量守恒定律,它們碰撞后的總動量是2kg·m/s,方向水平向右,選項C、D正確。3.(多選)(2024·金華模擬)如圖所示是用光照耀某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變更圖線,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,由圖可知 ()A.該金屬的極限頻率為4.27×1014HzB.該金屬的極限頻率為5.5×1014HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5eV【解析】選A、C。由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知圖線與橫軸交點為金屬的極限頻率,即νc=4.27×1014Hz,A正確,B錯誤;由Ek=hν-W0可知,該圖線的斜率為普朗克常量,C正確;金屬的逸出功W0=hνc=6.63×10-344.(2024·全國卷Ⅰ)氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子,最少應(yīng)給氫原子供應(yīng)的能量為 ()A.12.09eV B.10.20eVC.1.89eV D.1.51eV【解析】選A。處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā),至少被激發(fā)到n=3能級后,躍遷才可能產(chǎn)生能量在1.63eV～3.10eV的可見光,則最少應(yīng)給氫原子供應(yīng)的能量為ΔE=-1.51eV-(-13.60)eV=12.09eV,故選項A正確。5.(2024·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為 ()A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1【解析】選B。經(jīng)過2T,對A來說是2個半衰期,A的質(zhì)量還剩14,經(jīng)過2T,對B來說是1個半衰期,B的質(zhì)量還剩12,所以剩有的A和B質(zhì)量之比為1∶2,選項6.(多選)(2024·浙江11月選考真題)a、b是兩種單色光,其光子能量分別為εa和εb,且εaA.則a、b的光子動量之比paB.若a、b入射到同一雙縫干涉裝置上,則相鄰亮條紋的間距之比ΔxC.若a、b都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則光電子最大初動能之差Eka-Ekb=εb(k-1)D.若a、b是由處在同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到a態(tài)和b態(tài)時產(chǎn)生的,則a、b兩態(tài)能級之差Ea-Eb=εb(k-1)【解析】選B、C。本題考查了對公式λ=hp,ε=hcλ?p=εc的理解。依據(jù)p=εc可知papb=εaεb,A錯;Δx=Lλd,解得Δx=Lhcdε,因此B正確;光電子最大初動能Ek=ε-W,將εaεb=k代入,可知C=εb(1-k),可知D錯誤。7.(多選)92238U放射性衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成

83210Bi,而

83210Bi可以經(jīng)一次衰變變成

a210X(X代表某種元素),也可以經(jīng)一次衰變變成

81bTiA.a=82,b=206B.a=84,b=206C.①是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子而生成的D.②是α衰變,放出的是正電子,正電子是由質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子和一個正電子而生成的【解析】選B、C。83210Bi經(jīng)過①變更為

a210X,質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變更,為β衰變,過程中放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時產(chǎn)生的,即:83210Bi→a210X+

-10e,故a=84,83210Bi經(jīng)過②變更為

81bTi,核電荷數(shù)少2,為α衰變8.(多選)(2024·浙江10月選考真題)如圖為氫原子能級圖,氫原子中的電子從n=5能級躍遷到n=2能級可產(chǎn)生a光;從n=4能級躍遷到n=2能級可產(chǎn)生b光。a光和b光的波長分別為λa和λb,照耀到逸出功為2.29eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng),遏止電壓分別為Ua和Ub,則 ()A.λa>λbB.Ua>UbC.a光的光子能量為2.86eVD.b光產(chǎn)生的光電子最大初動能Ekb=0.26eV【解析】選B、C、D。依據(jù)能級躍遷學問hfa=E5-E2=-0.54-(-3.4)eV=2.86eV,hfb=E4-E2=-0.85-(-3.4)eV=2.55eV,明顯a光子的能量大于b光子,即a光頻率要大,波長要短,所以A錯誤,C正確。依據(jù)光電效應(yīng)可知,最大初動能Ek=hf-W0,所以a光照耀后的最大初動能為Eka=2.86-2.29eV=0.57eV,b光照耀后的最大初動能為Ekb=2.55-2.29eV=0.26eV,選項D正確。依據(jù)遏止電壓學問可知,Ua>Ub,選項B正確。9.(2024·臺州模擬)如圖,光滑水平面上有兩輛小車,用細線相連,中間有一個被壓縮的輕彈簧,小車處于靜止狀態(tài)。燒斷細線后,由于彈力的作用兩小車分別向左、右運動。已知兩小車質(zhì)量之比m1∶m2=2∶1,下列說法正確的是 ()A.彈簧彈開后兩車速度大小之比為1∶2B.彈簧彈開后兩車動量大小之比為1∶2C.彈簧彈開過程m1、m2受到的沖量大小之比為2∶1D.彈簧彈開過程彈力對m1、m2做功之比為1∶4【解析】選A。兩小車和彈簧組成的系統(tǒng),在燒斷細線后,合外力為零,動量守恒,所以兩車的動量大小之比為1∶1,由m1v1=m2v2結(jié)合m1∶m2=2∶1可知v1∶v2=1∶2,所以A選項正確,B選項錯誤;由于彈簧彈開過程,對兩小車每時每刻的彈力大小相等,又對應(yīng)著同一段作用時間,由I=Ft可知,m1、m2受到的沖量大小之比為1∶1,所以C選項錯誤;依據(jù)功能關(guān)系的規(guī)律,彈簧彈開過程,彈力對m1、m2做功等于兩小車動能的增量,由W=ΔEk=12mv2-0,代入數(shù)據(jù)可知W1∶W2=1∶2,所以D10.(多選)云室能顯示射線的徑跡,把云室放在磁場中,從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向和半徑大小就能推斷粒子的屬性,放射性元素A的原子核靜止放在磁感應(yīng)強度B=2.5T的勻強磁場中發(fā)生衰變,放射出粒子并變成新原子核B,放射出的粒子與新核的運動軌跡如圖所示,測得兩圓的半徑之比R1∶R2=42∶1,且R1=0.2m,已知α粒子質(zhì)量mα=6.64×10-27kg,β粒子質(zhì)量mβ=9.1×10-31kg,普朗克常量取h=6.6×10-34J·s,下列說法正確的是 ()A.新原子核B的核電荷數(shù)為84B.放射性元素A原子核發(fā)生的是β衰變C.衰變放射出的粒子的速度大小為2.4×107m/sD.假如A原子核衰變時釋放出一種頻率為1.2×1015Hz的光子,那么這種光子能使逸出功為4.54eV的金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選A、C、D。由動量守恒mv-mαvα=0,粒子做圓周運動的向心力等于洛倫茲力,即qvB=mv2r。又qα=2e,R1∶R2=42∶1由以上關(guān)系得新原子核的電荷量q=84e,即新原子核的電荷數(shù)為84,故A正確;衰變過程中動量守恒,因初動量為零,故衰變后兩粒子動量大小相等,方向相反。粒子軌跡為外切圓,說明兩粒子所受的洛倫茲力方向相反,均帶正電,故發(fā)生的是α衰變,故B錯誤。由R1=mαvαqαB得,vα=qαBR1mα=2×1.6×10-19=7.92×10-19J=4.95eV>4.54eV,因此能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng),故D正確;綜上分析,A、C、D正確。二、試驗題(本題共2小題,共12分)11.(4分)利用氣墊導軌做試驗來驗證動量守恒定律:如圖甲所示,起先時兩個滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕彈簧,兩滑塊用繩子連接;繩子燒斷后,兩個滑塊向相反方向運動,得到如圖乙所示的兩個滑塊A、B相互作用后運動過程的頻閃照片,頻閃的頻率為10Hz。已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g,依據(jù)照片記錄的信息,A、B離開彈簧后,滑塊A做勻速直線運動,其速度大小為________m/s,本次試驗中得出的結(jié)論是__。

【解析】由題圖乙可知,繩子燒斷后,A、B均做勻速直線運動。起先時有vA=0,vB=0,A、B被彈開后有v′A=0.09m/s,v′B=0.06m/s,mAv′A=0.018kg·m/s,mBv′B=0.018kg·m/s,由此可得mAv′A=mBv′B,即0=mBv′B-mAv′A,結(jié)論是兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒。答案:0.09兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒12.(8分)某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的試驗,氣墊導軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導軌的兩個工作面上勻稱分布著肯定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地懸浮在導軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。(1)下面是試驗的主要步驟:①安裝好氣墊導軌,調(diào)整氣墊導軌的調(diào)整旋鈕,使導軌水平;②向氣墊導軌通入壓縮空氣;③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)整打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間,已知碰后兩滑塊一起運動;⑥先__,

然后____________,讓滑塊帶動紙帶一起運動;

⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出較志向的紙帶如圖乙所示;⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g。試著完善試驗步驟⑥的內(nèi)容。(2)已知打點計時器每隔0.02s打一個點,計算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為______kg·m/s;兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為______kg·m/s。(保留三位有效數(shù)字)

(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要緣由是__。

【解析】(1)試驗時,應(yīng)先接通打點計時器的電源,再放開滑塊1。(2)作用前滑塊1的速度v1=0.20.1m/s=22m/s=0.620kg·m/s,作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v=0.1681.2m/s,其質(zhì)量與速度的乘積之和為(0.310kg+0.205kg)×1.2m/s=0.618kg·m/s。(3)存在誤差的主要緣由是紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦。答案:(1)接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦三、計算題(本題共4小題,共48分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)13.(10分)如圖甲所示,靜止在勻強磁場中的

36Li核俘獲一個速度為v104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng),即

36Li+01n→13H+24104m/s,其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同,試求:(1)13(2)在圖乙中,已畫出并標明兩粒子的運動軌跡,請計算出軌跡半徑之比。(3)當

24He旋轉(zhuǎn)三周時,粒子

1【解析】(1)反應(yīng)前后動量守恒:m0v0=m1v1+m2v2 ①(2分)(v1為氚核速度,m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核質(zhì)量)代入數(shù)值可解得:v1=-1.0×103m/s②(1分)方向與v0相反。(2)13H、24r1∶r2=m1v1Bq1∶(3)13H和

T1∶T2=2πm2Bq所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比為n1∶n2=T2∶T1=2∶3 ⑤(2分)即

24He旋轉(zhuǎn)3周時,13H旋轉(zhuǎn)2答案:(1)1.0×103m/s,方向與v0相反(2)3∶40(3)2周14.(12分)(2024·湖州模擬)在高速馬路上,一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞后,兩車車身因相互擠壓,皆縮短了0.5m,據(jù)測算兩車相撞前速度約為30m/s。(1)試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力是多大?(2)若此人系有平安帶,平安帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s,求這時人體受到的平均沖力為多大?【解析】(1)兩車相撞時認為人與車一起做勻減速運動直到停止,位移為0.5m。設(shè)運動的時間為t,依據(jù)x=v02t, (2得t=2xv0=130s依據(jù)動量定理有Ft=Δp=mv0, (3分)得F=mv0t=60×30130N=5.4×10(2)若人系有平安帶,則F′=mv0t'=60×301N=1.8×10答案:(1)5.4×104N(2)1.8×103N15.(12分)在原子核物理中,探討核子與核關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”。這類反應(yīng)的前半部分過程和下述力學模型類似。兩個小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連,在光滑的水平直軌道上處于靜止狀態(tài)。在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球,如圖所示。C與B發(fā)生碰撞并馬上結(jié)成一個整體D,在它們接著向左運動的過程中,當彈簧長度變到最短時,長度突然被鎖定,不再變更。然后,A球與擋板P發(fā)生碰撞,碰后A、D都靜止不動,A與P接觸而不粘連。過一段時間,突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無機械能損失)。已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m。 (1)求彈簧長度剛被鎖定后A球的速度。(2)求在A球離開擋板P之后的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能?！窘馕觥?1)設(shè)C球與B球粘結(jié)成D時,D的速度為v1,由動量守恒定律,有mv0=(m+m)v1 ①(1分)當彈簧壓至最短時,D與A的速度相等,設(shè)此速度為v2,由動量守恒定律,有2mv1=3mv2 ②(1分)由①②兩式得A的速度v2=13v0。 ③(1分(2)設(shè)彈簧長度被鎖定后,儲存在彈簧中的勢能為Ep,由能量守恒定律,有12·2mv12=32mv2撞擊P后,A與D的動能都為零,解除鎖定后,當彈簧剛復(fù)原到自然長度時,勢能全部轉(zhuǎn)變成D的動能,設(shè)D的速度為v3,則有Ep=12·(2m)·v32當彈簧伸長,A球離開擋板P,并獲得速度。當A、D的速度相等時,彈簧伸至最長。設(shè)此時的速度為v4,由動量守恒定律,有2mv3=3mv4 ⑥(2分)當彈簧伸到最長時,其勢能最大,設(shè)此勢能為E′p,由能量守恒定律,有12·2mv32=32mv4解以上各式得E′p=136mv02。答案:(1)13v0(2)13616.(14分)海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔,其原理示意如圖甲。浮桶(輕密度絕緣材料制成)內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上,浮桶內(nèi)置線圈隨周期T=3s的波浪相對磁體沿豎直方向運動,且始終處于磁場中,該線圈與阻值R=15Ω的燈泡相連。如圖乙所示,浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成,其截面積S=0.2m2(圖乙中斜線陰影部分),其內(nèi)為產(chǎn)生磁場的磁體,與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽視不計;匝數(shù)N=200的線圈所在處輻向磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T,線圈直徑D=