2019高中物理综合评估（对点练巩固练）（含解析）新人教版 8页

综合评估　　　　　　　　　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷　(选择题，共40分)一、选择题(每小题4分，共40分。其中1～6题为单选，7～10题为多选)1．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有(　　)A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统答案　A解析　B项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零。C项系统所受合外力不为0。D项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大。2．北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术，太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是(　　)A.H＋H→He＋nB.N＋He→O＋HC.U＋n→Xe＋Sr＋10nD.U→Th＋He答案　A解析　太阳内部核聚变主要是氢原子核的聚变，故A正确；B项中为实现原子核人工转变的反应；C项中为重核裂变；D项中为α衰变，均不属聚变反应。故B、C、D不正确。3．甲的质量为50kg，乙的质量为25kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的。两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1m/s，乙的速率为0.2m/s。假设互推的时间为0.01s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述中正确的是(　　)A．甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反B．甲、乙所受的平均推力均为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　以甲为研究对象，根据动量定理Ft＝m甲v甲－0，可得甲受到的平均推力为F＝500N，据牛顿第三定律可得乙受到的平均推力也为500N，方向相反，A正确。n4．如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中只有一种能使某金属产生光电效应。以下判断不正确的是(　　)A．该光子一定是氢原子从激发态n＝3跃迁到基态时辐射的光子B．该光子可能是氢原子从激发态n＝2跃迁到基态时辐射的光子C．若氢原子从激发态n＝4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应D．若大量氢原子从激发态n＝4跃迁到低能级，则会有2种光子使该金属产生光电效应答案　B解析　处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，所辐射的光子中只有一种能使金属发生光电效应，那么这个光子的能量hν＝E3－E1，故A正确，B错误。那么处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，能量为E4－E1和E3－E1的两种光子能使该金属发生光电效应，故C、D正确。5．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的(　　)A．波长B．频率C．能量D．动量答案　A解析　两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W0＝hν0可知截止频率大的，逸出功也大。由Ek＝hν－W0可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p＝知，其动量也较小，根据物质波p＝知，其波长较长。6．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328μm，λ2＝3.39μm。已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96eV的两个能级之间跃迁产生的，用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为(　　)A．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.36eV答案　D解析　由跃迁公式得ΔE1＝，ΔE2＝，联立可得ΔE2＝ΔE1≈0.36eV，D正确。n7．下列说法不正确的是(　　)A．原子序数大于或等于83的元素具有放射性B．卢瑟福根据α粒子散射实验得到了原子是核式结构的结论C．用某种单色光照射铝板发生光电效应，其遏止电压与入射光的频率成正比D．比结合能越大的原子核，结合能一定越大，但是原子核越稳定，核子的平均质量一定越小答案　CD解析　原子序数大于或等于83的元素具有放射性，A正确。卢瑟福根据α粒子散射实验得到了原子是核式结构的结论，B正确。用某单色光照射铝板发生光电效应，光电效应方程为Ek＝hν－W0，遏止电压与Ek的关系为eU＝Ek，则eU＝hν－W0，则U与ν是一次函数关系，不是正比关系，C错误。比结合能越大的原子核，结合能不一定越大，但原子核越稳定，核子的平均质量一定越小，D错误。8．某实验室工作人员，用初速度为v0＝0.09c(c为真空中的光速)的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na，产生了质子。若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1∶10，已知质子质量为m。则(　　)A．该核反应的方程是：He＋Na→Mg＋HB．该核反应的方程是：He＋Na→Mg＋nC．质子的速度约为0.23cD．质子的速度为0.09c答案　AC解析　由质量数守恒和核电荷数守恒得：He＋Na→Mg＋H，A正确。设α粒子、新核的质量分别为4m、26m，质子的速率为v，因为α粒子与钠原子核发生对心正碰，由动量守恒定律得：4mv0＝26m·－mv，解得：v≈0.23c，C正确。9．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列论断中正确的是(　　)A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B.Bi的原子核比Np的原子核少18个中子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变答案　BCn解析　Bi的中子数为209－83＝126，Np的中子数为237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，A错误，B正确；衰变过程中共发生了α衰变的次数为＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C正确，D错误。10．我国物理学家朱洪元在20世纪40年代提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光频率是电子做圆周运动频率的k倍。大量实践证明朱洪元的理论是正确的，并准确测定了k的数值，近年来同步辐射光已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中。若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f，电子质量为m、电荷量为e。不计电子发出同步辐射光时所损失的能量及对其运动频率和轨道的影响，则(　　)A．电子做匀速圆周运动的周期T和同步辐射光的频率f之间的关系为T＝B．电子做匀速圆周运动的周期T和同步辐射光的频率f之间的关系为T＝C．此时匀强磁场的磁感应强度B的大小为D．此时匀强磁场的磁感应强度B的大小为答案　AC解析　设电子做匀速圆周运动的频率为f1，则f＝kf1，T＝＝，A正确。设电子在匀强磁场中匀速圆周运动的速度为v，轨道半径为R，洛伦兹力提供向心力，则Bev＝，根据匀速圆周运动的规律有v＝，因T＝，所以B＝，C正确。第Ⅱ卷　(非选择题，共60分)二、填空题(共20分)11.(4分)A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上。已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为x的水平地面某点处，如图所示。当把弹簧压缩到同样的程度，取走A左边的挡板，将A、B同时释放时，B球的落地点距桌边的水平距离为________。n答案　x解析　设桌面高h，小球B离开桌面后做平抛运动。有挡板时，其运动满足v0t＝x，h＝gt2。而弹簧储存的弹性势能等于小球平抛前的动能，即E0＝Ek＝mv＝。无挡板时，由动量守恒定律得2mvA＝mvB，由机械能守恒定律得E0＝(2m)v＋mv，联立得vB＝，所以落地点距桌面的水平距离为x1＝vBt＝·＝x。12．(4分)一个铀235核裂变时释放出196MeV的能量，则1kg铀235完全裂变时所放出的能量为________J，它相当于________t优质煤完全燃烧时放出的能量。(优质煤的热值为3.36×107J/kg)答案　8.03×1013　2.4×103解析　1kg铀235完全裂变时所释放的能量为×6.02×1023×196×106×1.6×10－19J≈8.03×1013J。相当于优质煤的质量为kg≈2.4×106kg＝2.4×103t。13．(6分)如图所示是测定光电效应产生的光电子比荷的简易实验原理图，两块平行板相距为d，其中N为金属板，受紫外线照射后，将发射沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流计G的指针偏转，若调节R0逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零。切断开关S，在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零，当磁感应强度为B时，电流恰为零。试求光电子的比荷＝________。答案　解析　当电压表的示数为U时，光电流恰好为零，可知，光电子的最大初动能为mv＝eU①断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，随B的增大，也能使光电流为零，最大初动能的光电子做圆周运动的直径为板间距d，则Bev0＝②n由①②解得＝。14．(6分)氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1为基态能量，有一群处在某一激发态的氢原子，它们在发光过程中发出的光谱线共6条，谱线中最长的波长为1.88×10－6m，则激发态的氢原子处在量子数n＝________的激发态，发光的光谱线中，最短的波长为________m(保留三位有效数字)。答案　4　9.75×10－8解析　因为处于激发态的氢原子发出6条谱线的光，所以这群氢原子处在量子数n＝4的激发态，依据为C＝6。设最长波长为λ，则E4－E3＝h，设最短的波长为λ′，则E4－E1＝h，故＝＝，则λ′≈9.75×10－8m。三、计算题(共40分)15．(8分)用频率为ν的光照射某光电管，发射的光电子的最大初动能为E，若改用频率为2ν的光照射该光电管，则发射的光电子的最大初动能是多少？答案　hν＋E解析　设光电管的逸出功为W0，根据爱因斯坦光电效应方程得：E＝hν－W0E′＝2hν－W0解方程组得：E′＝hν＋E。16．(10分)静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核(He)，它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同(设核子质量为1.67×10－27kg)。(1)写出此核反应的方程式；(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；(3)此反应过程中是否发生了质量亏损？并说明依据。答案　(1)Li＋n→He＋H(2)8.1×106m/s'方向与反应前中子的速度方向相反(3)是　因为反应后粒子的总动能大于反应前粒子的总动能，故可知反应中发生了质量亏损。解析　(1)Li＋n→He＋H。(2)用m1、m2和m3分别表示中子(n)、氦核(He)和氚核(H)的质量，设速度分别为v1、v2、v3，由动量守恒定律得m1v1＝m2v2＋m3v3代入数值，得v3＝－8.1×106m/sn即反应后生成的氚核的速度大小为8.1×106m/s，方向与反应前中子的速度方向相反。(3)反应前的总动能E1＝m1v＝×1×1.67×10－27×(7.7×106)2J≈4.95×10－14J反应后的总动能E2＝m2v＋m3v＝×(4×1.67×10－27×8.02×1012＋3×1.67×10－27×8.12×1012)J≈3.78×10－13J因为E2>E1，故可知反应中发生了质量亏损。17．(10分)如图所示，质量为m2和m3的物体静止放在光滑水平面上，两者之间有压缩着的弹簧(与m2、m3不拴接)。质量为m1的物体以速度v0向右冲来，为了防止冲撞，释放弹簧将m3物体发射出去，m3与m1碰撞后粘合在一起。问m3的速度至少多大才能使以后m3和m2不发生碰撞？答案　解析　设m3发射出去的速度大小为v1，m2的速度大小为v2。以向右的方向为正方向，由动量守恒定律得m2v2－m3v1＝0，则v2＝，只要m1和m3碰后速度不大于v2，则m3和m2就不会再发生碰撞。m3与m2恰好不相撞时，由动量守恒定律得，m1v0－m3v1＝(m1＋m3)v2，代入v2＝，得v1＝。即弹簧将m3发射出去的速度至少为。18．(12分)如图所示，在光滑水平面上，A小球以速度v0运动，与原静止的B小球碰撞，碰撞后A球以v＝av0(待定系数a＜1)的速率弹回，并与挡板P发生完全弹性碰撞，设mB＝4mA，若要求A球能追上B球再相撞，求a应满足的条件。n答案　＜a≤解析　A、B球碰撞过程，以v0方向为正方向，由动量守恒得mAv0＝－mAav0＋mBvBA球与挡板P碰撞后能追上B球发生再碰的条件是：av0＞vB解得a＞碰撞过程中损失的机械能ΔEk＝mAv－≥0解得－1≤a≤所以a满足的条件是＜a≤。