2014高考物理一轮复习检测试题福建专用 选修3-5检测试题

选修3 5 检测试题
(时间:60分钟满分:100分)
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一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,选对的得6分,选错或不选的得0分)
1.
(2012年江苏卷改编)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 C .(填选项前字母)
解析:由E n=、h=ΔE及能级跃迁图可得a光的波长最短,b光的波长最长,选项C 正确.
2.(2012年上海卷)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其检测装置由放射源、探测器等构成,如图所示.该装置中探测器接收到的是 D .(填选项前字母)
A.X射线
B.α射线
C.β射线
D.γ射线
解析:四种射线中γ射线的穿透能力最强,只有它能穿透钢板,所以选项D正确. 3.(2012上海黄埔二模)在花岗岩、大理石等装饰材料中,都不同程度地含有放射性元素.下列说法中正确的是 B .(填选项前字母)
A.U衰变成Pb要经过6次β衰变和6次α衰变
B.三种放射线中α射线的电离本领最强,γ射线的穿透本领最强
C.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的
D.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线穿透本领比γ射线强
解析U衰变成Pb经过的α衰变的次数m==8,经过的β衰变的次数
n=82+8×2-92=6,故选项A错误;三种射线中α射线的电离本领最强,γ射线的穿透本领最强,故选项B正确;放射性元素发生β衰变时所释放的电子是核内的中子转化
为质子时产生的,即n H e,故选项C错误;β射线是高速电子流,γ射线是光子流,β射线的穿透本领比γ射线的弱,故选项D错误.
4.关于以下核反应方程式:
(1H H He+X
(2U+X Xe Sr+2Y
(3Na Mg+Z
下列说法正确的是 C .(填选项前字母)
A.X与Z相同
B.Y与Z相同
C.方程(1)是核聚变反应
D.方程(3)是核裂变反应
解析:根据核反应过程中所遵循的规律可得X的电荷数为1+1-2=0,质量数为
2+3-4=1;Y的电荷数为92-54-38=0,质量数为(235+1-140-94)/2=1;Z的电荷数为11-12=-1,质量数为24-24=0;方程(1)中轻核聚变成中等质量的核,为核聚变反应;方程(2)中重核裂变成中等质量的核,为核裂变反应;方程(3)是放射性元素的衰变.综上所述,正确选项为C.
5.(2011年福建理综)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球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反.则碰撞后B球的速度大小可能是 A .(填选项前字母)
A.0.6v
B.0.4v
C.0.3v
D.0.2v
解析:设小球A碰前的速度方向为正,碰后速度大小为v1,由动量守恒定
律:mv=2mv B-mv1
得:v B=(v+v1),由v1>0,得v B>0.5v,
故B、C、D错误,A正确.
6.(2011石景山模拟)如图所示,一轻杆两端分别固定a、b两个半径相等的光滑金属球,
a球质量大于b球质量.整个装置放在光滑的水平地面上,将此装置从图示位置由静止释放,则 D .(填选项前字母)
A.在b球落地前瞬间,a球的速度方向向右
B.在b球落地前瞬间,a球的速度方向向左
C.在b球落地前瞬间,b球的速度方向向右
D.在b球落地前的整个过程中,轻杆对b球做的功为零
解析:从静止释放到b球落地前的过程中,因b球有水平向右的水平分速度,由动量守恒定律可知,a球有水平向左的速度;b球落地前瞬间,其水平分速度为零,因此a 球相对于地面的速度为零;在b球落地前的整个过程中,水平方向其动能变化量为零,故轻杆对其不做功.综上所述,正确选项为D.
7.(2012江苏省扬州中学模拟)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标(4.27,0),与纵轴交点
坐标(0,0.5)).由图可知普朗克常量为 B .(填选项前字母)
A.6.63×10-34 J·s
B.6.50×10-34 J·s
C.6.60×10-34 J·s
D.6.70×10-34 J·s
解析:由题图可知光能逸出的极限频率ν0=4.27×1014Hz,当入射光频率为
5.5×1014Hz时,逸出的光电子能量为0.5eV,由mv2=hν-W,W=hν0,解得普朗克常量h =
6.50×10-34 J·s.故选B.
8.(2011江西省重点中学盟校高三联考)如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠,下列说法正确的是 D .(填选项前字母)
A.这群氢原子能发出三种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B.这群氢原子能发出两种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高
C.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11 eV
D.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60 eV
解析:一群处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时能向外发出=3种频率的光子,光子的波长λ=,其中c为光速,ΔE为氢原子跃迁时对应的能级差,由能级示意图可知,氢原子从n=3的能级跃迁到n=1的能级时ΔE最大,对应的光波长最短,故选项A、B均错误;金属钠表面所发出的光电子的最大初动能mv2=(E3-E1)-W=9.60 eV,故选项C错误,D正确.
9.2010年7月,我国快中子反应堆(简称快堆)的研究实现重大突破,它的意义在于快堆能将此前不能被利用的、占天然铀资源99%的铀238转变为可利用资源,从而极大地提高了铀资源的利用率.快堆的燃料是钚239Pu),它的半衰期为2.41万年.快堆的工作原理是:在反应堆堆心放置钚239,其外围再生区里放置铀238,铀238吸收堆心的钚239发生裂变时放出来的快中子后,生成铀239U), 铀239经过β衰变生成镎239Np),镎239再经过一次β衰变生成钚239.这样,钚239释放能量的同时,又不断地将铀238变成可用的钚239.因钚239再生速度高于其消耗速度,核燃料越烧越多,快速增殖,故这种反应堆又称“快速增殖堆”.根据上述信息可知,下列选项正确的有 B .(填选项前字母)
A.100个钚239原子核储存2.41万年,还能剩下50个
B.铀238变成钚239过程中,其中的一个核反应方程是U n U
C.镎239能发生β衰变,产生的β粒子是从它的原子核外发射出来的
D.快中子反应堆虽然释放能量,但没有质量亏损
解析:半衰期τ对于少量的放射性元素的原子核没有意义,故选项A错误;根据核反应过程所遵循的电荷数守恒和质量数守恒可得,铀238变成钚239的一系列核反应方程分别为U n U U Np e Np Pu e,可见,选项B正确;β衰变的
实质是放射性元素的原子核中的中子转化为质子同时放出电子,即n H e,故选项C错误;根据爱因斯坦质能方程可知,核反应中只要有核能放出,就一定有质量亏损,故选项D错误.
二、实验题(共18分)
10.(8分)某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应,用某单色光照射光电管的阴极K时,会发生光电效应现象.闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此时电压表的示数U称为反向遏止电压.根据反向遏止电压,可以计算出光电子的最大初动能.现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极K,测量到反向遏止电压分别为U1和U2,设电子的比荷为,则阴极K所用金属的极限频率为,测得普朗克常量
为.
解析:(1)由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压,根据动能定理.
m,-eU2=0-m
-eU
根据光电效应方程
m=hν1-W,m=hν2-W
其中W=hν0
解以上各式得ν0=
(2)由以上各式eU1=hν1-W,eU2=hν2-W
解得h=
答案:(1)(2)
11.(10分)某同学在探究物体弹性碰撞的特点时,先后进行了如下操作,请按实验要求完成各项:
(1)在安装斜槽轨道时,要注意.
选择弹性小球a、b时,小球a、b的质量m a、m b应该满足关系:m a m b(填“>”、“=”或“<”),理由是
.
(2)本实验必须测量的物理量有( )
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的质量m a、m b
C.小球a、b的半径
D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离s OA、s OB、s O C
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分之间的高度差h
(3)为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线与记录纸上的O点对齐,图中给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为
cm.
(4)由实验测得的数据,如果满足等式,那么我们认为在碰撞中系统的动量是不变的.
解析:(1)要保证小球离开斜槽时速度是水平方向的,满足小球做平抛运动,因而要
调整斜槽末端水平,使小球能从水平方向飞出.碰撞后为了能使小球继续向前运动,小球a、b的质量m a、m b应该满足关系:m a>m b.只有这样才能防止入射小球反弹回去.
(2)为了求出动量之间的关系,需要知道两球的质量及它们的水平速度,而由于平抛运动的竖直方向高度相同,小球在空中飞行的时间相同,故可测量它们水平方向的
距离来比较速度的大小.答案为B、E.
(3)用一个最小的圆圈住所有的落点,取其圆心,读出数值为46.41 cm.
(4)用和、表示碰撞前后速度,而碰撞前、后的动量分别m a和m a、m b,若满足m a=m a+m b,则动量守恒.
答案:(1)调整斜槽末端水平> 防止入射小球反弹
(2)BE (3)46.41 (4)m a=m a+m b
三、计算题(共28分)
12.(2012广东省茂名市第一次模拟)(12分)一个原来静止的锂核Li)俘获一个速
度为v0=1.54×105 m/s的中子后,生成一个氚核和一个氦核,已知氚核的速度为
v1=2.0×103 m/s,方向与中子的运动方向相反.
(1)请写出核反应方程;(2)求出氦核的速度v2.
解析:(1)核反应方程Li n H He(3分)
(2)设中子速度v0的方向为正,中子质量为m,则氚核质量为3m,氦核质量为4m.(2分)
根据动量守恒定律得:mv0=-3mv1+4mv2(3分)
代入数据得:v2=4×104 m/s.方向与原中子入射方向相同.(4分)
答案:(1Li n H He
(2)4×104 m/s 方向同原中子入射方向
13.(2012年海南卷)(16分)一静止的U核经α衰变成为Th核,释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?
解析:据题意知,此α衰变的衰变方程为
U Th He(3分)
根据动量守恒定律得
m
αvα=m Th v Th①(3分)
式中,m
α和m Th分别为α粒子和Th核的质量,vα和v Th分别为α粒子和Th核的速度的大小.由题设条件知
m
α+m Th=E k②(3分)
=③(2分)
式中E k=4.27 MeV是α粒子与Th核的总动能.
由①②③式得
m Th=E k(3分)
代入数据得,衰变后Th核的动能
m Th≈0.07 MeV.(2分)
答案:0.07 MeV。