2024高中物理刷題首秧綜合評(píng)估對(duì)點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版選修3-5

PAGEPAGE7綜合評(píng)估本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共40分)一、選擇題(每小題4分，共40分。其中1～6題為單選，7～10題為多選)1．在下列幾種現(xiàn)象中，所選系統(tǒng)動(dòng)量守恒的有()A．原來靜止在光滑水平面上的車，從水平方向跳上一個(gè)人，人車為一系統(tǒng)B．運(yùn)動(dòng)員將鉛球從肩窩起先加速推出，以運(yùn)動(dòng)員和鉛球?yàn)橐幌到y(tǒng)C．從高空自由落下的重物落在靜止于地面上的車廂中，以重物和車廂為一系統(tǒng)D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一個(gè)物體沿斜面滑下，以重物和斜面為一系統(tǒng)答案A解析B項(xiàng)敘述的系統(tǒng)，初動(dòng)量為零，末動(dòng)量不為零。C項(xiàng)系統(tǒng)所受合外力不為0。D項(xiàng)，在物體沿斜面下滑時(shí)，向下的動(dòng)量增大。2．北京奧組委接受專家建議，為勝利舉辦一屆“綠色奧運(yùn)”，場(chǎng)館四周80%～90%的路燈利用太陽能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水采納全玻璃真空太陽能集熱技術(shù)，太陽能是由太陽內(nèi)部熱核聚變反應(yīng)形成的，其核反應(yīng)主要是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He答案A解析太陽內(nèi)部核聚變主要是氫原子核的聚變，故A正確；B項(xiàng)中為實(shí)現(xiàn)原子核人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)；C項(xiàng)中為重核裂變；D項(xiàng)中為α衰變，均不屬聚變反應(yīng)。故B、C、D不正確。3．甲的質(zhì)量為50kg，乙的質(zhì)量為25kg，兩人在溜冰場(chǎng)的水平冰面上，起先時(shí)都是靜止的。兩人互推后，甲、乙反向直線運(yùn)動(dòng)，甲的速率為0.1m/s，乙的速率為0.2m/s。假設(shè)互推的時(shí)間為0.01s，忽視摩擦力及空氣阻力，則下列敘述中正確的是()A．甲、乙所受的平均推力均為500N，方向相反B．甲、乙所受的平均推力均為250N，方向相反C．甲受的平均推力500N，乙受的平均推力250N，方向相反D．甲受的平均推力250N，乙受的平均推力500N，方向相反答案A解析以甲為探討對(duì)象，依據(jù)動(dòng)量定理Ft＝m甲v甲－0，可得甲受到的平均推力為F＝500N，據(jù)牛頓第三定律可得乙受到的平均推力也為500N，方向相反，A正確。4．如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)有大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷，所輻射的光子中只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。以下推斷不正確的是()A．該光子肯定是氫原子從激發(fā)態(tài)n＝3躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光子B．該光子可能是氫原子從激發(fā)態(tài)n＝2躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光子C．若氫原子從激發(fā)態(tài)n＝4躍遷到基態(tài)，輻射出的光子肯定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)D．若大量氫原子從激發(fā)態(tài)n＝4躍遷到低能級(jí)，則會(huì)有2種光子使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)答案B解析處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，所輻射的光子中只有一種能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，那么這個(gè)光子的能量hν＝E3－E1，故A正確，B錯(cuò)誤。那么處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能量為E4－E1和E3－E1的兩種光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故C、D正確。5．已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照耀下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A．波長(zhǎng)B．頻率C．能量D．動(dòng)量答案A解析兩種金屬的截止頻率不同，則它們的逸出功也不同，由W0＝hν0可知截止頻率大的，逸出功也大。由Ek＝hν－W0可知，用同樣的單色光照耀，鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小，由p＝eq\r(2mEk)知，其動(dòng)量也較小，依據(jù)物質(zhì)波p＝eq\f(h,λ)知，其波長(zhǎng)較長(zhǎng)。6．氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長(zhǎng)的激光，其中兩種波長(zhǎng)分別為λ1＝0.6328μm，λ2＝3.39μm。已知波長(zhǎng)為λ1的激光是氖原子在能級(jí)間隔為ΔE1＝1.96eV的兩個(gè)能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的，用ΔE2表示產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ2的激光所對(duì)應(yīng)的躍遷的能級(jí)間隔，則ΔE2的近似值為()A．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.36eV答案D解析由躍遷公式得ΔE1＝eq\f(hc,λ1)，ΔE2＝eq\f(hc,λ2)，聯(lián)立可得ΔE2＝eq\f(λ1,λ2)ΔE1≈0.36eV，D正確。7．下列說法不正確的是()A．原子序數(shù)大于或等于83的元素具有放射性B．盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)得到了原子是核式結(jié)構(gòu)的結(jié)論C．用某種單色光照耀鋁板發(fā)生光電效應(yīng)，其遏止電壓與入射光的頻率成正比D．比結(jié)合能越大的原子核，結(jié)合能肯定越大，但是原子核越穩(wěn)定，核子的平均質(zhì)量肯定越小答案CD解析原子序數(shù)大于或等于83的元素具有放射性，A正確。盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)得到了原子是核式結(jié)構(gòu)的結(jié)論，B正確。用某單色光照耀鋁板發(fā)生光電效應(yīng)，光電效應(yīng)方程為Ek＝hν－W0，遏止電壓與Ek的關(guān)系為eU＝Ek，則eU＝hν－W0，則U與ν是一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，C錯(cuò)誤。比結(jié)合能越大的原子核，結(jié)合能不肯定越大，但原子核越穩(wěn)定，核子的平均質(zhì)量肯定越小，D錯(cuò)誤。8．某試驗(yàn)室工作人員，用初速度為v0＝0.09c(c為真空中的光速)的α粒子，轟擊靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鈉原子核eq\o\al(23,11)Na，產(chǎn)生了質(zhì)子。若某次碰撞可看做對(duì)心正碰，碰后新核的運(yùn)動(dòng)方向與α粒子的初速度方向相同，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向與新核運(yùn)動(dòng)方向相反，它們?cè)诖怪庇诖艌?chǎng)的平面內(nèi)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。通過分析軌跡半徑，可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1∶10，已知質(zhì)子質(zhì)量為m。則()A．該核反應(yīng)的方程是：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)HB．該核反應(yīng)的方程是：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)nC．質(zhì)子的速度約為0.23cD．質(zhì)子的速度為0.09c答案AC解析由質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒得：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)H，A正確。設(shè)α粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、26m，質(zhì)子的速率為v，因?yàn)棣亮Ｗ优c鈉原子核發(fā)生對(duì)心正碰，由動(dòng)量守恒定律得：4mv0＝26m·eq\f(v,10)－mv，解得：v≈0.23c，C正確。9．由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界始終未被發(fā)覺，只是在運(yùn)用人工的方法制造后才被發(fā)覺。已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子B.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變答案BC解析eq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子，A錯(cuò)誤，B正確；衰變過程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次，β衰變的次數(shù)是2×7－(93－83)＝4次，C正確，D錯(cuò)誤。10．我國(guó)物理學(xué)家朱洪元在20世紀(jì)40年頭提出，電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出“同步輻射光”，輻射光頻率是電子做圓周運(yùn)動(dòng)頻率的k倍。大量實(shí)踐證明朱洪元的理論是正確的，并精確測(cè)定了k的數(shù)值，近年來同步輻射光已被應(yīng)用于大規(guī)模集成電路的光刻工藝中。若電子在某勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的同步輻射光的頻率為f，電子質(zhì)量為m、電荷量為e。不計(jì)電子發(fā)出同步輻射光時(shí)所損失的能量及對(duì)其運(yùn)動(dòng)頻率和軌道的影響，則()A．電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和同步輻射光的頻率f之間的關(guān)系為T＝eq\f(k,f)B．電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和同步輻射光的頻率f之間的關(guān)系為T＝eq\f(k,2f)C．此時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為eq\f(2πmf,ke)D．此時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為eq\f(πmf,ke)答案AC解析設(shè)電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率為f1，則f＝kf1，T＝eq\f(1,f1)＝eq\f(k,f)，A正確。設(shè)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v，軌道半徑為R，洛倫茲力供應(yīng)向心力，則Bev＝eq\f(mv2,R)，依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有v＝eq\f(2πR,T)，因T＝eq\f(k,f)，所以B＝eq\f(2πmf,ke)，C正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共60分)二、填空題(共20分)11.(4分)A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧，靜置于光滑水平桌面上。已知A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m。當(dāng)用板攔住A球而只釋放B球時(shí)，B球被彈出落到距桌邊水平距離為x的水平地面某點(diǎn)處，如圖所示。當(dāng)把彈簧壓縮到同樣的程度，取走A左邊的擋板，將A、B同時(shí)釋放時(shí)，B球的落地點(diǎn)距桌邊的水平距離為________。答案eq\f(\r(6),3)x解析設(shè)桌面高h(yuǎn)，小球B離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)。有擋板時(shí)，其運(yùn)動(dòng)滿意v0t＝x，h＝eq\f(1,2)gt2。而彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能等于小球平拋前的動(dòng)能，即E0＝Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(mx2g,4h)。無擋板時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得2mvA＝mvB，由機(jī)械能守恒定律得E0＝eq\f(1,2)(2m)veq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，聯(lián)立得vB＝eq\r(\f(x2g,3h))，所以落地點(diǎn)距桌面的水平距離為x1＝vBt＝eq\r(\f(x2g,3h))·eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(\r(6),3)x。12．(4分)一個(gè)鈾235核裂變時(shí)釋放出196MeV的能量，則1kg鈾235完全裂變時(shí)所放出的能量為________J，它相當(dāng)于________t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)放出的能量。(優(yōu)質(zhì)煤的熱值為3.36×107J/kg)答案8.03×10132.4×103解析1kg鈾235完全裂變時(shí)所釋放的能量為eq\f(1×103,235)×6.02×1023×196×106×1.6×10－19J≈8.03×1013J。相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量為eq\f(8.03×1013,3.36×107)kg≈2.4×106kg＝2.4×103t。13．(6分)如圖所示是測(cè)定光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子比荷的簡(jiǎn)易試驗(yàn)原理圖，兩塊平行板相距為d，其中N為金屬板，受紫外線照耀后，將放射沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子，形成電流，從而引起電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)，若調(diào)整R0漸漸增大極板間電壓，可以發(fā)覺電流漸漸減小，當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零。切斷開關(guān)S，在MN間加垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，漸漸增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，也能使電流為零，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，電流恰為零。試求光電子的比荷eq\f(e,m)＝________。答案eq\f(8U,B2d2)解析當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí)，光電流恰好為零，可知，光電子的最大初動(dòng)能為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eU①斷開開關(guān)，在MN之間加一垂直紙面的磁場(chǎng)，隨B的增大，也能使光電流為零，最大初動(dòng)能的光電子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑為板間距d，則Bev0＝eq\f(2mv\o\al(2,0),d)②由①②解得eq\f(e,m)＝eq\f(8U,B2d2)。14．(6分)氫原子第n能級(jí)的能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中E1為基態(tài)能量，有一群處在某一激發(fā)態(tài)的氫原子，它們?cè)诎l(fā)光過程中發(fā)出的光譜線共6條，譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)為1.88×10－6m，則激發(fā)態(tài)的氫原子處在量子數(shù)n＝________的激發(fā)態(tài)，發(fā)光的光譜線中，最短的波長(zhǎng)為________m(保留三位有效數(shù)字)。答案49.75×10－8解析因?yàn)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出6條譜線的光，所以這群氫原子處在量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)，依據(jù)為Ceq\o\al(2,4)＝6。設(shè)最長(zhǎng)波長(zhǎng)為λ，則E4－E3＝heq\f(c,λ)，設(shè)最短的波長(zhǎng)為λ′，則E4－E1＝heq\f(c,λ′)，故eq\f(λ′,λ)＝eq\f(E4－E3,E4－E1)＝eq\f(7,135)，則λ′≈9.75×10－8m。三、計(jì)算題(共40分)15．(8分)用頻率為ν的光照耀某光電管，放射的光電子的最大初動(dòng)能為E，若改用頻率為2ν的光照耀該光電管，則放射的光電子的最大初動(dòng)能是多少？答案hν＋E解析設(shè)光電管的逸出功為W0，依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：E＝hν－W0E′＝2hν－W0解方程組得：E′＝hν＋E。16．(10分)靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)俘獲一個(gè)速度為7.7×106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核(eq\o\al(4,2)He)，它的速度大小是8.0×106m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同(設(shè)核子質(zhì)量為1.67×10－27kg)。(1)寫出此核反應(yīng)的方程式；(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小及方向；(3)此反應(yīng)過程中是否發(fā)生了質(zhì)量虧損？并說明依據(jù)。答案(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H(2)8.1×106m/s'方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反(3)是因?yàn)榉磻?yīng)后粒子的總動(dòng)能大于反應(yīng)前粒子的總動(dòng)能，故可知反應(yīng)中發(fā)生了質(zhì)量虧損。解析(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H。(2)用m1、m2和m3分別表示中子(eq\o\al(1,0)n)、氦核(eq\o\al(4,2)He)和氚核(eq\o\al(3,1)H)的質(zhì)量，設(shè)速度分別為v1、v2、v3，由動(dòng)量守恒定律得m1v1＝m2v2＋m3v3代入數(shù)值，得v3＝－8.1×106m/s即反應(yīng)后生成的氚核的速度大小為8.1×106m/s，方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反。(3)反應(yīng)前的總動(dòng)能E1＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×1×1.67×10－27×(7.7×106)2J≈4.95×10－14J反應(yīng)后的總動(dòng)能E2＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)m3veq\o\al(2,3)＝eq\f(1,2)×(4×1.67×10－27×8.02×1012＋3×1.67×10－27×8.12×1012)J≈3.78×10－13J因?yàn)镋2>E1，故可知反應(yīng)中發(fā)生了質(zhì)量虧損。17．(10分)如圖所示，質(zhì)量為m2和m3的物體靜止放在光滑水平面上，兩者之間有壓縮著的彈簧(與m2、m3不拴接)。質(zhì)量為m1的物體以速度v0向