人教版高中物理選修3-5期末測(cè)試B卷

》》》》》》》》》積一時(shí)之跬步臻千里之遙程《《《《《《《《《《《《》》》》》》》》》積一時(shí)之跬步臻千里之遙程《《《《《《《《《《《《圖圖圖圖高中物理學(xué)習(xí)材料馬鳴風(fēng)蕭蕭**整理制作）高二物理選修3-5期末測(cè)試卷B卷滿分100分，考試時(shí)間90分鐘一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得3分，錯(cuò)選或不答的不得分。）1．放射性元素衰變時(shí)放出的三種射線，按穿透能力由強(qiáng)到弱的排列順序是（）a射線，卩射線，Y射線Y射線，卩射線，a射線Y射線，a射線，卩射線卩射線，a射線，Y射線下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是（）0衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固a、b兩球在光滑的水平面上沿同一直線發(fā)生正碰，作用前a球動(dòng)量pa=30kg?m/s,b球動(dòng)量Pb=0,碰撞過程中，a球的動(dòng)量減少了20kg.m/s，則作用后b球的動(dòng)量為（）A.—20kg?m/sB.10kg?m/sC.20kg?m/sD.30kg?m/s100多年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了3篇具有劃時(shí)代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，可能發(fā)生光電效應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬，可能發(fā)生光電效應(yīng)5?用波長(zhǎng)為2.0x10-7m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動(dòng)能是4.7x10-19J。由此可知，鎢的極限頻率是（普朗克常量h=6.63x10-34j.s），光速c=3.0x108m/s,結(jié)果取兩位有效數(shù)字）（）A.5.5x1014HzB.7.9x1014HzC.9.8x1014HzD.1.2x1015Hz6?如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M=3kg的木板，木板上有質(zhì)量為m=1kg的物塊.它們都以v=4m/s的初速度反向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，且木板足夠長(zhǎng)，當(dāng)木板的m馬鳴風(fēng)蕭蕭電t'fAt速度為2.4m/s時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)情況是（）做加速運(yùn)動(dòng)B.做減速運(yùn)動(dòng)C.做勻速運(yùn)動(dòng)D.以上運(yùn)動(dòng)都有可能在下列兩個(gè)核反應(yīng)方程中，X］、X2分別代表一種粒子.①238Uf^Th+X］②iH+iH-4He+X2，以下判斷中正確的是（）①是重核裂變反應(yīng)②是輕核聚變反應(yīng)X］是a粒子，此種粒子形成的射線具有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)X2是中子，X2的質(zhì)量等于#H與（H質(zhì)量之和減去$He的質(zhì)量運(yùn)載火箭的最后一級(jí)以7.6km/s的速度飛行，這一級(jí)火箭由一個(gè)質(zhì)量為150kg的儀器艙和一個(gè)質(zhì)量為300kg的火箭殼（在儀器艙后面）扣在一起。當(dāng)扣松開后，它們之間的壓縮彈簧使兩者分離，這時(shí)儀器艙相對(duì)于火箭殼的速率為0.9km/s。設(shè)所有速度都在同一直線上，則兩者分開后儀器艙的速度大小是（）A.7km/sB.7.9km/sC.8.2km/sD.9.1km/s二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的不得分。）關(guān)于玻爾的原子模型，下列說法中正確的有（）它徹底否定了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說它發(fā)展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論它引入了普朗克的量子理論已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為勺，則（）當(dāng)用頻率2v0的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子當(dāng)用頻率為2v0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hv0當(dāng)照射光的頻率v大于v0時(shí)，若v增大，則逸出功增大當(dāng)照射光的頻率v大于v0時(shí)，若v增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍下列說法正確的是（）太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)大量的氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)只會(huì)輻射兩種不同頻率的光一束單色光照射到某種金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的光強(qiáng)一定，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少如圖所示是研究光電效應(yīng)的電路.某同學(xué)利用該裝置在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流I與A、K兩極之間的電極UAK的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖2所示.則下列說》》》》》》》》》積一時(shí)之跬步臻千里之遙程《《《《《《《《《《《《》》》》》》》》》積一時(shí)之跬步臻千里之遙程《《《《《《《《《《《《馬鳴風(fēng)蕭蕭?cǎi)R鳴風(fēng)蕭蕭甲光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能小于丙光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能甲光對(duì)乙光的頻率相同，且甲光的光強(qiáng)比乙光強(qiáng)丙光的頻率比甲、乙光的大，所以光子的能量較大，丙光照射到K極到電子從K極射出的時(shí)間間隔明顯小于甲、乙光相應(yīng)的時(shí)間間隔用強(qiáng)度相同的甲、丙光照射該光電管，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等三、填空和實(shí)驗(yàn)（本題3個(gè)小題，共20分；把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答）（6分）某種紫外線波長(zhǎng)為300nm，該紫外線光子的能量為J.金屬鎂的逸出功為5.9x10-19J，則讓該紫外線照射金屬鎂時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能為J（普朗克常量h=6.63x10-34j?s）.（6分）氫原子第n能級(jí)的能量為En=E（n=12……）.其中d是基態(tài)能量，若一氫原子33發(fā)射能量為一磊d的光子后，處于比基態(tài)能量高出一才色的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前處于第能級(jí)，發(fā)射光子后處于第能級(jí).（8分）歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動(dòng)能為0.5MeV的質(zhì)子問轟擊靜止的AX,生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9MeV的$He。（1MeV=1.6x10-13J）。求：（1）上述核反應(yīng)方程為；（2）質(zhì)量虧損為kg。四、計(jì)算與論述題（本題4個(gè)小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）（6分）游樂場(chǎng)上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動(dòng).設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150kg，碰撞前向右運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.5m/s；乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200kg，碰撞前向左運(yùn)動(dòng)，速度的大小為3.7m/s.求碰撞后兩車共同的運(yùn)動(dòng)速度.（8分）人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺.普朗克常量為6.63x10-34J.s,光速為3.0x108m/s，求：人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率是；用這種波長(zhǎng)的綠色光照射下列五種材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料有多少種材料鈣鎂鈦逸出功(X10-19J)3.04.35.96.26.618.(12分)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能級(jí)為E]=—13.6eV,普朗克常量h=6.63xl0-34j?s,當(dāng)氫原子在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，問：要使氫原子電離，入射光子的最小能量是多少？能放出的光子的最大能量是多少？19.(14分)原來靜止的原子核bX，發(fā)生a衰變后放出一個(gè)動(dòng)能為E0的a粒子，求:生成的新核動(dòng)能是多少？如果衰變釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為a粒子及新核的動(dòng)能，釋放的核能AE是多少？虧損的質(zhì)量Am是多少？參考解答：B解析：由放射性元素衰變時(shí)產(chǎn)生的a射線、卩射線、y射線的電離及穿透性質(zhì)可知B正確．B解析：“衰變是原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子，核反應(yīng)方程為0in^1iH+_1oe，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期不隨外界溫度、壓強(qiáng)等發(fā)生改變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，核子結(jié)合的越牢固，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.C提示：碰撞過程中，a球的動(dòng)量減少了20kg.m/s,故此時(shí)a球的動(dòng)量是10kg?m/s,a、b兩球碰撞前后總動(dòng)量保持不變?yōu)?0kg?m/s,貝V作用后b球的動(dòng)量為20kg?m/s。D提示：根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)，D正確.根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯(cuò).根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò).B提示：根據(jù)光電效應(yīng)方程E二hv-W，在恰好發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)最大出動(dòng)能為0，kmh--Ekm有hv=W，且c=Xv，綜合化簡(jiǎn)得v==8x1014Hz,B正確。00hA解析：當(dāng)木板速度為v1=2.4m/s時(shí)，由動(dòng)量守恒定律可得，Mv—mv=Mv1+mv2，解得v2=0.8m/s，方向向左，可見物塊已經(jīng)向左勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確.B提示：.①是a衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；②是輕核聚變，選項(xiàng)B正確；X］是a粒子，但是a粒子的穿透本領(lǐng)不是很強(qiáng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；X2是中子，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.C提示：設(shè)儀器艙質(zhì)量為mg，火箭殼質(zhì)量2mg，分離后儀器艙的速度為v”火箭殼速度為v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律，3mx7.6=mv1+2mv2,且”廠v2=0.9,解得v1=8.2km/s，C對(duì)。BD解析：玻爾的原子模型在核式結(jié)構(gòu)模型的前提下提出軌道量子化、能量量子化及能級(jí)躍遷，故A錯(cuò)，B對(duì)，它的成功就在于引入了量子化理論，缺點(diǎn)是被過多的引入經(jīng)典力學(xué)所困，故C錯(cuò)，D對(duì).AB解析：?該金屬的極限頻率為v0,則可知逸出功W=hv0，逸出功由金屬自身性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關(guān)，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤，由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知A正確，由光電效應(yīng)方程Ek=hv—W，將W=hv0代入可知B正確，D錯(cuò)誤，因此本題正確選項(xiàng)為A、B.。AD解析：太陽(yáng)輻射的能量主要是氫核的聚變，所以A正確；大量氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)出3種不同頻率的光，所以B不正確；一束單色光照射到金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng)，貝說明這種光的頻率太低，波長(zhǎng)太長(zhǎng).所以C不正確；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，當(dāng)入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，光子數(shù)越少，貝單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子就少，所以答案D正確.AB解析：當(dāng)光照射到K極時(shí)，如果入射光的頻率足夠大（大于極限頻率），就會(huì)從K極發(fā)射出光電子.當(dāng)反向電壓增加到某一值時(shí)，電流表A中電流就會(huì)變?yōu)榱?此時(shí)Ekm=eUC，式中E^表示光電子的最大初動(dòng)能，e為電子的電荷量，UC為遏止電壓.所以丙光的最大初動(dòng)能較大，A正確.對(duì)于甲、乙兩束頻率相同的光來說，入射光強(qiáng)越大，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)越多，所以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)越多.因此甲光比乙光強(qiáng).所以B正確.由于丙光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，結(jié)合光電效應(yīng)方程Ek=hv~W0可知，丙光的頻率較大.而對(duì)甲、丙兩束不同頻率的光來說，光強(qiáng)相同是單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子的總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個(gè)光子的能量較大，所以單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)就較少，所以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)就較少.因此D錯(cuò)誤.由于光的吸收和輻射是一份一份的，只要光的頻率足夠大，發(fā)射光電子幾乎是瞬時(shí)的(10-9S),發(fā)射時(shí)間與光的頻率無關(guān).因此C錯(cuò)誤.答案：6.63x10-19,7.3x10-20解析：該紫外線光子的能量為E=hv=hC=6.63x10-19j，據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv-W0，讓該紫外線照射金屬鎂時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=7.3x10-20j.答案：4,2E解析：設(shè)氫原子發(fā)射光子前處于第a能級(jí)，發(fā)射光子后處于第b能級(jí)，則根據(jù)題意有：盤=333EE]+(—4EJ,E]+(—4E])+(—UE])=蕓，解得a=4,b=2。答案:(1)1H+?Xf2He+2He或1H+§Lif4He+4He；(2)3.1x10-29解析：(1”H+7Xf2He+2He或[H+^Lif4He+gHe；,、E-E2x8.9-0.5x1.6x10-13(2)Amc2=E末一E初，所以Am=末c2初='3x1082kg~3.1x10-29kg.答案：0.186m/s，運(yùn)動(dòng)方向向左解析：本題的研究對(duì)象為兩輛碰碰車(包括駕車的同學(xué))組成的系統(tǒng)，在碰撞過程中此系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所受的外力，外力可以忽略不計(jì)，滿足動(dòng)量守恒定律的適用條件.設(shè)甲同學(xué)的車碰撞前的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，他和車的總質(zhì)量m1=150kg，碰撞前的速度V]=4.5m/s；乙同學(xué)和車的總質(zhì)量m2=200kg，碰撞前的速度v2=-3.7m/s.設(shè)碰撞后兩車的共同速度為v,則系統(tǒng)碰撞前的總動(dòng)量為p=m1v1+m2v2=150x4.5kg?m/s+200x(—3.7)kg?m/s=—65kg?m/s.碰撞后的總動(dòng)量為p,=(m1+m2)v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知p=p'，代入數(shù)據(jù)解得v~-0.186m/s,即碰撞后兩車以0.186m/s的共同速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向向左.答案:(1)2.3x10-18W；(2)一種c6.63x10-34x3.0x108?…解析：(1)母?jìng)€(gè)綠光光子的冃匕量E0=hv=h》=530x10_9J~3-8x10-19J6E人眼最少需每秒射入6個(gè)綠光光子才能察覺，故P=〒=6x3.8x10-19W~2.3x10-18W(2)發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子的能量要大于金屬的逸出功，E0僅大于銫的逸出功，故只有一種.答案：(1)0.85eV；⑵12.75eV解析：(1)由氫原子的能級(jí)公式得EaM^E