2019届高考物理二轮复习模块检测卷六 选修3-5
2019年全国大联考高考物理二模试卷(新课标ⅲ卷)解析版
E.出现大雾的天气其相对湿度是比较大的
14.(10分)如图所示,有一横截面积为40.0cm2的绝热气缸(足够高),用一绝热轻质活塞封闭一定质量的理想气体,在接近容器底部的地方有一电热丝,电热丝的两头接在容器的外面,接线处密闭性良好。开始时气缸内气体的温度为27℃,密封气柱的长度为6.0cm。现在给电热丝接通电源给气缸内的气体加热,使活塞缓慢运动,经过一段时间后气缸内的气体温度达到127℃,整个过程中气缸内气体吸收的热量为12J.设大气压强为105Pa,活塞可无摩擦地运动。求:
物理量实验次数
1
2
3
4
5
小车上砝码的总质量m/kg
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
小车加速度的倒数
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
(4)设本次实验小车的质量为M,那么由所作的实验图象可求得小车的质量M=kg。
(5)本次实验中小车所受的合外力大小为F合=N。
11.(14分)如图所示,质量均为M=1kg的甲、乙两长木板相距为s0=3m,且均静止于光滑水平面上,两长木板的长度均为L=3m。开始甲长木板停靠在一半径为R=0.2m的四分之一光滑固定的圆弧轨道右端,圆弧轨道下端与甲长木板上表面水平相切。乙长木板右端固定一处于自然伸长的轻质弹簧,轻质弹簧的自由端恰好位于乙长木板中点Q处。将一质量为m=2kg可视为质点的滑块从圆弧轨道的顶端静止释放。已知乙长木板上表面光滑,滑块与甲长木板间的动摩擦因数为μ=0.2,g取10m/s2,试分析下列问题:
A.1:1B.2:1C.3:2D.3:5
5.(6分)如图所示中的L1和L2称为地月连线中的拉格朗日点L1和拉格朗日点L2.在L1点处的物体可与月球同步绕地球转动。在L2点处附近的飞行器无法保持静止平衡,但可在地球引力和月球引力共同作用下围绕L2点绕行,且处于动态平衡状态。我国中继星鹊桥就是绕L2点转动的卫星,嫦娥四号在月球背面工作时所发出的信号通过鹊桥卫星传回地面,若鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R1、R2,信号传播速度为c。则( )
2019年高考物理模拟试题汇编-选修3-5部分
2019年高考物理模拟试题汇编-选修3-5部分【考情综述】选修3-5模块由动量守恒定律、波粒二象性、原子结构、原子核四个部分组成,这部分内容是高考的选考内容,在高考中考查的较为简单,很大程度上考查基本概念的理解与识记。
动量守恒定律包含考点:动量和动量守恒定律、碰撞、反冲和爆炸问题、动量守恒定律的理解和应用、碰撞问题分析探究方法、验证动量守恒定律(实验);波粒二象性包含考点:光电效应现象;原子结构包含考点:α粒子散射实验与核式结构模型、氢原子光谱和玻尔理论;原子核包含考点:天然放射现象和衰变、核反应和核能、衰变和半衰期、核反应方程的书写、核能的产生和计算。
其中动量和动量守恒定律、α粒子散射实验与核式结构模型、氢原子光谱和玻尔理论、天然放射现象和衰变等是考查的重点。
高考热点为:(1)动量守恒定律的理解和应用;(2)光电效应现象;(3)核反应方程的书写等。
选修3-5在高考中一般占总分值的10%左右,题型、题量为:选择题1题,填空题1题,小型简单计算题1题,试题难度简单,几乎没有与其他知识点结合考查的试题。
近年来高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为:(1)α粒子散射实验与核式结构模型、天然放射现象和衰变、核反应和核能、衰变和半衰期等知识组合成一道选择题,考查重点概念、重点知识的识记与理解。
(2)光电效应现象、验证动量守恒定律(实验)、氢原子光谱和玻尔理论等内容,往往以填空题的形式,尤其要注意光电效应现象中各物理量的含义,如截止频率、反向电压、最大初动能等。
(3)碰撞、反冲和爆炸问题、动量守恒定律的理解和应用、等重要内容往往以简单的计算题出现,充分考查相关公式的理解与应用,且计算量不大。
【试题精粹】1.(2018届江苏扬州中学检测考试)(1)关于近代物理,下列说法正确的是________。
A.β衰变时β射线是原子内部核外电子释放出来的B.组成原子核的核子质量之和大于原子核的质量C.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的(2)如图所示的实验电路,当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时,毫安表的指针发生了偏转。
2019-2020年高中物理 本册综合能力测试题 新人教版选修3-5
2019-2020年高中物理 本册综合能力测试题 新人教版选修3-5一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(山东师大附中2014~2015学年高二下学期检测)下面是历史上的几个著名实验的装置图,其中发现电子的装置是( )答案:A解析:汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线,发现了电子。
2.关于核反应方程21H +31H→42He +X ,以下说法中正确的是( )A .X 是10n ,该核反应属于聚变B .X 是11H ,该核反应属于裂变C .X 是10n ,该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D .X 是11H ,该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案:A解析:根据质量数守恒和电荷数守恒知X 是10n ,此核反应属于聚变,A 正确B 错误。
当前核电站采用的燃料是铀235,C 、D 错误。
3.(广东省实验中学2014~2015学年高二下学期期中)A 、B 两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上,A 、B 两球质量分别为2m 和m 。
当用板挡住小球A 而只释放B 球时,B 球被弹出落于距桌边水平距离为s 的水平地面上,如图所示,问当用同样的程度压缩弹簧,取走A 左边的挡板,将A 、B 同时释放,B 球的落地点距桌边的水平距离为( )A.s 3B .3s C.6s 3 D .6s答案:C解析:当用板挡住A 球而只释放B 球时,B 球做平抛运动,设高度为h ,则有v B =s t=s g 2h ,所以弹簧的弹性势能为E =12mv 2B =ms 2g 4h,当用同样的程度压缩弹簧,取走A 左边的挡板,将A 、B 同时释放,由动量守恒定律可得:0=2mv A -mv B ,所以v A ∶v B =1∶2,因此A球与B 球获得的动能之比E kA ∶E kB =1∶2,所以B 球获得动能为:E k =ms 2g 6h,那么B 球抛出初速度为v B =s 2g 3h ,则平抛后落地水平位移为x =s 2g 3h ·2h g =6s 3,故选C 。
2019年高考物理试题汇编—选修3-5
2018普通高校招生考试试题汇编-选修3-518.(2018全国卷1).已知氢原子的基态能量为E ,激发态能量21/n E E n =,其中n=2,3…。
用h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速。
能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为A .143hcE -B .12hcE -C .14hc E -D .19hcE - 解析:原子从n=2跃迁到+∞所以124EhcE E λ+∞=-=-故:14hc E λ=-选C 19.(2018海南).模块3-5试题(12分) (1)(4分)2019年3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站的核泄漏事故。
在泄露的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。
在下列四个式子中,有两个能分别反映131I 和137Cs 衰变过程,它们分别是_______和__________(填入正确选项前的字母)。
131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是________和_______.A .X 1→1371560Ba n +B .X 2→1310541Xe e -+C .X 3→13756Ba +01e - D .X 4→13154Xe +11p 解析:由质量数和核电荷数守恒可以得出正确选项 B C 78 82(2)(8分)一质量为2m 的物体P 静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。
图中ab为粗糙的水平面,长度为L ;bc 为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab 和bc 均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。
现有一质量为m 的木块以大小为v 0的水平初速度从a 点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h ,返回后在到达a 点前与物体P 相对静止。
重力加速度为g 。
求(i )木块在ab 段受到的摩擦力f ; (ii )木块最后距a 点的距离s 。
解析:(i )设木块和物体P 共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得:0(2)mv m m v =+ ①22011(2)22mv m m v mgh fL =+++② 由①②得:20(3)3m v gh f L-=③(ii )木块返回与物体P 第二次达到共同速度与第一次相同(动量守恒)全过程能量守恒得:22011(2)(2)22mv m m v f L s =++-④由②③④得:202063v ghs L v gh-=-35.(2018全国理综).【物理——选修3-5】(1)在光电效应试验中,某金属的截止频率相应的波长为0λ,该金属的逸出功为______。
2019届高考物理二轮专题提升训练(8)选修3-5
2019 届高考物理二轮专题提高训练动量冲量动量定理动量守恒弹性碰撞完整非弹性碰撞原子物理学八、选修 3- 5切记骨干,考场不茫然p mv =2mE KI F tF t mv2 mv1 (解题时受力剖析和正方向的规定是重点 )m1v 1‘或p1 + p2=O+ m2 v2 = m1 v1 + m 2v 2’或p1 =一 p2m1v1 m2v2 ⋯ m1 v1 ' m2v2 ' ⋯v1 'm1 m2 v1 2m2v2m1 m2v2 'm2 m1 v2 2m1v1m1 m2vm1v1 m2v2m1 m2n 2 R1E1(E1= -13.6ev)1. R =n En=2n(En=E 电势能 n+Ekn)e 2 V n2(k m )r n2 r n2.hυ= E3.E= mC 24.静止在磁场中的原子核发生α衰变 (外切 );β衰变 (内切 )r1 q2 1 2 1 2 (M-m)V1=mV2q1m 亏 C2= mV2 ( M m)V1r 2 2 2越多努力1越多奇观一、选择题 (共 5 小题,每题 4 分,共 20 分,在每题给出的四个选项中,有的小题 只有一个选项切合题目要求, 有的小题有多个选项切合题目要求, 所有选对的得 4 分,选不 全的得 2 分,有选错或不答的得0 分 )1. (2015 ·南十三校联考湖)对于光电效应现象,以下说法中正确的选项是 ()A .在光电效应现象中,入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大B .在光电效应现象中,光电子的最大初动能与照耀光的频次成正比C .对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长一定小于此波长,才能发生光电效应D .对于某种金属,只需入射光的强度足够大,就会发生光电效应答案: C分析:由光电效应方程 E k = h ν-W 0 知光电子的最大初动能与入射光的频次成线性关系, 不是正比关系,与入射光的强度没关,对于任何一种金属都存在一个对应的极限频次,由 E=h ν=hcλ知存在一个对应的极限波长,只有入射光的频次大于极限频次或许说其波长小于极限波长时才能发生光电效应,故只有 C 正确。
2019学年高二物理习题(粤教选修3-5):模块综合检测(二)
模块综合检测(二)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得3分,选错或不答的得0分)1.关于太阳辐射的主要由来,下列说法正确的是( )A.来自太阳中氢元素聚变反应释放的核能B.来自太阳中碳元素氧化释放的化学能C.来自太阳中重元素裂变反应释放的核能D.来自太阳中本身贮存的大量内能解析:太阳内部不断进行着热核反应,所以太阳辐射的主要由来是来自太阳中氢元素聚变反应释放的核能,选项A正确.答案:A2.用绿光照射一个光电管能发生光电效应,欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大,下列方法中可行的是( )A.增大光电管上的加速电压B.增大绿光的强度C.延长绿光的照射时间D.改用强度较小的紫光照射解析:增加最大初动能的方法只能从增加入射光的频率入手,与入射光的强度和照射时间无关,所以选项B、C错误,选项D正确.增大光电管上的加速电压只能增加光电流,不能增加光电子的最大初动能,所以选项A错误.答案:D3.关于下列四幅图说法中错误的是( )A.原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大解析:原子中的电子绕原子核高速运转时,在自己固定的轨道运转,只有当吸收一定的能量会向高能级跃迁,向外辐射一定的能量会向低能级跃迁.答案:A4.一群处于n =4的激发态的氧原子,向低能级跃迁时,可能发射出的谱线为( ) A .3 B .4条 C .5条D .6条解析:一群处于n =4的激发态的氧原子,向低能级跃迁时,可能发射出的谱线为4×32=6(条),故选D.答案:D5.一炮艇在湖面上匀速行驶,突然从船头和船尾同时向前和向后发射一颗炮弹,设两炮弹质量相同,相对于地的速率相同,牵引力和阻力均不变,则船的动量和速度的变化情况是( )A .动量不变,速度增大B .动量变小,速度不变C .动量增大,速度增大D .动量增大,速度减小解析:整个过程动量守恒,由于两发炮弹的总动量为零,因而船的动量不变.又因为船发射炮弹后总质量变小,因此船的速度增大.答案:A6.14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素.若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的14,则该古树死亡时间距今大约( )A .22 920年B .11 460年C .5 730年D .2 865年解析:N =N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 1/2,14n 0=n 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t5730所以t =11 460年. 答案:B7.某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变,关于它的原子核的变化,下列说法中不正确的是( )A .核子数减小8B .质子数减小2C .质子数增加2D .中子数减小10解析:设该原子核的质量数(核子数)为m ,电荷数(质子数)为n ,衰变后的质量数为x ,电荷数为y ,则有:m =x +8;n =-6+4+y ,由此可知衰变后核子数减小8,质子数增加2,中子数减小10,故选B.答案:B8.一质量为m 的铁锤,以速度v ,竖直打在木桩上,经过Δt 时间后停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )A .mg Δt B.mv Δt C.mvΔt+mg D.mvΔt—mg 解析:铁锤对木桩的作用力和木桩对铁锤的作用力大小相等,对铁锤分析可得受到重力和木桩的作用力,故根据动量定理可得(mg -F )t =0-mv ,解得F =mg +mvΔt,故铁锤对木桩的平均冲力的大小为mg +mvΔt,C 正确.答案:C9.质量为M 的小车在光滑的水平地面上以速度v 0匀速向右运动,当车中的沙子从底部的漏斗中不断流下时,小车的速度将( )A .减小B .不变C .增大D .无法确定解析:本题中小车与沙子组成的系统仅在水平方向上动量守恒.因沙子从车上漏出前在水平方向有速度为v 0,故沙子漏出后做平抛运动,水平方向的速度为v 0.由动量守恒定律得,小车的速度仍为v 0,即不变.答案:B10.A 、B 两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上,A 、B 两球质量分别为2m 和m .当用板挡住小球A 而只释放B 球时,B 球被弹出落于距桌边水平距离为s 的水平地面上,如图所示.现用同样的程度压缩弹簧,取走A 左边的挡板,将A 、B 同时释放,B 球的落地点距桌边的水平距离为( )A.s3 B.3s C.6s 3D.6s解析:当用板挡住A 球而只释放B 球时,B 球做平抛运动,设高度为h ,则有v B =st =sg 2h,所以弹簧的弹性势能为E =12mv 2B =ms 2g4h,当用同样的程度压缩弹簧,取走A 左边的挡板,将A 、B 同时释放,由动量守恒定律可得:0=2mv A -mv B ,所以v A ∶v B =1∶2,因此A 球与B 球获得的动能之比E kA∶E kB=1∶2,所以B球获得动能为:E k=ms2g6h,那么B球抛出初速度为v B=s2g 3h ,则平抛后落地水平位移为x=s2g3h·2hg=6s3,故选C.答案:C二、多项选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)11.以下说法正确的是( )A.玻尔理论认为,原子中的电子在某些不连续的特定轨道上绕核转动是稳定的,不产生电磁辐射B.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C.爱因斯坦光电效应理论认为光电子的最大初动能跟照射光的频率有关D.铋210的半衰期是5天,则8个铋210经过10天后还剩2个解析:玻尔理论认为,原子中的电子在某些不连续的特定轨道上绕核转动是稳定的,不产生电磁辐射,选项A正确;天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构,选项B正确;爱因斯坦光电效应理论认为光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大,选项C正确;半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少量原子核无意义,选项D错误.故选A、B、C.答案:ABC12.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象.下列说法中正确的是( )A.若D、E能结合成F,结合过程一定要释放能量B.若D、E能结合成F,结合过程一定要吸收能量C.若A能分裂成B、C,分裂过程一定要释放能量D.若A能分裂成B、C,分裂过程一定要吸收能量解析:E、D结合成F时,平均质量减少,一定释放能量,选项A正确.A裂变成B、C时,原子核平均质量减少,也要释放能量,选项C正确.答案:AC13.两个小球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,B球在前,A球在后,m A=1 kg,m B =2 kg ,v A =6 m/s ,v B =3 m/s ,当A 球与B 球发生碰撞后,A 、B 两球速度可能为( )A .v A =4 m/s ,vB =4 m/s B .v A =2 m/s ,v B =5 m/sC .v A =-4 m/s ,v B =6 m/sD .v A =7 m/s ,v B =2.5 m/s解析:两球碰撞过程系统动量守恒,以两球的初速度方向为正方向,如果两球发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得:m A v A +m B v B =(m A +m B )v ,则:v =4 m/s ,如果两球发生完全弹性碰撞,有:m A v A +m B v B =m A v A ′+m B v B ′,由机械能守恒定律得:12m A v 2A +12m B v 2B =12m A v ′2A +12m B v′2B,代入数据解得:v ′A =2 m/s ,vB ′=5 m/s ,则碰撞后A 、B 的速度:2 m/s≤v A ≤4 m/s ,4 m/s≤v B ≤5 m/s ,故A 、B 正确,C 、D 错误.答案:AB14.如图所示,质量为M 的封闭箱内装有质量为m 的物体.以某一初速度向上竖直抛出,至最高点后又落回地面,箱运动过程受到的空气阻力大小与速度大小成正比.则( )A .上升过程中,箱对物体的弹力逐渐减小B .下落过程中,箱对物体的弹力始终为零C .上升过程中箱受到的重力的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D .上升过程中箱受到的重力的冲量大小等于下降过程重力的冲量大小解析:上升过程中速度逐渐减小,因为空气阻力与速度大小成正比,所以阻力减小,对整体有(M +m )g -f =(M +m )a ,则加速度逐渐减小,且大于g ,对箱内物体有,mg +N =ma ,可知箱对物体的弹力逐渐减小,故A 正确;下落过程中,速度增大,阻力增大,对整体有(M +m )g -f =(M +m )a ,则加速度减小,且小于g ,对箱内物体有,mg -N =ma ,可知箱对物体的弹力逐渐增加,但并不是始终为零,故B 错误;因为上升阶段加速度大,所以所用时间短,根据P =Wt可知,上升过程中箱受到的重力的平均功率大于下降过程中重力的平均功率,故C 对D 错,故选A 、C.答案:AC三、非选择题(本题共4小题,共54分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.答案中必须明确写出数值和单位)15.(12分)氢原子基态能量E 1=—13.6 eV ,电子绕核运动半径r 1=0.53×10-10m ,E n=E 1n,r n =n 2r 1.求氢原子处于n =4激发态时(电子的质量m =0.9×10-30kg)(1)原子系统具有的能量; (2)电子在轨道上运动的动能; (3)电子具有的电势能;(4)向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种?其中最低频率的光子的能量为多少(保留两位有效数字)?解析:(1)E 4=E 142=-0.85 eV.(2)因为r 4=42r 1且k e 2r 24=m v 2r 4,所以动能E k4=12mv 2=ke 232r 1=9×109×(1.6×10-19)232×0.53×10-10J =1.36×10-19J =0.85 eV. (3)由于E 4=E k4+E P4所以电势能E P4=E 4-E k4=-1.7 eV.(4)最多有六种.从n =4→3;3→2;2→1;4→2;4→1;3→1.能级差最小的是n =4→n =3,所以辐射的光子能量为:ΔE =h ν=E 4-E 3=0.66 eV.答案:(1)-0.85 eV (2)0.85 eV (3)-1.7 eV (4)6种 0.66 eV16.(12分)(1)在光电效应实验中,先后用两束光照射同一个光电管,若实验所得光电流I 与光电管两端所加电压U 间的关系曲线如图所示,则下列说法中正确的是( )A .a 光频率大于b 光频率B .a 光波长大于b 光波长C .a 光强度高于b 光强度D .a 光照射光电管时产生光电子的最大初动能较大(2)已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0),激发态能量E n =1n2E 1,其中n =2,3,…,已知普朗克常量为h ,真空中光速为c ,吸收波长为__________的光子能使氢原子从基态跃迁到n =2的激发态;此激发态原子中的电子再吸收一个频率为ν的光子被电离后,电子的动能为__________.(3)一个初速度为v 0的氧核(158O)自发衰变成一个氮核(157N)和另外一个粒子,并释放出一定能量.已知氧核的质量为m0,氮核的质量为m1,速度为v1,方向与氧核方向相同,粒子的质量为m2,若不计光子的动量,写出该核反应的方程式并求出粒子的速度v2大小.解析:(1)截止电压相同,所以频率相同,A错误;频率相同,波长相同,B错误;a的饱和电流大于b的饱和电流,则a中的光强大于b中的光强,C正确;根据E k=hν-W可得产生光电子的最大初动能一样大,D错误,故选C.(2)根据公式E=h cλ可得λ=hcE=hc122E1-E1=-4hc3E1,此激发态原子中的电子再吸收一个频率为ν的光子被电离后,电子的动能为E k=1n2E1+hν=hν+E1 4.(3)方程式为:15 8O→15 7N+01e,由动量守恒得:m0v0=m1v1+m2v2,解得:v2=m0v0-m1v1m2.答案:(1)C (2)-4hc3E1hν+E14(3) 15 8O→15 7N+01ev2=m0v0-m1v1m217.(12分)(1)如图为氢原子的能级图,一群氢原子在n=4的定态发生跃迁时,能产生______种不同频率的光,其中产生的光子中能量最大是________eV(2)下列核反应中,X1是______、X2是________,其中发生核裂变反应的是________.①235 92U+10n→9538Sr+138 54Xe+3X1②21H+X2→32He+10n(3)如图所示,质量为m1=1 kg和m2=2 kg的两个小球在光滑的水平面上分别以v1=2 m/s 和v2=0.5 m/s的速度相向运动,某时刻两球发生碰撞,碰后m1以1 m/s的速度被反向弹回,求:①碰后m2的速度;②两球发生碰撞的过程中m1受到的冲量.解析:(1)从4到3,从4到2,从4到1,从3到2,从3到1,从2到1,共6种跃迁方式,所以产生6种不同频率的光,其中光子能量最大的是从4到1,即E=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV.(2)根据质量数和电荷数守恒可得235 92U+10n→9538Sr+138 54Xe+310n,所以X1是中子,21H+21H→32He +10n,所以X2是氘核.(3)两球碰撞过程中动量守恒,以向右为正方向,则m1v1-m2v2=m2v2′-m1v1′,解得v2′=1 m/s,方向向右,根据动量定理可得I=-mv1′-m1v1=-3N·s,方向向左.答案:(1)6 12.75 (2)中子氘核(用符号书写也可) ①(3)①1m/s,方向向右②3N·s,方向向左18.(18分)(1)下列说法正确的是( )A.卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型B.在很多核反应中,由于有核能的释放,所以才会有质量的亏损C.对放射性物质施加压力,其半衰期将减少D.入射光的频率如果低于某金属的截止频率,即使增加该入射光的强度,也不能使该金属发生光电效应E.康普顿效应不仅表明了光子具有能量,还表明了光子具有动量(2)如图所示为氢原子的能级图,n为量子数.在氢原子核外电子由量子数为 2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中,将______(选填“吸收”“放出”)光子.若该光子恰能使某金属产生光电效应,则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中,有______种频率的光子能使该金属产生光电效应.(3)如图所示,一质量m1=0.48 kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m2=0.2 kg的小物块,小物块可视为质点.现有一质量m0=0.02 kg的子弹以水平速度v0=200 m/s射中小车左端,并留在车中,最终小物块以5 m/s的速度与小车脱离.子弹与车相互作用时间极短.g取10 m/s2.求:①子弹刚刚射入小车时,小车速度v1的大小;②小物块脱离小车时,小车速度v1′的大小.解析:(1)英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验,发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数的α粒子偏转超过了90°,有的甚至几乎达到180°,据此,卢瑟福提出了原子的核式结构模型;在很多核反应中,由于有质量的亏损,所以才会有核能的释放;放射性元素衰变的半衰期是由核内部本身的因素决定的,而跟原子所处的物理状态或化学状态无关;对于每一种金属都有一个极限频率,当入射光的频率小于极限频率时,无论入射光多强,也不会发射光电子.X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律,康普顿效应不仅表明了光子具有能量,还表明了光子具有动量.(2)玻尔原子模型指出原子由低能态向高能态跃迁时,是要吸收光子的,由高能态向低能态跃迁时,是要放出光子的;光子能量与跃迁的能级差有关,能级差越大,辐射光子的能量越高,光电效应越容易发生;如题图所示的量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中,产生6种不同能量的光子,除由n=4能级向n=3能级跃迁时的光子不能使金属产生光电效应外,其余5种均可.(3)①子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得:m0v0=(m0+m1)v1,解得:v1=8 m/s.②三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得:m0v0=(m0+m1)v1′+m2v2,解得:v1′=6 m/s.答案:(1)ADE (2)吸收 5 (3)①8 m/s ②6 m/s。
2019届高考物理二轮复习模块检测卷五 选修3-4
模块检测卷五选修3-4第Ⅰ卷一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.对简谐运动的回复力公式F=-kx的理解,正确的是()A.k只表示弹簧的劲度系数B.式中的负号表示回复力总是负值C.位移x是相对平衡位置的位移D.回复力不随位移变化,只随时间变化答案 C解析位移x是相对平衡位置的位移;F=-kx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反.2.我国南宋时的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道;“凡风雨初霁(雨后转晴),或露之未晞(干),其余点缀于草木枝之末,日光入之,五色俱足,闪烁不定,是乃日之光品著色于光,而非雨露有所五色也”.这段文字记叙的现象是光的()A.反射B.干涉C.色散D.衍射答案 C3.蝉的家族中的高音歌手是一种被称做“双鼓手”的蝉.它的身体两侧有大大的环形发声器官,身体的中部是可以内外开合的圆盘.圆盘开合的速度很快,抖动的蝉鸣就是由此发出的.某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈,听到忽高忽低的蝉鸣声,以下说法中错误的是() A.这种现象属于声波的衍射现象B.这种现象属于声波的干涉现象C.身体两侧有大大的环形发声器官可以看做是相干波源D.蝉发出的两列声波的传播速度一定相同答案 A解析“听到忽高忽低的蝉鸣声”说明这是声波的干涉现象,选项A 错误,B正确;身体两侧的发声器官可以看做是相干波源,选项C正确;因波速由介质决定,故选项D正确.4.如图1所示,弹簧振子在B、C两点间做简谐运动,B、C间距为12 cm,O是平衡位置,振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s,则下列说法中正确的是()图1A.该弹簧振子的周期为1 sB.该弹簧振子的频率为2 HzC.该弹簧振子的振幅为12 cmD.振子从O点出发第一次回到O点的过程就是一次全振动答案 A解析振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s,故该弹簧振子的周期为1 s,故A正确;该弹簧振子的周期为1 s,故该弹簧振子的频率为f=1T=1 Hz,故B错误;B、C间距为12 cm,故该弹簧振子的振幅为6 cm,故C错误;振子从O点出发到第一次回到O点的过程是一次全振动的一半,故D错误.5.质点做简谐运动,其x-t关系如图2所示.以x轴正向为速度v 的正方向,该质点的v-t关系是()图2答案 B解析 在t =0时刻,质点的位移最大,速度为0,则下一时刻质点应向下运动,故选项A 、C 错误;在t =T 4时刻,质点的位移为0,速率最大,故选项B 正确,选项D 错误.6.如图3为某质点的振动图象,由图象可知( )图3A .质点的振动方程为x =2sin 50πt (cm)B .在t =0.01 s 时质点的速度为负向最大C .P 时刻质点的振动方向向下D .从0.02 s 至0.03 s 质点的位移增大,速度减小答案 D解析 由题图可知,质点振动方程为x =2sin (50πt +π)(cm)=-2sin 50πt (cm);t =0.01 s 时质点速度为零;P 时刻质点振动方向向上;在0.02 s 至0.03 s ,质点离开平衡位置,位移增大,速度减小,故选项D 正确.7.一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a 、b .已知a 光的频率小于b 光的频率,下列光路图正确的是( )答案 D解析 两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角,据此可排除选A 、B ;已知a 光的频率小于b 光的频率,那么a 光在玻璃砖中的折射率较小,入射角相同时,折射角较大,选项D 正确.8.a 、b 两种单色光组成的光束从空气进入介质时,其折射光束如图4所示.则关于a 、b 两束光,下列说法正确的是( )图4A .介质对a 光的折射率大于介质对b 光的折射率B .a 光在介质中的速度大于b 光在介质中的速度C .a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长D .光从介质射向空气时,a 光的临界角大于b 光的临界角 答案 A解析 根据折射率的定义n =sin θ1sin θ2,因入射角相等,a 光的折射角较小,则a 光的折射率较大,故A 正确;由公式v =c n 分析可知,a 光在介质中的速度较小,故B 错误;光的折射率越大,其频率越大,波长越短,则a 光在真空中的波长较短,故C 错误;根据临界角公式sin C =1n 分析知,a 光的折射率大,临界角小,故D 错误.9.如图5所示,半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方.一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖,在O 点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A 向B 缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O 点,观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )图5A .减弱,紫光B .减弱,红光C .增强,紫光D .增强,红光答案 C解析 由临界角公式sin C =1n 可知,当增大入射角时,紫光先发生全反射,紫光先消失,且当入射光的入射角逐渐增大时,折射光强度会逐渐减弱,反射光强度会逐渐增强,故应选C.10.如图6所示,明暗相间的条纹是红光和蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样,下列说法正确的是( )图6A .a 光是红光B .在同一种玻璃中a 光的速度小于b 光的速度C.b光的光子能量较高D.当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时,若a刚好能发生全反射,则b也一定能发生全反射答案 B解析根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx=ldλ可得在其他条件不变的情况下,相干光的波长越大,条纹间距越大,由题图可知a光的波长小于b光的波长,那么a光是蓝光,b是红光,且b光的光子能量较低,故A、C错误;因a光的波长小于b光的波长,则a光的频率大于b光的频率,那么a光的折射率大于b光的折射率,根据v=cn,知在玻璃中,a光的速度小于b光的速度,故B正确;当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时,因a光的临界角小,若a刚好能发生全反射,则b一定不会发生全反射,故D错误.11.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图7中的实线所示,t=0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示,若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是()图7A.2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.5 m/s答案 B解析由题图知波长λ=8 cm,若因T>0.02 s,波向右传播,则14T=0.02s,得T=0.08 s,波速v=λT=8 cm0.08 s=1 m/s;若波向左传播,则34T=0.02 s,得T=0.083s,波速v=λT=8 cm0.083s=3 m/s,选项B正确.12.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成.夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目.这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的,反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为3,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行,如图8所示,那么第一次入射的入射角应是()图8A.15°B.30°C.45°D.60°答案 D解析作光路图如图所示,设入射角为θ,折射角为α,则θ=2α,n=sin θsin α=2sin αcos αsin α,cos α=n2=32,α=30°,所以θ=60°.故选项D正确.13.如图9所示,某同学将一枚大头针从一边长为6 cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入,制作成了一个测定液体折射率的简单装置.他将该装置放在某种液体液面上,调整大头针插入深度,当插入液体中深度为4 cm时,恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针,则该液体的折射率为()图9A.53B.43C.54D.34答案 A解析 要恰好在液面上各处均看不到大头针,要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射,设临界角为C .由临界角与折射率的关系得:sin C =1n ①由几何关系得:sin C =r r 2+h 2=332+42=35② 联立①②式可得:n =53二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题2分,共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)14.如图10所示,列车上安装一个声源,发出一定频率的乐音.当列车与观察者都静止时,观察者记住了这个乐音的音调.在以下情况中,观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )图10A .观察者静止,列车向他驶来B .观察者静止,列车离他驶去C.列车静止,观察者靠近列车D.列车静止,观察者远离列车答案BD解析当波源和观察者相对远离时,观察者接收到的频率小于声源发出的频率,B、D正确,A、C错误.15.下列说法正确的是()A.赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实B.与平面镜相比,全反射棱镜的反射率最大,几乎可达100% C.单摆在驱动力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关D.在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用衍射法检查平面的平整程度答案BC解析赫兹用实验证实了电磁波的存在,但预言电磁波存在的是麦克斯韦,选项A错误;平面镜有折射,而全反射棱镜在全反射时没有折射,故选项B正确;受迫振动的频率只与驱动力的频率有关,故选项C正确;检查平面的平整程度的原理是光的干涉,选项D错误.16.如图11甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象.则由图可知()图11A.质点振动的周期T=0.2 sB.波速v=20 m/sC.因一个周期质点运动0.8 m,所以波长λ=0.8 mD.从该时刻起经过0.15 s,波沿x轴的正方向传播了3 m答案ABD解析由题图甲读出波长λ=4 m,由题图乙读出周期T=0.2 s,波速v=λT=20 m/s.故A、B正确,C错误.由题图乙可知x=2 m处的质点开始时向下振动,结合甲图知简谐波沿x轴正方向传播,经过0.15 s,传播距离s=v t=20×0.15 m=3 m,故D正确.第Ⅱ卷三、非选择题(本题共7小题,共55分)17.(5分)某同学在“研究单摆周期与摆长的关系”的实验中进行了如下的操作:(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图12甲所示,可读出摆球的直径为________ cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L.图12(2)用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=________ s(结果保留三位有效数字).答案(1)2.06(2)2.28解析 (1)摆球的直径为d =20 mm +6×110 mm =20.6 mm =2.06 cm.(2)秒表的读数为t =60 s +7.4 s =67.4 s ,根据题意t =60-12T =592T ,所以周期T =2t 59=2.28 s.18.(5分)利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率.实验方法如下:如图13,在白纸上作一直线MN ,并作出它的一条垂线AB ,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O )放在白纸上,使它的直边与直线MN 对齐,在垂线AB 上竖直插两枚大头针P 1和P 2,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针,可以确定光线P 1P 2通过玻璃砖后的光路,从而求出玻璃的折射率.实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外,还有量角器等.图13(1)为了确定光线P 1P 2通过玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧最少应插________枚大头针.(2)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置,并用“×”表示,作出光路图.为了计算折射率,应该测量的量(图上标出)有____________________,计算折射率的公式是________. 答案 (1)1(2)光路图如图 入射角i 和折射角r n =sin r sin i解析 (1)由题图分析可知,在玻璃砖的右侧最少插一枚大头针即可确定光路.(2)光在圆弧面上D 点发生折射,法线为OD 直线,测出入射角i 和折射角r ,折射率n =sin r sin i .19.(6分)如图14所示,在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中,某同学准备的实验仪器包括以下元件:A .白炽灯;B.单缝;C.毛玻璃屏;D.双缝;E.遮光筒;F .红色滤光片;G .凸透镜;(其中双缝和光屏连在遮光筒上).图14(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A 、____、____、____、____、E 、C.(2)把测量头的分划板中心刻线与某亮条纹对齐,并将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时15等分的游标卡尺位置如图15甲所示,其读数为________mm ,继续转动测量头,使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐,此时游标卡尺位置如图乙所示,其读数为________mm.图15(3)若已知双缝间距为0.2 mm ,测得双缝到屏的距离为70.00 cm ,则所测红光波长为________.答案 (1)G F B D (2)19.8 30.3 (3)5×10-7 m解析 (1)该实验中各元件的作用分别是:A.白炽灯——光源;B.单缝——产生相干光;C.毛玻璃屏——呈现能观察的像;D.双缝——作为产生干涉现象的两个波源;E.遮光筒——避免外界光线干扰,便于观察;F.红色滤光片——将白炽灯的其他色光过滤掉,只剩下红光;G.凸透镜——将光源的发散光束汇聚,产生放大的效果.所以正确的排列顺序是AGFBDEC.(2)甲图中游标尺上第8条线与主尺刻度对齐,读数为19 mm+110×8mm=19.8 mm;乙图中游标尺上第3条线与主尺刻度对齐,读数为30mm+110×3 mm=30.3 mm.(3)在双缝干涉现象中,条纹间距Δx=ldλ,由(2)可知,条纹间距为Δx=30.3-19.86mm=1.75 mm,所以λ=dlΔx=0.2 mm700 mm×1.75 mm=5×10-7 m.20.(9分)如图16所示为一列横波在某时刻的波动图象,此波中d质点到达波谷的时间比e质点早0.05 s.图16(1)求此列波的传播方向和波速是多大?(2)Δt=1.5 s内a质点通过的路程是多少?(3)画出从图示时刻起x=3 m处质点的振动图象.答案(1)沿x轴向右传播20 m/s(2)1.5 m(3)如解析图所示解析(1)由题意知,图示时刻质点d向下振动,所以波向右传播.周期T=4×0.05 s=0.2 s波速v =λT =40.2 m /s =20 m/s(2)Δt =1.5 s =7.5T ,故在此时间内质点a 通过的路程为30A =150 cm =1.5 m.(3)图示时刻x =3 m 处的质点位于平衡位置且向下振动,则从图示时刻起x =3 m 处质点的振动图象如图所示.21.(10分)如图17甲所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时的波形图,知波速v =2 m/s ,质点P 、Q 相距3.2 m .则:图17(1)在图乙中画出质点Q 的振动图象(至少画出一个周期);(2)从t =0到Q 点第二次振动到波谷的这段时间内质点P 通过的路程. 答案 (1)见解析图 (2)0.22 m解析 (1)图象如图所示(2)从t =0到质点Q 第二次到达波谷所需时间t =Δx v +T =3.2+0.4-0.82s +0.8 s =2.2 s (或由质点Q 的振动图象得质点Q 在t =2.2 s 时第二次到达波谷)在这2.2 s 内质点P 经历t =2.20.8T =234T因而通过的路程为s =234×4A =22 cm =0.22 m.图1822.(10分)(2016·余姚市联考)为了测定等腰玻璃三棱镜的折射率,如图18所示,我们测出了等腰玻璃三棱镜ABC 的顶角为30°,让激光由空气垂直AB 面进入棱镜,由AC 面进入空气中,我们又测出了其折射光线与入射光线之间的夹角为30°.已知光在真空中速度为3.0×108 m/s ,请回答下列问题:(1)请作出光路图;(2)求棱镜的折射率;(3)光在这种玻璃中的传播速度.答案 (1)见解析图 (2) 3 (3)3×108 m/s解析 (1)光路图如图所示.(2)由图得,入射角i =30°,折射角r =60°,由光的折射定律得n =sin 60°sin 30°, 解得n = 3(3)根据公式v =c n 可得v =3×108 m/s.23.(10分)为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一圆柱形孔,如图19所示.设工事壁厚d =20 3 cm ,孔的直径L =20 cm ,孔内嵌入折射率n =3的玻璃砖.图19(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到,应嵌入至少多大折射率的玻璃砖?答案 (1)120° (2)2解析 (1)光路图如图所示,由折射定律得n =sim θ1sim θ2.由几何关系得sin θ2=L L 2+d2 由以上两式解得θ1=60°,θ2=30°则视野的最大张角为θ=2θ1=120°(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到,则当θ1=90°时,θ2=30°应是光线在该玻璃砖中的临界角,即sin 30°=1n ′. 解得玻璃砖的折射率应为n ′=2.。
2019届高考物理大一轮复习金考卷:选修3-5(含解析)
阶段示范性金考卷(十三)本卷测试内容:选修3-5本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共110分.第Ⅰ卷 (选择题,共60分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在第1、3、7、9小题给出的4个选项中,只有一个选项正确;在第2、4、5、6、8、10、11、12小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1. 有关光的本性的说法正确的是( )A. 关于光的本性,牛顿提出“微粒说”,惠更斯提出“波动说”,爱因斯坦提出“光子说”,它们都说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性D. 在光的双缝干涉实验中,如果光通过双缝则显出波动性,如果光只通过一个缝则显出粒子性解析:牛顿提出“微粒说”不能说明光的本性,A 错;光既不能看成宏观上的波也不能看成微观上的粒子,B 错;双缝干涉和单缝衍射都说明光的波动性,当让光子一个一个地通过单缝时,曝光时间短显示出粒子性,曝光时间长则显示出波动性,D 错误.答案:C2. 如图所示为氢原子的能级示意图.现用能量介于10~12.9 eV 之间的光子去照射一群处于基态的氢原子,则下列说法正确的是( )A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收B. 照射光中有三种频率的光子被吸收C. 氢原子发射出三种不同波长的光D. 氢原子发射出六种不同波长的光解析:氢原子只能吸收特定频率的光子,才能从低能级跃迁到高能级,题中氢原子可能吸收的光子能量有12.75 eV 、12.09 eV 、10.20 eV 三种,选项A 错误、B 正确;氢原子可以吸收大量能量为12.75 eV 的光子,从而从n =1的基态跃迁到n =4的激发态,共可发射出C 24=4×32=6种不同波长的光,选项C 错误、D 正确. 答案:BD3. 如图所示,在光滑水平面上,用等大反向的力F 1、F 2分别同时作用于A 、B 两个静止的物体上.已知m A <m B ,经过相同的时间后同时撤去两力,以后两物体相碰并粘为一体,则粘合体最终将( )A. 静止B. 向右运动C. 向左运动D. 无法确定解析:选取A、B两个物体组成的系统为研究对象,根据动量定理,整个运动过程中,系统所受的合外力为零,所以动量改变量为零.初始时刻系统静止,总动量为零,最后粘合体的动量也为零,即粘合体静止,选项A 正确.答案:A4. [2018·南京高三一模]下列说法正确的是 ( )A. 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律B. 原子核发生α衰变时,新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C. 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D. 在原子核中,比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:原子核发生α衰变时,新核与α粒子的总质量数等于原来的原子核的质量数,但是质量有亏损,所以选项B错误;氢原子的核外电子离核越远氢原子的能量越高,当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时要向外辐射光子,而氢原子的能量减少,所以选项C正确;在原子核中,比结合能的大小能够反映核的稳定程度,比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固,所以选项D错误.本题答案为AC.答案:AC5. 如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象.下列说法中正确的是( )A. 若D和E能结合成F,结合过程一定要释放能量B. 若D和E能结合成F,结合过程一定要吸收能量C. 若A能分裂成B和C,分裂过程一定要释放能量D. 若A能分裂成B和C,分裂过程一定要吸收能量解析:若D和E能结合成F,结合过程有质量亏损,释放能量;若A能分裂成B和C,分裂过程有质量亏损,释放能量,所以A、C正确.答案:AC6. [2018·山东潍坊模拟]下列说法正确的是( )A. 卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B. 根据玻尔理论可知,当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时,发射出光子C. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 原子核的半衰期由核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关解析:卢瑟福通过α粒子散射实验总结并建立了原子核式结构模型,选项A正确;氢原子从高能级向低能级跃迁时以光子的形式释放能量,选项B正确;β衰变时所释放的电子是原子核内部变化所释放的,选项C错误;原子核的衰变快慢是由核内部自身的因素决定的,与原子所处的状态无关,选项D正确.答案:ABD7. [2018·银川一中高三二模]下列说法中错误的是( )A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为42He+147N→178O+11HB. 铀核裂变的核反应是235 92U→141 56Ba+9236Kr+210nC. 质子、中子、α粒子的质量分别为m1,m2,m3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2D. 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2,那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为λ1λ2λ1-λ2的光子解析:卢瑟福用α粒子轰击N原子核发现了质子,A项正确;铀核裂变的核反应是235 92U+10n→141 56Ba+9236Kr+310n,所以B项错误;质子和中子结合成一个α粒子,释放能量符合质能方程,C项正确;原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,所以原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的能量为ab能级间与bc能级间的能量差值,即hcλ2-hcλ1=hc(λ1-λ2λ1λ2),所以吸收的光子的波长为λ1λ2λ1-λ2,D项正确.故本题选B.答案:B8. [2018·南京一模]下列说法正确的是( )A. 天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,肯定是因为光的强度太小C. 按照玻尔理论,氢原子核外电子向高能级跃迁后动能减小D. 原子核发生一次β衰变,该原子外层就失去一个电子解析:照射光的频率大于金属的极限频率时,金属上的电子才会逸出,频率越大,电子的初动能越大,选项B错误;β衰变是放射性原子核放射电子(β粒子)而转变为另一种核的过程,β射线于原子核而不是核外电子,所以选项D错误.答案:AC9. 氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n =3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b,则( )A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B. 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线C. 在水中传播时,a光较b光的速度小D. 氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离解析:原子核受到激发才会辐射出γ射线,A项错误;氢原子从n=4能级向n=3能级跃迁,是原子外层电子的跃迁,只能辐射可见光,B项错误;由E=hν,知νa>νb,得n a>n b,由v=cn知,在水中传播时a光较b光的速度小,C项正确;从n=2的能级电离所需的最小能量E=E∞-E2=3.4 eV,光子能量低于此值不可能引起电离,因此只有频率足够高的光才可能引起电离,D项错误.答案:C10. 小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端,如图所示.已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),每颗子弹质量为m,共n发,打靶时,枪口到靶的距离为d.若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发.则以下说法中正确的是( )A. 待打完n 发子弹后,小车将以一定的速度向右匀速运动B. 待打完n 发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方C. 在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为md nm +MD. 在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同解析:车、人、枪、靶和n 颗子弹组成的系统动量守恒,系统初动量为0,故末动量为0,A 错误;每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发,因此每次射击,以一颗子弹和车、人、枪、靶、(n -1)颗子弹为研究对象,动量守恒,则:0=mx 子t -[M +(n -1)m]·x 车t ,由位移关系有:x 车+x 子=d ,解得x 车=md M +nm,故C 正确;每射击一次,车子都会右移,故B 正确. 答案:BC11.下列说法正确的是( )A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小C. 核子结合成原子核一定有质量亏损,释放出能量D. 太阳内部发生的核反应是热核反应E. 原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的解析:根据爱因斯坦光电效应方程可知,光线照射金属板发生光电效应时,从金属表面上逸出光电子的最大初动能与光的频率有关,而与光的照射强度无关,A 项错误;氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,电子与原子核之间的距离减小,电场力做正功,电子的动能增大,电势能减小,B 项正确;根据质能关系可知,C 项正确;根据核反应知识可知,D 项正确;原子核的衰变是自发进行的,E 项错误.答案:BCD12. 下列关于近代物理知识的描述中,正确的是( )A. 当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用紫光照射也一定会有电子逸出B. 处于n =3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出3种频率的光子C. 衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 在14 7N +42He→178O +X 核反应中,X 是质子,这个反应过程叫α衰变E. 比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定解析:由光电效应规律可知,当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用频率大的紫光照射也一定会有电子逸出,A 项正确;处于n =3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出C 23=3种频率的光子,B 项正确;衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子,电子从原子核内发射出来而形成的,C 项错误;根据质量守恒和电荷守恒可知,X 是质子,这个反应过程叫原子核人工转变,D 项错误;根据比结合能定义可知,E 项正确.答案:ABE第Ⅱ卷 (非选择题,共50分)二、填空题(本题共3小题,共18分)13. (6分)已知235 92U有一种同位素核比235 92U核多3个中子.某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变,放出的α粒子的速度大小为v0.写出衰变的核反应方程________(产生的新核的元素符号可用Y表示);衰变后的新核速度大小为________.解析:设核子质量为m,则α粒子质量为4m,产生的新核质量为234m,238 92U衰变,由动量守恒有234mv=4mv0,解得v=2117v0.答案:238 92U→234 90Y+42He2 117v014. (6分)氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时,辐射的光子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为________eV.现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有________种.解析:金属的逸出功为W=E4-E2=-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV;从能级n=4分别跃迁到能级n=1和能级n=2,从能级n=3和能级n=2分别跃迁到能级n=1均能使该金属发生光电效应,即有4种频率的光符合要求.答案:2.55 415. (6分)如图所示为研究光电效应规律的实验电路,利用此装置也可以进行普朗克常量的测量.只要将图中电源反接,用已知频率ν1、ν2的两种色光分别照射光电管,调节滑动变阻器……已知电子电荷量为e,要能求得普朗克常量h,实验中需要测量的物理量是________;计算普朗克常量的关系式h=________(用上面的物理量表示).解析:电流表示数为零,此时光电管两端所加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,根据eU极=12mv2m=hν-W0有eU1=hν1-W0①,eU2=hν2-W0②,解得h=e U1-U2ν1-ν2.答案:分别使电流表示数恰好为零时电压表的读数U1、U2e U1-U2ν1-ν2三、计算题(本题共3小题,共32分)16. (10分)[2018·河南洛阳]如图所示,一质量M=2 kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边有竖直墙壁.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1 kg,以速度v0=6 m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直墙壁的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失,若B的右端距墙壁x=4 m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?解析:设A 滑上B 后达到共同速度v 1前并未碰到竖直墙壁.由动量守恒定律得,mv 0=(M +m)v 1在这一过程中,对B 由动能定理得,μmgx B =12Mv 21 解得,x B =2 m<4 m ,假设成立.设B 与竖直墙壁碰后,A 和B 的共同速度为v 2.由动量守恒定律得,Mv 1-mv 1=(M +m)v 2由能量守恒定律得,μmgL=12mv 20-12(m +M)v 22 解得,L =8.67 m.答案:8.67 m17. (10分)如图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B 相连,B 静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态.另一质量与B 相同的滑块A ,从导轨上的P 点以某一初速度向B 运动,当A 滑过距离l 1时,与B 相碰,碰撞时间极短,碰后A 、B 紧贴在一起运动,但互不粘连.已知最后A 恰好返回出发点P 并停止.滑块A 和B 与导轨的动摩擦因数都为μ,运动过程中弹簧最大形变量为l 2,求滑块A 从P 点出发时的初速度v 0.(取重力加速度为g)解析:令A 、B 质量均为m ,A 刚接触B 时速度为v 1(碰前),由功能关系,12mv 20-12mv 21=μmgl 1 碰撞过程中动量守恒,令碰后瞬间A 、B 共同运动的速度为v 2根据动量守恒定律,mv 1=2mv 2碰后A 、B 先一起向左运动,接着A 、B 一起被弹回,在弹簧恢复到原长时,设A 、B 的共同速度为v 3,在这一过程中,弹簧的弹性势能在始末状态都为零.根据动能定理,12(2m)v 22-12(2m)v 23=μ(2m)g(2l 2) 此后A 、B 分离,A 单独向右滑到P 点停下由功能关系得12mv 23=μmgl 1 联立各式解得v 0=μg10l 1+16l 2. 答案:μg 10l 1+16l 218. (12分)[2018·北京西城]如图所示,一质量M =1.0 kg 的砂摆,用轻绳悬于天花板上O 点.另有一玩具枪能连续发射质量m =0.01 kg 、速度v =4.0 m/s 的小钢珠.现将砂摆拉离平衡位置,由高h =0.20 m 处无初速度释放,恰在砂摆向右摆至最低点时,玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆,二者在极短时间内达到共同速度.不计空气阻力,取g =10 m/s 2.(1)求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间,砂摆的速度大小v 0;(2)求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间,砂摆的速度大小v 1;(3)第一颗小钢珠射入后,每当砂摆向左运动到最低点时,都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆,并留在砂摆中.当第n颗小钢珠射入后,砂摆能达到初始释放的高度h,求n.解析:(1)砂摆从释放到最低点,由动能定理得Mgh=12 Mv20解得,v0=2gh=2.0 m/s.(2)小钢珠打入砂摆过程,由动量守恒定律得,Mv0-mv=(M+m)v1解得,v1=Mv0-mvM+m≈1.94 m/s.(3)第2颗小钢珠打入过程,由动量守恒定律得,(M+m)v1+mv=(M+2m)v2第3颗小钢珠打入过程,同理(M+2m)v2+mv=(M+3m)v3…第n颗小钢珠打入过程,同理[M+(n-1)m]v n-1+mv=(M+nm)v n联立各式得,(M+m)v1+(n-1)mv=(M+nm)v n解得,v n=M+m v1+n-1mvM+nm当第n颗小钢珠射入后,砂摆要能达到初始释放的位置,砂摆速度满足:v n≥v0解得,n≥M+m v1-mv-Mv0m v0-v=4所以,当第4颗小钢珠射入砂摆后,砂摆能达到初始释放的高度.答案:(1)2.0 m/s (2)1.94 m/s (3)4。
2019年高考最新模拟试题汇编(选修3-5)(含解析)
2019年高考最新模拟试题汇编(选修3-5)【考情综述】选修3-5模块由动量守恒定律、波粒二象性、原子结构、原子核四个部分组成,这部分内容是高考的选考内容,在高考中考查的较为简单,很大程度上考查基本概念的理解与识记。
动量守恒定律包含考点:动量和动量守恒定律、碰撞、反冲和爆炸问题、动量守恒定律的理解和应用、碰撞问题分析探究方法、验证动量守恒定律(实验);波粒二象性包含考点:光电效应现象;原子结构包含考点:α粒子散射实验与核式结构模型、氢原子光谱和玻尔理论;原子核包含考点:天然放射现象和衰变、核反应和核能、衰变和半衰期、核反应方程的书写、核能的产生和计算。
其中动量和动量守恒定律、α粒子散射实验与核式结构模型、氢原子光谱和玻尔理论、天然放射现象和衰变等是考查的重点。
高考热点为:(1)动量守恒定律的理解和应用;(2)光电效应现象;(3)核反应方程的书写等。
选修3-5在高考中一般占总分值的10%左右,题型、题量为:选择题1题,填空题1题,小型简单计算题1题,试题难度简单,几乎没有与其他知识点结合考查的试题。
近年来高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为:(1)α粒子散射实验与核式结构模型、天然放射现象和衰变、核反应和核能、衰变和半衰期等知识组合成一道选择题,考查重点概念、重点知识的识记与理解。
(2)光电效应现象、验证动量守恒定律(实验)、氢原子光谱和玻尔理论等内容,往往以填空题的形式,尤其要注意光电效应现象中各物理量的含义,如截止频率、反向电压、最大初动能等。
(3)碰撞、反冲和爆炸问题、动量守恒定律的理解和应用、等重要内容往往以简单的计算题出现,充分考查相关公式的理解与应用,且计算量不大。
【试题精粹】1.(2018届江苏扬州中学检测考试)(1)关于近代物理,下列说法正确的是________。
A.β衰变时β射线是原子内部核外电子释放出来的B.组成原子核的核子质量之和大于原子核的质量C.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的(2)如图所示的实验电路,当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时,毫安表的指针发生了偏转。
2018-2019学年人教版物理选修3-5同步配套练习:模块综合检测 Word版含答案
模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~10题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分,选不全的得2分,有错选或不答的得0分)1.下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是()A.只有甲、乙正确B.只有丙、丁正确C.只有甲、丙正确D.只有乙、丁正确解析:甲中子弹和木块组成的系统所受外力为零,故动量守恒;乙中剪断细线时,墙对系统有作用力,故动量不守恒;丙中系统所受外力为零,故系统动量守恒;丁中斜面固定,系统所受外力不为零,动量不守恒,故只有选项C正确。
答案:C2.下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料铯钙镁铍钛逸出功/(×10-19J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料,能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s)()A.2种B.3种C.4种D.5种解析:本题考查发生光电效应的条件,光子的能量及光的波长、波速与频率的关系。
当单色光的频率大于金属的截止频率时便能产生光电效应,即照射光子的能量大于金属的逸出功。
由E=hν及c=λν得E=E=6.6×10-34J=4.95×10-19 J照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功,能产生光电效应的材料有2种,故选项A 正确。
答案:A3.氢原子核外电子从外层轨道(半径为r b)向内层轨道(半径为r a)跃迁时(r a<r b),电子动能的增量ΔE k=E k a-E k b,电势能增量ΔE p=E p a-E p b,则根据玻尔的理论,下列表述正确的是()A.ΔE k<0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p=0B.ΔE k<0,ΔE p>0,ΔE k+ΔE p=0C.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p>0D.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p<0解析:根据向心力公E k,所以ΔE k>0;由于核外电子和核内质子是相互吸引的,当电子从外层轨道向内层轨道跃迁时,电场力做正功,电势能减小,所以ΔE p<0;又由于内层轨道比外层轨道原子的能级低,所以ΔE k+ΔE p<0。
2019-2020年人教版高中物理选修3-5:测试卷(三)含答案
高中同步测试卷(三)第三单元光电效应规律和光电效应方程(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分.) 1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是( )A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时( )A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电4.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述正确的是( )A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.饱和光电流与入射光强度有关C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D.光电效应几乎是瞬时发生的5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)( )A.hν B.12 NhνC.NhνD.2Nhν6.用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是( )A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A.单位时间内逸出的光电子数B.反向截止电压C.饱和光电流D.光电子的最大初动能9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是( )10.如图为光电管的工作原理图.当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,电路中有光电流.则以下说法中正确的是( )A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中的光电流可能会增大C.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流D.改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流11.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象,已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.24 eV,若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标图中,用实线表示钨、虚线表示锌,则正确反映这一过程的图是( )12.如图为一光电管电路,滑动变阻器滑动触头P 位于AB 上某点,用光照射光电管阴极K ,电流表无偏转,要使电流表指针偏转,可采取的措施有( )A .加大照射光强度B .换用波长短的光照射C .将P 向B 滑动D .将电源正负极对调 题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)13.(8分)在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为________.若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验,则其遏止电压为_________.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .14.(10分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示.已知普朗克常量h =6.63×10-34J ·s.(1)图甲中电极A 为光电管的________(填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc =________Hz ,逸出功W 0=________J ;(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz ,则产生的光电子的最大初动能E k =____J.15.(10分)分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2.以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功是多大?16.(12分)如图所示,一光电管的阴极用截止频率对应的波长λ0=5.0×10-7 m 的钠制成.用波长λ=3.0×10-7 m 的紫外线照射阴极,光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U =2.1 V ,饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A 时,电路中的电流达到最大值,称为饱和光电流)I =0.56 μA.(h =6.63×10-34 J ·s)(1)求每秒钟内由K 极发射的光电子数目;(2)求电子到达A 极时的最大动能.参考答案与解析1.[导学号13050033] 【解析】选A.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A 正确,B 错误.根据光电效应方程E k =h ν-W 0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C 错误.根据光电效应方程E k =h ν-W 0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D 错误.2.[导学号13050034] 【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A 正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B 错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C 错误;根据h ν-W 0=12mv 2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D 正确.3.[导学号13050035] 【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应,锌板上有电子逸出,锌板带正电,验电器指针也带正电,故B 正确.4.[导学号13050036] 【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身,故A 错误;逸出的光电子数与入射光的强度有关,即饱和光电流与入射光的强度有关,故B 正确;由光电效应方程E k =h ν-W 0可知,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,红外线的频率小于可见光的频率,所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小,C 错误;光电效应几乎是瞬时发生的,D 正确.5.[导学号13050037] 【解析】选C.据光子说可知,光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=h ν(h 为普朗克常量),N 个光子的能量为Nh ν,所以选项C 正确.6.[导学号13050038] 【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程h ν=W 0+12mv 2,在逸出功一定时,只有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D 对.7.[导学号13050039] 【解析】选 A.由爱因斯坦光电效应方程E k =h ν-W 0可知:E k 只与频率ν有关,故选项B 、C 、D 错误,选项A 正确.8.[导学号13050040] 【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A 、C 错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =h ν-W 0可得光电子的最大初动能一定不同,D 正确;再根据E k =eU c 知,反向截止电压一定不同,B 正确.9.[导学号13050041] 【解析】选C.虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.[导学号13050042] 【解析】选BD.光电管的阴极K 涂有金属材料,与阴极相对应的是阳极A ,当光照射到阴极K 时,如果入射光的频率大于阴极材料的极限频率,就会发生光电效应现象.有光电子从阴极K 发出,由于A 、K 之间存在加速电场,光电子在电场的作用下由K 运动到A ,于是在回路中形成电流(光电流).本题在绿光照射下已经产生了光电流,增大光照的强度,有可能影响光电流的大小,不能改变光电子出射时的最大初动能,所以A 错误,B 正确.换用其他频率或波长的光照射时,若其他光的频率比绿光的大,则肯定可以产生光电流,若用比绿光波长大的光照射,则可能出现两种情况,若此光的频率仍然大于这种阴极材料的极限频率,是可以产生光电流的,反之则无光电流产生,所以C 错误,D 正确.11.[导学号13050043] 【解析】选B.依据光电效应方程E k =h ν-W 0可知,E k -ν图线的斜率代表了普朗克常量h ,因此钨和锌的E k -ν图线应该平行.图线的横截距代表了极限频率ν0,而ν0=W 0h ,因此钨的ν0大些.综上所述,B 图正确.12.[导学号13050044] 【解析】选B.由题意可知,电流表没有偏转,说明没有发生光电效应,是因为入射光的频率低于阴极材料的极限频率,采用加大照射光强度、增大电压、对调电源正负极等措施是无用的,只有增大入射光的频率,即换用波长短的光,才可能发生光电效应,使电流表指针发生偏转,故B 正确,A 、C 、D 错误.13.[导学号13050045] 【解析】设金属的截止频率为ν0,则该金属的逸出功W 0=h ν0=h c λ0;对光电子,由动能定理得eU 0=h c λ-W 0,解得U 0=hc e ·λ0-λλλ0.【答案】hc λ0 hc e ·λ0-λλ0λ(写为hc e ·λ-λ0λ0λ也可) 14.[导学号13050046] 【解析】(1)在光电效应中,电子向A 极运动,故电极A 为光电管的阳极.(2)由题图可知,铷的截止频率νc 为 5.15×1014Hz ,逸出功W 0=h νc =6.63×10-34×5.15×1014J ≈3.41×10-19J.(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014Hz 时,由E k =h ν-h νc 得,光电子的最大初动能为E k =6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J ≈1.23×10-19J.【答案】(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19 (3)1.23×10-1915.[导学号13050047] 【解析】设此金属的逸出功为W 0,根据光电效应方程得如下两式:当用波长为λ的光照射时:E k1=hc λ-W 0 ① 当用波长为34λ的光照射时:E k2=4hc 3λ-W 0 ② 又E k1E k2=12③ 解①②③组成的方程组得:W 0=2hc 3λ. 【答案】2hc 3λ16.[导学号13050048] 【解析】(1)设每秒内发射的电子数为n ,则n =I e =0.56×10-61.60×10-19个=3.5×1012个. (2)由光电效应方程可知E k =h ν-W 0=h c λ-h c λ0=hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ-1λ0 在A 、K 间加电压U 时,电子到达阳极时的动能为E k ′,则E k ′=E k +eU =hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ-1λ0+eU 代入数值得E k ′=6.01×10-19 J. 【答案】(1)3.5×1012个 (2)6.01×10-19 J。
近年届高考物理一轮复习模块综合检测新人教版选修3-5(2021年整理)
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模块综合检测(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1.(2016·高考北京卷)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有()A.1种B.2种C.3种D.4种解析:选C.氢原子能级跃迁辐射光的种类为C23=3,故C项正确.2。
质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上,如图所示,则()A.小球对圆槽的压力为MF m+MB.小球对圆槽的压力为错误!C.水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力增加D.水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力减小解析:选C。
利用整体法可求得系统的加速度为a=错误!,对小球利用牛顿第二定律可得:小球受到圆槽的支持力为错误!,由牛顿第三定律可知只有C项正确.3.(2018·陕西安康调研)如图所示,对于电场线中的A、B、C三点,下列判断正确的是( )A.A点的电势最低B.B点的电场强度最大C.同一正电荷在A、B两点受的电场力大小相等D.同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大解析:选D。
根据电场线的特点,沿着电场线方向电势逐渐降低,则φA>φC>φB,又知同一负电荷在电势越低处电势能越大,则同一负电荷在C 点具有的电势能比在A点的大,所以A错误、D正确;因在同一电场中电场线越密,电场强度越大,则知A点电场强度最大,所以B错误;因电场中E A>E B,则同一正电荷在A、B两点所受电场力关系为F A〉F B,所以C错误.4.(2018·广西柳州高级中学高三模拟)在光滑水平面上,有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd,在水平外力的作用下,从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动,穿过匀强磁场,如图甲所示,测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示,则()A.线框受到的水平外力一定是恒定的B.线框边长与磁场宽度的比值为3∶8C.出磁场的时间是进入磁场时的一半D.出磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等解析:选B。
2019高考物理选修二轮复习题(附)
2019高考物理选修二轮复习题(附)各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢摘要:大家把理论知识复习好的同时,也应该要多做题,从题中找到自己的不足,及时学懂,下面是中国()小编为大家整理的xxxx高考物理选修二轮复习题,希望对大家有帮助。
年泡利提出,在β衰变中除了电子外还会放出不带电且几乎没有静质量的反中微子.氚是最简单的放射性原子核,衰变方程为HHee+,半衰期为年.下列说法中正确的是.A.两个氚原子组成一个氚气分子,经过年后,其中的一个氚核一定会发生衰变B.夜光手表中指针处的氚气灯放出β射线撞击荧光物质发光,可以长时间正常工作c.氚气在一个大气压下,温度低于时可液化,液化后氚的衰变速度变慢D.氚与氧反应生成的超重水没有放射性在某次实验中测得一静止的氚核发生β衰变后He的动量大小为p1,沿反方向运动的电子动量大小为p2,则反中微子的动量大小为.若hhe和e的质量分别为m1、m2和m3,光在真空中的传播速度为c,则氚核Β衰变释放的能量为p=““.电子撞击一群处于基态的氢原子,氢原子激发后能放出6种不同频率的光子,氢原子的能级如图所示,则电子的动能至少为多大?2.下列四幅图中说法正确的是.A.原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性c.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转,说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有种,其中最短波长为m.速度为3m/s的冰壶甲与静止的相同冰壶乙发生对心正碰,碰后甲以1m/s的速度继续向前滑行.求碰后瞬间冰壶乙的速度大小.3.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为.A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功.年戴维逊和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一,如图所示的是该实验装置的简化图.下列说法中错误的是.A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的c.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性核电池又叫“放射性同位素电池”,一个硬币大小的核电池,就可以让手机不充电使用5000年.燃料中钚Pu)是一种人造同位素,可通过下列反应合成:科研人员成功研制出硬币大小的“核电池”①用氘核D)轰击铀U)生成镎和两个相同的粒子X,核反应方程是UDNp+2X.②镎放出一个粒子y后变成钚,核反应方程是NpPu+y.则X粒子的符号为,y粒子的符号为.一对正、负电子相遇后转化为光子的过程被称为湮灭.①静止的一对正、负电子湮灭会产生两个同频率的光子,且两个光子呈180°背道而驰,这是为什么?②电子质量m=×10-31kg,真空中光速c=3×108m/s,普朗克常量为h=×10-34j·s,求一对静止的正、负电子湮灭后产生的光子的频率.专题十六选修3-5p2-p1c2氢原子能放出光子的种类数=6,则量子数n=4.电子的动能至少为ΔE=E4-E1.解得ΔE=10×10-82m/s根据动量守恒定律mv1=mv’1+mv’2,代入数据得v’2=2m/s.nHH2∶1EA-2EBne①总动量为零,遵循动量守恒定律.②×1020Hz解析:电子的衍射说明了运动的电子具有波动性,而不是光具有波动性.亮纹处说明电子到达的几率大,综上所述选项c错误.根据电荷数守恒和质量数守恒得到X为n,y为e.①总动量要为零,遵循动量守恒.②2mc2=2hν,ν==×1020Hz.总结:xxxx高考物理选修二轮复习题就为大家介绍到这儿了,希望小编的整理可以帮助到大家,祝大家学习进步。
2019-2020学年第二学期人教版物理选修3-5全册内容期末复习模拟测试含答案
绝密★启用前2019-2020学年第二学期人教版物理选修3-5全册内容期末复习模拟测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.下列说法正确的是( )A.光子与光电子是同一种粒子B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光具有粒子性又具有波动性,这种波是概率波,不是电磁波D.宏观物体也有波动性,这种波就是机械波2.下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核由质子和中子组成B.放射性物质的温度降低,其半衰期减小C.核裂变质量增加,聚变质量亏损D.氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级要放出光子3.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板M的左端,右端与小木块m连接,且m、M及M与地面间接触光滑,开始时,m和M均静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2,从两物体开始运动以后的整个运动过程中,弹簧形变不超过其弹性限度.对于m、M和弹簧组成的系统,下列说法正确的是()A.由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒B.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m、M各自的动能最大C.由于F1、F2大小不变,所以m、M各自一直做匀加速运动D.由于F1、F2等大反向,故系统的动量始终为零4.质量为2 kg的小车以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为0.5 kg的砂袋以3 m/s 的水平速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是()A. 1.0 m/s,向右B. 1.0 m/s,向左C. 2.2 m/s,向右D. 2.2 m/s,向左5.氢原子核外电子从外层轨道(半径为rb)向内层轨道(半径为ra)跃迁时(ra<rb),电子动能的增量ΔE k=E ka-E kb,电势能增量ΔE p=E pa-E pb,则下列表述正确的是()A.ΔE k<0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p=0B.ΔE k<0,ΔE p>0,ΔE k+ΔE p=0C.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p>0D.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p<06.根据有关放射性方面的知识可知,下列说法正确的是()A.随着气温的升高,氡的半衰期会变短B.许多元素能自发地放出射线,使人们开始认识到原子是有复杂结构的C.放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D.氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3,当氢核与中子结合为氘核时,放出的能量为(m1+m2-m3)c27.下列关于德布罗意波的认识,正确的解释是()A.任何一个物体都有波和它对应,这就是物质波B. X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C.电子衍射证实了物质波的假设是正确的D.宏观物体运动时,看不到它的衍射或干涉现象,所以宏观物体不具有波动性8.如图所示,两带电的金属球在绝缘的光滑水平面上沿同一直线相向运动,A带电荷量为-q,B带电荷量为+2q,下列说法正确的是()A.相碰前两球运动中动量不守恒B.相碰前两球的总动量随距离的减小而增大C.两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量,因为碰前作用力为引力,碰后为斥力D.两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量,因为两球组成的系统合外力为零9.原子核的比结合能与核子数的关系如图所示,核子组合成原子核时()A.小质量数的原子核质量亏损最大B.中等质量数的原子核质量亏损最大C.大质量数的原子核质量亏损最大D.不同质量数的原子核质量亏损相同10.下列说法正确的是()A.中子和质子结合成氘核时吸收能量B.某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少4个C.放射性物质的温度升高,其半衰期减小D.γ射线的电离作用很强,可用来消除有害静电二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)一物体竖直向上抛出,从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t,上升的最大高度是H,所受空气阻力大小恒为F,则在时间t内()A.物体受重力的冲量为零B.在上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小C.物体动量的增量大于抛出时的动量D.物体机械能的减小量等于FH12.(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A.连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱,线状谱是线状光源产生的光谱B.通过对连续谱的光谱分析,可鉴定物质成分C.连续谱包括一切波长的光,线状谱只包括某些特定波长的光D.通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析,可鉴定物质成分13.(多选)下列说法中正确的是()A.发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子具有复杂的结构B.卢瑟福提出原子的核式结构模型建立的基础是α粒子的散射实验C.放射性元素的半衰期与外界的温度无关D.由现代的恒星演化理论,太阳最终会变成一颗白矮星14.(多选)氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62~3.11 eV.下列说法正确的是()A.一个处于n=2能级的氢原子,可以吸收一个能量为4 eV的光子B.大量处于n=4能级的氢原子,跃迁到基态的过程中可以释放出6种不同频率的光子C.氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于 13.6 eVD.用能量为 10 eV和 3.6 eV的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子,有可能使个别氢原子电离分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球碰撞来验证动量守恒定律,实验时先使质量为mA 的A球从斜槽上某一固定点G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,把质量为mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A 球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,得到了如图乙所示的三个落地处.甲乙(1)请在图中读出OP=________cm.(2)由图可以判断出R是________球的落地点,Q是________球的落地点.(3)为了验证碰撞前后动量守恒,该同学只需验证表达式________________________________________________________________________.四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示,一辆质量为M=3 kg的平板小车A停靠在竖直光滑墙壁处,地面水平且光滑,一质量为m=1 kg的小铁块B(可视为质点)放在平板小车A最右端,平板小车A上表面水平且与小铁块B之间的动摩擦因数μ=0.5,平板小车A的长度L=0.9 m.现给小铁块B一个v0=5 m/s的初速度使之向左运动,与竖直墙壁发生弹性碰撞后向右运动,求小铁块B在平板小车A上运动的整个过程中系统损失的机械能(g=10 m/s2).17.中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注.冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点.已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g.(1)求冰壶在A点的速率;(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小;(3)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原本只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A 点与B点之间的距离.18.如图7所示,足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上,物块B置于A的左端,A、B、C的质量分别为m、2m和4m,已知A、B一起以v0的速度向右运动,滑块C向左运动,A、C碰后连成一体,最终A、B、C都静止,求:图7(1)C与A碰撞前的速度大小.(2)A、B间由于摩擦产生的热量.答案1.【答案】B【解析】光子是光,光电子是光打出的电子,A错误;能量守恒和动量守恒是自然界的基本规律,光子与物质微粒发生相互作用时,也要遵循,B正确;光具有粒子性又具有波动性,这种波是概率波,也是电磁波,C错误;宏观物体是物质波,D错误.2.【答案】D【解析】天然放射现象说明了原子核具有复杂结构,故A错误;半衰期由原子核本身决定,与外界因素无关,故B错误;核裂变与聚变都伴有质量亏损,伴随能量释放,故C错误;氢原子从n =4的能级跃迁到n=2的能级要放出光子,故D正确.3.【答案】D【解析】由于F1、F2对m、M都做正功,故系统机械能增加,则系统机械能不守恒,A错误;当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,M和m受力平衡,加速度减为零,此时速度达到最大值,故各自的动能最大,B错误;由于弹力是变化的,m、M所受合力是变化的,所以不会做匀加速运动,C错误;对m、M和弹簧组成的系统所受合外力为零,因此系统动量守恒,始终为零,D正确.4.【答案】A【解析】小车和砂袋组成的系统动量守恒,选水平向右为正方向,由动量守恒定律得:m1v1-m2v2=(m1+m2)v,解得:v=1.0 m/s,方向水平向右,A正确.5.【答案】D【解析】根据向心力公式m=k,得E k=mv2=,即半径越大动能越小,所以ΔE k>0;由于核外电子和核内质子有相互的吸引力,当电子从外层轨道向内层轨道跃迁时,电场力做正功,电势能减小,所以ΔE p<0;又由于内层轨道比外层轨道原子的能级低,所以ΔE k+ΔE p<0。
高中物理选修3-5模块测试卷及答案
高中物理选修3—5测试卷(满分:100分时间:90分钟)___班姓名_____ 座号_____ 成绩___________一、选择题(10个小题,共60分,1-9小题给出的四个选项中,只有一个选项正确;10-12小题有多个选项正确,全选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)1.下面关于冲量的说法中正确的是( )A.物体受到很大的冲力时,其冲量一定很大B.当力与位移垂直时,该力的冲量为零C.不管物体做什么运动,在相同时间内重力的冲量相同D.只要力的大小恒定,其相同时间内的冲量就恒定2.在光滑的水平面上有a、b两球,其质量分别为m a、m b,两球在某时刻发生正碰,两球在碰撞前后的速度图象如图所示.则下列关系正确的是( )A.m a>m b B.m a=m b C.ma<m b D.无法判断3.下列叙述中不正确的是( )A.麦克斯韦提出了光的电磁说B.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象C.在光的干涉现象中,干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D.宏观物体的物质波波长非常小,不易观察到它的波动性4.下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )A.甲图中,卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.乙图中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大C.丙图中,射线甲由电子组成,射线乙为电磁波,射线丙由α粒子组成D.丁图中,链式反应属于轻核裂变5.氢原子发光时,能级间存在不同的跃迁方式,图中① ② ③三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ,下列A、B、C、D 光谱图中,与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的(图中下方的数值和短线是波长的标尺)( )6.某单色光照射到一逸出功为W的光电材料表面,所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r,设电子的质量为m,带电量为e,普朗克常量为h,则该光波的频率为()A.Wh B.2222r e BmhC.2222W r e Bh mh-D.2222W r e Bh mh+7.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑,则()A.在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C.被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高h处D.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动8.“朝核危机”引起全球瞩目,其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(Pu23994),这种钚239可由铀239(U23992)经过n次β衰变而产生,则n为()A.2 B.239 C.145 D.929.质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.碰撞后B球的速度大小可能是( )A.0.6v B.0.4v C.0.2v D.v10.(多选)在光滑水平面上,一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞发生正碰,碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的。
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模块检测卷六 选修3-5第Ⅰ卷一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列说法中正确的是( )A .光波是电磁波B .干涉现象说明光具有粒子性C .光电效应现象说明光具有波动性D .光的偏振现象说明光是纵波答案 A解析 光波是电磁波,故A 正确;干涉和衍射现象说明光具有波动性,故B 错误;光电效应现象说明光具有粒子性,故C 错误;偏振现象是横波的性质,故光的偏振现象说明光是横波,故D 错误.2.下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是( )A .γ射线是高速运动的电子流B .氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C .太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D . 210 83Bi 的半衰期是5天,100克210 83Bi 经过10天后还剩下50克答案 B解析 β射线是高速电子流,而γ射线是一种电磁波,选项A 错误.氢原子辐射光子后,绕核运动的电子距核更近,动能增大,选项B 正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变,选项C 错误.10天为两个半衰期,剩余的210 83Bi 为100×(12)t τ g =100×(12)2 g =25 g ,选项D错误.3.如图1所示,一玻璃管中有从左向右的可能是电磁波或某种粒子流形成的射线,若在其下方放一通电直导线AB,射线发生如图所示的偏转,AB中的电流方向由B到A,则该射线的本质为()图1A.电磁波B.带正电的高速粒子流C.带负电的高速粒子流D.不带电的高速中性粒子流答案 C解析射线在电流形成的磁场中发生偏转,即可确定该射线是由带电粒子构成的粒子流.根据安培定则可知,AB上方的磁场是垂直于纸面向里的.粒子向下偏转,由左手定则可知射线所形成的电流方向向左,与粒子的运动方向相反,故粒子带负电.4.如图2所示,甲木块的质量为m1,以速度v沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一水平轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后()图2A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成的系统动量守恒D.甲、乙两木块所组成的系统动能守恒答案 C解析甲木块与弹簧接触后,由于弹簧弹力的作用,甲、乙的动量要发生变化,但对于甲、乙所组成的系统,因所受合力的冲量为零,故动量守恒,故A、B错误,C正确;甲、乙两木块所组成系统的动能,一部分转化为弹簧的弹性势能,故系统动能不守恒,故D错误.5.如图3所示,在光滑水平面上质量分别为m A=2 kg、m B=4 kg,速率分别为v A=5 m/s、v B=3 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动,下述说法正确的是()图3A.它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s,方向水平向右B.它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s,方向水平向左C.它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s,方向水平向右D.它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s,方向水平向左答案 D6.按照玻尔的理论,氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能.当一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,下列说法正确的是()A.氢原子系统的电势能增加,电子的动能增加B.氢原子系统的电势能减小,电子的动能减小C.氢原子可能辐射6种不同波长的光D.氢原子可能辐射3种不同波长的光答案 D解析当一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,可能发生4→3,4→2,4→1三种情况,切记不是大量氢原子,故C错误,D正确;当向低能级跃迁时,轨道半径减小,根据公式k q 2r 2=m v 2r 可得电子的动能增加,电势能减小,故A 、B 错误.7.如图4是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象.由图象可知不正确的是( )图4A .该金属的逸出功等于EB .该金属的逸出功等于hνcC .入射光的频率为2νc 时,产生的光电子的最大初动能为ED .入射光的频率为νc 2时,产生的光电子的最大初动能为E 2答案 D解析 根据E k =hν-W 0得,金属的截止频率等于νc ;纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功,所以逸出功等于E ,且E =hνc ,故A 、B 正确;根据光电效应方程有:E k =hν-W 0,其中W 0为金属的逸出功且W 0=hνc ,所以有:E k =hν-hνc ,由此结合图象可知,当入射光的频率为2νc 时,代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E ,故C 正确.当入射光的频率为νc 2时,小于极限频率,不能发生光电效应,故D 错误.8.氢原子的能级图如图5所示,一群氢原子处于n =3的激发态,这群氢原子辐射出的光子的能量不可能是( )A.13.6 eV B.12.09 eVC.10.2 eV D.1.89 eV答案 A解析一群氢原子处于n=3的激发态可能发生的跃迁有3→2,3→1,2→1,根据公式hν=E m-E n可得,若3→2,放出的光子能量为1.89 eV,若3→1,放出的光子能量为12.09 eV;若2→1,放出的光子能量为10.2 eV,故A不可能.9.现有三个核反应①2311Na―→2412Mg+0-1e②23592U+10n―→14156Ba+9236Kr+310n③21H+31H―→42He+10n下列说法正确的是()A.①是裂变,②是β衰变,③是聚变B.①是聚变,②是裂变,③是β衰变C.①是β衰变,②是裂变,③是聚变D.①是β衰变,②是裂变,③是裂变答案 C10.小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动),靶装在车上的另一端,如图6所示,已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),子弹的质量为m,若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(空气阻力不计),子弹打入靶中且留在靶里,则子弹射入靶后,小车获得的速度大小为()A .0B.m v 0MC.m v 0M +mD.m v 0M -m答案 A解析 车、人、枪、靶和子弹组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,射击前系统动量为零,由动量守恒定律可知,子弹射入靶后系统动量也为零,车的速度为零.11.A 、B 两物体发生正碰,碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上,其位移-时间图象如图7所示.由图可知,物体A 、B 的质量之比为( )图7A .1∶1B .1∶2C .1∶3D .2∶1答案 C解析 由图象知:碰前v A =4 m /s ,v B =0.碰后v A ′=v B ′=1 m/s ,由动量守恒可知m A v A +0=m A v A ′+m B v B ′,解得m B =3m A .故选项C 正确.12.质量为M 的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止.由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态.这个人手中拿着一个质量为m 的小物体,他以相对飞船为v 的速度把小物体抛出,在抛出物体后他相对飞船的速度大小为( )A.m M vB.M m vC.M +m m vD.m M +m v 答案 A解析 人和物体组成的系统不受外力作用,系统动量守恒,以v 的方向为正方向,根据动量守恒定律得:m v=M v1,解得:v1=mMv,故A正确.13.1966年,在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验.实验时,用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2(后者的发动机已熄火).接触以后,开动双子星号飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力F=895 N,推进器开动时间Δt =7 s,测出飞船和火箭组的速度变化Δv=0.91 m/s.已知双子星号飞船的质量m1=3 400 kg.由以上实验数据可计算出火箭组的质量m2为()A.3 400 kg B.3 485 kgC.6 265 kg D.6 885 kg答案 B解析根据动量定理FΔt=(m1+m2)Δv,可得m2≈3 485 kg,B正确.二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题2分,共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)14.下列说法正确的是()A.β衰变说明原子核里有电子B.天然放射现象的发现揭示了原子核是可分的C.光电效应现象中,极限频率越大的金属材料逸出功越大D.氢原子从基态跃迁到激发态时,吸收光子,原子势能增加答案BCD解析β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子放出一个电子,并不是原子核内有电子,A错误;天然放射现象说明原子核是可再分的,B正确;由W0=hνc得极限频率越大的金属材料,逸出功越大,C正确;氢原子从基态跃迁到激发态时,吸收光子,势能增大,D正确.15.(2015·广东理综·18)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为:X+Y→42He+31H+4.9 MeV和21H +31H→42He+X+17.6 MeV,下列表述正确的有()A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD解析根据核反应中质量数和电荷数守恒,可知X是10X,所以为中子,A正确;Y应为63Y,所以Y的质子数为3,核子数为6,中子数为3,B错误;两个核反应均有能量释放,根据爱因斯坦质能方程,两个核反应都有质量亏损,C错误;由聚变反应概念知,D正确.16.如图8所示,一个质量为0.2 kg的垒球,以20 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为40 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s.下列说法正确的是()图8A.球棒对垒球的平均作用力大小为1 200 NB.球棒对垒球的平均作用力大小为400 NC.球棒对垒球做的功为120 JD.球棒对垒球做的功为40 J答案AC解析设球棒对垒球的平均作用力为F,由动量定理得F·t=m(v t-v0),取v t=40 m/s,则v0=-20 m/s,代入上式,得F=1 200 N,由动能定理得W=12m v2t-12m v2=120 J,选项A、C正确.第Ⅱ卷三、非选择题(本题共7小题,共55分)17.(5分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图9甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.图9(1)图甲中电极A为光电管的____________(填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=________Hz,逸出功W0=________J;(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能E k=________J.答案(1)阳极(2)5.15×1014 3.41×10-19(3)1.23×10-1918.(5分)已知氘核质量为2.013 6 u,中子质量为1.008 7 u,32He的质量为3.015 0 u.(1)写出两个氘核聚变成32He的核反应方程______________________;(2)计算上述核反应中释放的核能ΔE=________MeV(结果保留三位有效数字).答案(1)21H+21H―→32He+10n(2)3.26解析(1)根据电荷数守恒、质量数守恒知,两个氘核聚变成32He的核反应方程为:21H+21H―→3He+10n2(2)释放的核能为:ΔE=Δmc2=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×931.5 MeV=3.26 MeV.19.(6分)如图10为“碰撞实验器”,它可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.图10(1)实验中必须要求的条件是()A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m2相碰,并多次重复操作.本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号).A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量抛出点距地面的高度HC.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、ND.测量平抛射程OM、ON(3)某次实验中得出的落点情况如图11所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为__________.图11答案(1)BD(2)ACD(3)4∶1解析(1)小球碰撞前后的水平速度可以用水平位移的数值表示,小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响,选项A错误;小球离开轨道后做平抛运动,斜槽末端切线必须水平,选项B正确;为保证入射小球不反弹,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,选项C错误;小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间相等,小球的水平位移与小球的初速度成正比,所以入射球必须从同一高度释放,选项D正确.(2)实验需要验证m1·OP=m1·OM+m2·ON,因此本实验还要完成的步骤是找到平均落地点M、N的位置,测出平抛射程OM、ON,用天平测出两个小球的质量m1和m2.(3)将数据代入m1·OP=m1·OM+m2·ON,解得m1∶m2=4∶1.20.(9分)氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6 eV,当处于n=3的激发态时,能量为E3=-1.51 eV,则:(1)当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时,向外辐射的光子的波长是多少?(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射原子?(3)若有大量的氢原子处于n =3的激发态,则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子?其中最长波长是多少?答案 (1)1.03×10-7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种 6.58×10-7 m解析 (1)λ=hc E 3-E 1≈1.03×10-7 m. (2)ν=0-E 1h ≈3.28×1015 Hz.(3)若有大量的氢原子处于n =3的激发态,则在跃迁过程中可能释放出3种频率的光子,其中波长最长的是从n =3到n =2释放的光子,λ′=hc E 3-E 2=hc E 3-E 14≈6.58×10-7 m. 21.(10分)起跳摸高是学生常进行的一项活动.某中学生身高1.80 m ,质量80 kg.他站立举臂,手指摸到的高度为2.10 m .在一次摸高测试中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到的高度为2.55 m .设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.2 s .不计空气阻力(g 取10 m/s 2).求:(1)他跳起刚离地时的速度大小;(2)上跳过程中他对地面平均压力的大小.答案 (1)3 m/s (2)2.0×103 N解析 (1)跳起后重心升高h =2.55 m -2.10 m =0.45 m根据机械能守恒定律,12m v 2=mgh解得v =2gh =3 m/s(2)对人由动量定理知,(F -mg )t =m v -0即F =m v t +mg解得F =2.0×103 N根据牛顿第三定律可知,人对地面的平均压力大小为:F ′=2.0×103 N.22.(10分)一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙,如图12所示.该物块以v 0=9 m /s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ,碰后以6 m /s 的速度反向运动直至静止.g 取10 m/s 2.图12(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为0.05 s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ;(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W .答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J解析 (1)对小物块从A 运动到B 处的过程中应用动能定理,则-μmgs =12m v 2-12m v 20代入数值解得μ=0.32(2)取向右为正方向,碰后物块速度v ′=-6 m/s由动量定理得:F Δt =m v ′-m v解得F =-130 N其中“-”表示墙面对物块的平均作用力方向向左.(3)对物块反向运动过程中应用动能定理得-W =0-12m v ′2解得W =9 J.23.(10分)如图13,质量为M 的小车静止在光滑水平面上,小车AB 段是半径为R 的四分之一圆弧光滑轨道,BC 段是长为L 的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B 点.一质量为m 的滑块在小车上从A 点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g .图13(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;(2)若不固定小车,滑块仍从A 点由静止下滑,然后滑上BC 轨道,最后从C 点滑出小车.已知滑块质量m =M 2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC 间的动摩擦因数为μ,求:①滑块运动过程中,小车的最大速度大小v m ;②滑块从B 到C 运动过程中,小车的位移大小x .答案 (1)3mg (2)① gR 3 ②13L解析 (1)滑块滑到B 点时对小车压力最大,从A 到B 机械能守恒,则mgR =12m v 2B滑块在B 点处,由牛顿第二定律知F N -mg =m v 2B R解得F N =3mg由牛顿第三定律知,滑块运动过程中对小车的最大压力为3mg(2)①滑块下滑到达B 点时,小车速度最大.由机械能守恒,则mgR =12M v 2m +12m (2v m )2,解得v m = gR 3②设滑块运动到C 点时,小车速度大小为v C ,由功能关系:mgR -μmgL =12M v 2C +12m (2v C )2设滑块从B 到C 过程中,小车运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律:μmg =Ma由运动学规律:v 2C -v 2m =-2ax解得x =13L .。