东方骄子阶段综合测评13概要

阶段综合测评十三(选修3－5)(时间：100分钟 满分：110分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为100分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分)1．(2012·银川一中月考)根据表格中的内容，判断下列说法正确的是( )•材料 •铯 •钙 •镁 •铍 •钛 •金 •逸出功 W /eV•1.9•2.7•3.7•3.9•4.1•4.8A B ．用某光照射表中金属，均能够发生光电效应，则从铯表面逸出的光电子的最大初动能最大C ．使表中金属发生光电效应时，铯的极限频率最小D ．使表中金属发生光电效应时，金的极限波长最小解析：由光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程可知，A 错，B 正确；由W ＝hν0＝h c λ0，可知CD 正确．答案：BCD2．(2012·嘉兴一中月考)能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18J ，已知可见光的平均波长为0.6 μm ，要能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为：( )A ．1个B ．3个C ．30个D ．300个解析：n ＝E hν＝E h c λ＝Eλhc ＝10－18×0.6×10－66.63×10－34×3×108≈3.答案：B3．(2012·湖北省重点中学考试)在下列四个核反应方程中，x 1、x 2、x 3和x 4各代表某种粒子①31H ＋x 1―→42He ＋10n ②14 7N ＋42He ―→17 8O ＋x 2 ③94Be ＋42He ―→12 6C ＋x 3 ④2412Mg ＋42He ―→2713Al ＋x 4 以下判断中正确的是( ) A ．x 1是质子 B ．x 2是质子 C ．x 3是质子D ．x 4是质子解析：由电荷数守恒和质量数守恒可知，B 、D 正确． 答案：BD4．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )A ．11.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天答案：D5．(2012·宝轮中学月考)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是( )A ．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B ．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C ．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D ．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性解析：由物理学史可知，A 、B 正确，卢瑟夫通过分析α粒子散射实验的结果发现了原子的核式结构，C 错误；根据电子束通过铅箔后的衍射图样可以说明电子具有波动性，D 错误．答案：AB6．(2012·忻州一中月考)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的部分能级如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则()A．氢原子可能辐射6种频率的光子B．氢原子可能辐射5种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应解析：由n＝4的能级向基态跃迁可能发出C2n＝6种频率的光子，A正确，B错误；6种频率的光子能量为0.66 eV、2.55 eV、12.75 eV、1.89 eV、12.09 eV、10.2 eV，只有3种大于金属钙的逸出功，故C正确．答案：AC7．(2012·太原五中月考)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则()A．x2＝5x1v2＝3v1B．x1＝9x2v2＝5v1C．x2＝5x1W2＝8W1D．v2＝3v1W2＝9W1解析：由动量定理可知F0t0＝m v1F0t0＋2F0t0＝m v2，v2＝3v1，x1＝v1 2t0x2＝v12t0＋v1＋v22t0＝52v1t0x2＝5x1W1＝12m v21W2＝12m v22－12m v21＝12m·8v21W2＝8W1，故A、C正确．答案：AC8．(2012·嘉兴一中月考)如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，(不计射线粒子的重力)，则下列说法中正确的有：()A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹是圆弧C．α射线和β射线的轨迹是抛物线D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向上的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b 解析：由左手定则可知，打在图中a、b、c三点的依次是α粒子、γ粒子、β粒子，A 错误；α、β粒子只受洛伦兹力作用，轨迹应为圆弧，B正确，C错误；加一竖直向上的电场后，α粒子更加向上偏转，β粒子更加向下偏转，D错误．答案：B9．(2012·滨州联考)如图所示，由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1，轰击铍(94Be)时会产生粒子流x2，用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3，经研究知道()A．x1为α粒子，x2为质子B．x1为α粒子，x3为质子C．x2为质子，x3为中子D．x2为质子，x3为光子解析：用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的粒子流．如果用这种粒子流轰击石蜡，能从石蜡中打出质子．查德威克经过研究，发现这种粒子正是卢瑟福猜想的中子．由以上可知x 1为α粒子，x 2为中子，x 3为质子，B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B10．(2012·保定联考)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，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，由图可知( )A ．该金属的极限频率为4.27×1014 HzB ．该金属的极限频率为5.5×1014 HzC ．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功为0.5 eV解析：由光电效应方程E k ＝hν－W 知图线与横轴交点为金属的极限频率，即ν0＝4.27×1014 Hz ，A 正确，B 错误；由E k ＝hν－W 可知，该图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功W ＝hν0＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19≈1.8(eV)，D 错误．答案：AC11．(2012·德州联考)一个静止的原子核a b X 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0.设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为( )A ．E 0c 2B ．E 0(a －4)c 2C ．(a －4)E 0c 2D ．aE 0(a －4)c 2解析：衰变时放出的核能ΔE ＝Δmc 2，而ΔE ＝E 0＋E k ，而E k ＝p 2新2m 新，衰变时由动量守恒有p α＝p 新，故E k ＝p 2α2m 新＝2m αE 02m 新＝4a －4E 0，代入得ΔE ＝E 0＋4a －4E 0＝aa －4E 0，质量亏损Δm ＝ΔE c 2＝aE 0(a －4)c 2，故D 正确．A 、B 、C 项错误．答案：D12．(2012·江门联考)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe )而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为νe ＋3717Cl →3718Ar ＋ 0－1e ，已知3717Cl 核的质量为36.956 58 u ，3718Ar 核的质量为36.956 91 u ， 0－1e 的质量为0.000 55 u,1 u 质量对应的能量为931.5 MeV .根据以上信息，可以判断( )A ．中微子不带电B ．中微子就是中子C ．3717Cl 和3718Ar 是同位素D ．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV解析：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A 项正确；中子的质量数是1，故B 项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而3717Cl 和3718Ar 是两种不同的元素，故C 项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m ＝(0.000 55＋36.956 91－36.956 58) u ＝0.000 88 u ，而1 u 质量对应的能量为931.5 MeV ，所以中微子的最小能量是E ＝931.5×0.000 88 MeV ≈0.82 MeV ，故D 项正确．答案：AD第Ⅱ卷(非选择题，共62分)二、实验题(本题共2小题，共12分)13．(2011·新课标全国理综卷)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 .解析：设金属的截止频率为ν0，则该金属的逸出功W 0＝hν0＝h cλ0；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．(2011·北京理综)如图，用“碰撞实验器”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．(1)试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量________(填选项前的序号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程(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位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来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．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM，ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为________(用(2)中测量的量表示)．(4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________.实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值p1p1′＋p2′为________．(5)有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为________ cm.解析：(1)小球碰撞前后做平抛运动，运动时间相同，水平方向做匀速直线运动，可用水平的位移代替水平速度．(2)碰撞结束后，要完成的步骤有测两球的质量，找落点，测平抛射程． (3)碰撞中满足动量守恒，m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′ m 1OP t ＝m 1OM t ＋m 2ON t 即m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON弹性碰撞时，满足能量守恒 12m 1v 21＝12m 1v 21′＋12m 2v 22′ 化简得，m 1OP 2＝m 1OM 2＋m 2ON 2 (4)p 1∶p 1′＝(m 1·OP )∶(m 1·OM )＝14∶11 p 1′∶p 2′＝(m 1·OM )∶(m 2·ON )＝11∶2.9p 1∶(p 1′＋p 2′)＝(m 1·OP )∶(m 1·OM ＋m 2·ON )＝1.01∶1 答案：(1)C (2)ADE 或DEA 或DAE (3)m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2(4)14 2.9 1(1～1.01均可) (5)76.8三、论述、计算题(本题共4小题，共50分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15．已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.40 eV 和－1.51 eV ，金属钠的截止频率为5.53×1014 Hz ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．解析：本题主要考查光电效应的条件和玻尔模型，意在考查考生的推理能力． 答案：氢原子放出的光子能量E ＝E 3－E 2，代入数据得E ＝1.89 eV.金属钠的逸出功W 0＝hνc ，代入数据得W 0＝2.3 eV 因为E <W 0，所以不能发生光电效应．16．(2012·苏锡常镇四市调研)用加速后动能为E k0的质子11H 轰击静止的原子核X ，生成两个动能均为E k 的42He 核，并释放出一个频率为ν的γ光子．写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损．(光在真空中传播速度为c )解析：11H ＋73X →242He(或11H ＋73Li →242He)该核反应释放出的核能为ΔE ＝2E k ＋hν－E k0 由爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2得 质量亏损Δm ＝2E k ＋hν－E k0c 2.答案：11H ＋73X →242He(或11H ＋73Li →242He)质量亏损Δm ＝2E k ＋hν－E k0c 217．2009年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．已知冰面与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)求从O 点到A 点的运动过程中冰壶受到的冲量大小；(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．解析：(1)对冰壶，从A 点放手到停止于C 点，设在A 点时的速度为v 1，应用动能定理有－μmgL ＝0－12m v 21，解得v 1＝2μgL .(2)对冰壶，从O 到A ，设冰壶受到的冲量为I ，应用动量定理有I ＝m v 1－0，解得I ＝m 2μgL .(3)设AB 之间距离为s ，对冰壶，从A 到O ′的过程，应用动能定理，－μmgs －0.8μmg (L ＋r －s )＝0－12m v 21，解得s ＝L －4r .答案：(1)2μgL (2)m 2μgL (3)L －4r18．(2012·天津高校联考)如图所示在光滑水平面上有两个小木块A 和B ，其质量m A ＝1 kg ，m B ＝4 kg ，它们中间用一根轻弹簧相连．一颗水平飞行的子弹质量为m 0＝50 g ，以v 0＝500 m/s 的速度在极短的时间内射穿两木块，射穿A 木块后子弹的速度变为原来的3/5，且子弹射穿A 木块损失的动能是射穿B 木块损失的动能的2倍．求：(1)射穿A 木块过程中系统损失的机械能； (2)系统在运动过程中弹簧的最大弹性势能； (3)弹簧再次恢复原长时木块A 、B 的速度的大小． 解析：(1)子弹穿过A 木块时，子弹与A 木块动量守恒， 由动量守恒定律得：m 0v 0＝m A v A ＋m 0v 1 解得：v A ＝10 m/s射穿A 木块过程中系统损失的机械能 ΔE ＝12m 0v 20－12m 0v 21－12m A v 2A ＝3950 J (2)子弹穿过B 木块时，子弹与B 木块动量守恒， 由动量守恒定律得：m 0v 1＝m B v B ＋m 0v 2 又由已知得：12m 0v 20－12m 0v 21＝2⎝⎛⎭⎫12m 0v 21－12m 0v 22 解得：v B ＝2.5 m/s子弹穿过木块B 以后，弹簧开始被压缩，木块A 、B 和弹簧所组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：m A v A ＋m B v B ＝(m A ＋m B )v 共由能量关系得：E p ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B －12(m A ＋m B )v 2共 解得：E p ＝22.5 J(3)弹簧再次恢复原长时系统的动能不变，则 m A v A ＋m B v B ＝m A v A ′＋m B v B ′ 12m A v 2A ＋12m B v 2B ＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2 解得：v A ′＝(m A －m B )v A ＋2m B v B m A ＋m B ＝－2 m/sv B ′＝(m B －m A )v B ＋2m A v Am A ＋m B＝5.5 m/s.答案：(1)3 950 J (2)22.5 J (3)－2 m/s 5.5 m/s。