2020高中物理 本册测试题 1 鲁科版选修3-5 10页

物理：本册测试题 第Ⅰ卷为选择题，共 50 分；第Ⅱ卷为非选择题共 50 分。满分 100 分，考试时间为 90 分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共 50 分） 一、选择题：本卷共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分，每小题有一个或多个选项正 确，全部选对得 5 分，选不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分。 1．原子核 A 发生 α 衰变后变为原子核 ，原子核 B 发生 β 衰变后变为原子核 ，已知原子核 A 和原子核 B 的中子数相同，则两个生成核 X 和 Y 的中子数以 及 a、b、c、d 的关系可能是（ ） A．X 的中子数比 Y 少 1 B．X 的中子数比 Y 少 3 C．如果 ，则 D．如果 ，则 2．足球运动员将一只沿水平方向飞来的足球反向踢回的过程中，若足球动量变化量 的大小为 10kg·m/s，则 （ ） A．足球的动量一定减小 B．足球的动量一定增大 C．足球的动量大小可能不变 D．足球的动量大小一定变化 3．在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极 K 的极限频率为 v0，现用频率为 v （v>v0）的光照射在阴极上，下列说法正确的有 （ ） A．照射光强度越大，单位时间内产生的光电子数目就越多 B．阴极材料的逸出功等于 hv C．当在 A、K 之间加一数值为 U 的反向电压时，光电流恰好 为 Xa b Yd c 2a d− = 3b c− = 2a d− = 1b c− = 零，则光电子的最大初动能为 eU D．当入射光频率增大为原来的 2 倍时，光电子的最大初动能也 增大为 2 倍 4．近年来科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现所生成的超 重元素的核 X 经过若干次α衰变后成为 Y，由此可以判定该超重元素发生 α衰变的次数是 （ ） A．3 B．4 C．6 D．8 5．如图所示，一个质量为 60kg 的人站在质量为 300kg、长 为 5m 的小船右端，开始时小船处于静止状态，小船的左 端靠在岸边。当他向左走到船的左端时（不计船与水之 间的阻力），船左端离岸的距离为 （ ） A．1m B． m C． m D． m 6．已知一个氢原子的质量为 1．6736×10-27kg，一个锂原子的质量为 11．6505× 10-27kg，一个氦原子的质量为 6．6467×10-27kg。一个锂核受到一个质子轰击 变为 2 个α粒子，核反应方程为 H+Li →2He。根据以上信息，以下判断正确的 是 （ ） A．题中所给的核反应属于α衰变 B．题中所给的核反应属于轻核聚变 C．根据题中信息，可以计算核反应释放的核能 D．因为题中给出的是三种原子的质量，没有给出核的质量，故无法计算核反应释放 的核能 7．用光子能量为 E 的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该容 器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为 1、 2、 3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为 （ ） A．h 1 B．h 3 277 112 253 100 6 5 5 6 11 6 ν ν ν ν ν C．h（ 1+ 2） D．h（ 1+ 2+ 3） 8．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为 M=3kg 的薄板和 质量 m=1kg 的物块，都以 v=4m/s 的初速度朝相反方向运动， 它们之间有摩擦，当薄板的速度为 2．4m/s 时，物块的运动情况是 （ ） A．做加速运动 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都有可能 9．下列说法正确的是 （ ） A．α 粒子大角度散射表明 α 粒子很难进入原子内部 B．氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射 C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒 D．γ 射线是一种波长很短的电磁波 10．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有 （ ） A． 是 α 衰变 B． 是 β 衰变 C． 是轻核聚变 D． 是重核裂变 第Ⅱ卷（非选择题，共 50 分） 二、实验题：本题共 2 小题，共 12 分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作 答。 11．（6 分）用高速运动的粒子去轰击原子核，是揭开原子核内部奥秘的基本方法。 轰击结果产生了另一种新核，其核反应方程的一般形式为 其中 是靶核的符号，x 为入射粒子的符号， 是新生核的符号，y 是放射出的 粒子的符号。1919 年卢瑟福首先做了用 粒子轰击氮核的实验，反应方程式为： ___。1930 年查德威克发现中子，核反应方程为： ν ν ν ν ν HeThU 4 2 234 90 238 92 +→ HOHeN 1 1 17 8 4 2 14 7 +→+ nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 +→+ eKrSe 0 1 82 36 82 34 2−+→ , yYxX A Z A Z +→+ XA Z YA Z α +→+ OHeN 17 8 14 2 14 7 →+ HeBe 4 2 9 4 ____ 。至此，人们确认了原子核是由_______和________组成的，并将这两 种粒子统称为________。 12．（6 分）如图所示，甲、乙两完全一样的小车，质量都为 M，乙车内用绳吊一质 量为 M 的小球。当乙车静止时，甲车以速度 v0 与乙车相碰，碰后一起向右运 动。（1）两车刚碰后的共同速度为__________；（2）小球相对小车摆至最高点 时，小球和两车速度相等，大小为____________；（3）小球能够上升的最大高 度为___________。 三、计算题：本题共 3 小题，共 38 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明 确写出数值和单位。 13．（10 分）抛出的手雷在最高点时水平速度为 10m/s，这时突然炸成两块，其中质 量为 300g 的大块弹片仍按原方向飞行，其速度测得为 50m/s，另一小块弹片质 量为 200g，求 （1）小块弹片的速度大小和方向。 （2）爆炸过程中增加的机械能。 n1 0+ 2 1 14．（13 分）质量为 M 的小车置于水平面上，小车的上表面由光滑的 1／4 圆弧和光 滑平面组成，弧半径为 R，车的右端固定一轻弹簧，如图所示．现将一质量为 m 的滑块从圆弧最高处无初速下滑，与弹簧相接触并压缩弹簧．求： （1）弹簧具有的最大的弹性势能 Ep； （2）当滑块与弹簧分离时小车的速度 v 15．（15 分）如图所示为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是 Ee=12．89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。 已知碰撞前一个电子和一个原子的总动量为零。碰撞后氢原子受激发，跃迁到 n ＝4 的能级。求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能。已知电子的质量 me 与氢原子的质量 mH 之比为 。410445.5 −×= H e m m 参考答案 1．AC 原子核发生一次 α 衰变其质子数和中子数都减少 2，发生一次 β 衰变其质 子数增加 1 而中子数减少 1，故 A、C 两选项正确。 2．C 动量是矢量，动量变化了 10kg·m/s，由 可知，末动量的大小可 以增加，也可以减小，还可能不变，C 项正确。 3．AC 在光电效应现象中，当频率一定时，单位时间内逸出的光电子数与光的强度 成正比，故 A 正确；逸出功 W=hv0，B 选项错误；若加反向电压 U，光电流恰好 为零，由动能定理可得，eU=Ekm，故 C 选项正确；根据光电效应方程，有 hv=W＋ Ekm，显然，Ekm 与 v 不成正比，但 Ekm 随 v 的增大而增大，D 选项错误。 4．C 解析：每次α衰变质量数减少 4，电荷数减少 2，因此该超重元素成为 Y，经 过了 6 次α衰变，选 C。 5．B 解析：如图所示，以人、船为研究对象，系统动量守恒， 总动量始终为零，所以人、船动量大小始终相等。从 12 ppp −=∆ 253 100 图中可以看出，人、船的位移大小之和等于船长 L。设人、船位移大小分别为 l1 、l2 ， 则 ：mv1=Mv2 ，两 边 同 乘 时 间 t ，则 ml1=Ml2 ，而 l1+l2=L ， 解 得 m，B 项正确。 6．C 解析：核反应类型是人工核转变，AB 两项均错误，反应前 一个氢原子和一个锂原子共有 8 个核外电子，反应后两个 氦原子也是共有 8 个核外电子，因此只要将一个氢原子和 一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量，得到的恰好是反应前后核的质量 亏损，电子质量自然消掉。由质能方程ΔE=Δmc2 可以计算释放的核能，C 选项 正确。 7．BC 该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能 级（能级原理图如图所示）。根据玻尔理论应该有 h 3=E3- E1，h 1=E3- E2，h 2=E2- E1，可见 h 3= h 1+ h 2，所以照射光子的能量可以表示为 B 或 C。 8．A 取向左为正向，由动量守恒定律得，Mv-mv=（M+m）v′，最终共同速度 v′ =2m/s，方向向左；当薄板速度为 v1=2．4m/s 时，由动量守恒定律可得，（M-m） v=Mv1＋mv2，解得 v2=0．8m/s，方向向左，可见木块已经向左匀加速运动。选 项 A 正确。 9．D 解析：α 粒子的散射现象表明大多数 α 粒子不发生偏转，说明穿过了原子， 少数 α 粒子发生偏转，说明无法穿过原子核，A 错误。任何光只有在从光密介 质进入光疏介质时才能发生全反射，B 错误。裂变有质量亏损是因为核子的平 均密度变化引起的，但是核子的总数并未改变，C 错误。γ 射线是频率很大波 长很短的电磁波，D 正确。 10．AC 解析：B 为人工核转变，D 为衰变，AC 正确。 11．（6 分）解析：根据质量数守恒、核电荷数守恒可以确定第一个核反应方程中的 粒子是 ，第二个核反应方程中的新核是 。质子和中子是原子核的组成部 分，并将这两种粒子统称为核子。 答案： ； ；质子；中子；核子（6 分） 6 5 2 =+= LmM ml ν ν ν ν ν ν H1 1 C12 6 H1 1 C12 6 3 2 1 ν3 ν2 ν1 12．（6 分）解析：甲乙碰撞过程中，由动量守恒定律得 ，解得 。对两车和小球组成的系统应用动量守恒定律得 ， 解得 。由系统机械能守恒得 ，解得 。 答案：（1） （2） （3） 13．（10 分）答案：（1）50m/s，方向与手雷原飞行方向相反 （2）500J 解析：（1）设手雷原飞行方向为正方向，则整体初速度 v0=10m/s；m1=0．3kg 的大 块速度为 m/s，m2=0．2kg 的小块速度为 。 由动量守恒定律得 解得 m/s 负号表示质量为 200 克的部分速度方向与手雷原飞行方向相反。 （2）爆炸过程中增加的机械能 代入数据解得 J 14．（13 分）答案：（1） （2） 解析：（1）滑块与小车相互作用过程中水平方向动量守恒，系统水平方向的总动量 始终为 0，滑块压缩弹簧后，当二者速度相等时，弹簧弹性势能最大，由水平 方向上系统动量守恒得，此时滑块与小车速度均为 0，由机械能守恒定律得， 弹簧最大弹性势能 Ep= 。 （2）当滑块与弹簧分离时，由系统动量守恒， 由机械能守恒定律得， 10 )( vMMMv += 01 2 1 vv = 21 )2 12(2 vMMMv += 02 5 2 vv = MghvMMMv 2 1)2 12(2 122 1 2 2 2 1 ++=× g vh 10 2 0= 02 1 v 05 2 v g v 10 2 0 501 =v 2v 2211021 )( vmvmvmm +=+ 502 −=v 2 0 2 22 2 11 2 1 2 1 2 1 MvvmvmE −+=∆ 500=∆E mgR )( 2 2 mMM gRm + mgR Mvvm =′ 22 2 1 2 1 MvvmmgR +′= 解得，小车的速度 v= 15．（15 分）答案：0．16eV 解：以 ve 和 vH 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率， 根据题意有: 碰撞前，氢原子与电子的总动能为 解以上两式并代入数据得 eV eV 氢原子从基态激发到 n=4 的能级所需能量由能级图得 eV 碰撞后电子和受激氢原子的总动能 eV )( 2 2 mMM gRm + 0=− HHee vmvm 22 2 1 2 1 eeHHk vmvmE += 897.12=kE 90.12≈ 74.12)59.13(85.0 =−−−=∆E 16.074.1290.12 =−=∆−=′ EEE kk