2022-2023學年新教材高中物理綜合學業(yè)質(zhì)量標準檢測新人教版選擇性必修第三冊

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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。10．(2021·福建省福州市高二下學期月考)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發(fā)射或吸收光子的規(guī)律認識正確的是(ABC)A．用能量為14.0eV的光子照射，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)出的光照射鋅板，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光子照射，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的光子照射，氫原子可以從基態(tài)躍遷到無窮遠，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；當氫原子吸收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發(fā)生電離，所以用能量為10.21eV的光子照射，不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷，故D錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(2小題，共15分。把答案直接填在橫線上)11．(6分)在做“用油膜法估測分子的大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器抽得1mL上述溶液，共有液滴50滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標紙上其形狀如圖所示，坐標中正方形小方格的邊長為20mm。則(1)油酸膜的面積是__2.40×10－2_m2__；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是__1.2×10－5_mL__；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是__5×10－10_m__。解析：(1)數(shù)輪廓包圍方格約60個，則油酸膜的面積S＝60×(2×10－2)2m2＝2.40×10－2m2。(2)每滴溶液中含純油酸的體積V＝eq\f(1,50)×eq\f(6,104)mL＝1.2×10－5mL(3)油酸分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.2×10－5×10－6,2.40×10－2)m＝5×10－10m12．(9分)某同學利用玻意耳定律，設(shè)計了測量小石塊體積的實驗方案，并按如下步驟進行了實驗：Ⅰ．將連接注射器的壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器以及計算機相連，如圖所示，再將小石塊裝入注射器內(nèi)；Ⅱ．緩慢推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的容積刻度V1，從計算機上讀取此時氣體的壓強p1；Ⅲ．重復(fù)步驟Ⅱ若干次，記錄每一次活塞所在位置的容積刻度Vn，并讀取對應(yīng)的氣體壓強pn；Ⅳ．處理記錄的數(shù)據(jù)，求出小石塊體積。試回答下列問題：(1)實驗過程中，除了保持注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量不變之外，還應(yīng)該保持封閉氣體的__溫度__不變。(2)設(shè)小石塊的體積V0，任意兩次測得的氣體壓強及體積為p1、V1和p2、V2，則上述物理量之間的關(guān)系式為__p1(V1－V0)＝p2(V2－V0)__。(3)為了減小實驗誤差，實驗數(shù)據(jù)通常采用作直線圖線的方法來處理。橫、縱坐標對應(yīng)的物理量最佳的設(shè)置方法是：以__eq\f(1,p)__為橫軸、以__V__為縱軸。(4)指出實驗中導(dǎo)致小石塊體積誤差的一個因素__注射器連接壓強傳感器之間的軟管有體積__。解析：(1)實驗過程中，除了保持注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量不變之外，還應(yīng)該保持封閉氣體的溫度不變。(2)根據(jù)玻意耳定律可得：p1(V1－V0)＝p2(V2－V0)(3)根據(jù)玻意耳定律有：pV＝C，要作直線圖，故以eq\f(1,p)為橫軸、以V為縱軸。(4)在計算時，忽略了注射器連接壓強傳感器之間的軟管有體積，將會導(dǎo)致誤差。三、論述、計算題(本題共4小題，共45分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(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。根據(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\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\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。14．(10分)(2020·遼寧省六校協(xié)作體高二下學期期中聯(lián)考)如圖所示，足夠長圓柱形氣缸開口向上直立于水平面上，氣缸的底面積為S＝2.0×10－3m2。缸內(nèi)有兩個質(zhì)量為m＝1kg可沿缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，封閉著兩部分理想氣體，兩活塞間連著一根勁度系數(shù)為k＝1.05×103N/m的輕質(zhì)彈簧，當溫度為T0＝300K時兩部分氣柱的長度均等于彈簧的自由長度l0＝0.1m，當氣體升溫后，B室的氣柱長度變?yōu)閘2＝0.2m。(已知大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，g＝10m/s2，彈簧始終在彈性限度內(nèi))求：(1)初始狀態(tài)時A中的氣體壓強；(2)氣體升溫后的溫度。答案：(1)1.1×105Pa(2)900K解析：(1)法一：對彈簧下方活塞受力分析可得：mg＋pBS＝pAS對彈簧上方活塞受力分析可得：mg＋p0S＝pBS兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得pA＝1.1×105Pa法二：直接由整體法可得2mg＋p0S＝pAS代入數(shù)據(jù)可得pA＝1.1×105Pa。(2)升溫前：對B室氣體初態(tài)：p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.05×105PaV1＝l0ST1＝T0＝300K升溫后：對B室氣體末態(tài)：p2＝p0＋eq\f(mg,S)＋eq\f(kl2－l0,S)＝1.575×105PaV2＝l2S由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得：T2＝900K。15．(10分)(2020·天津一中高二下學期月考)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??；(2)根據(jù)計算判斷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：氮核吸收了一個中子變成復(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，然后根據(jù)粒子在磁場中的運動情況就可以判斷出新核的種