2017-2018学年高中物理新人教版选修3-5 综合检测2

综合检测(二) (时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分) 1．光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流

来源学*科*网Z*X*X*K]

C．遏止电压与入射光的频率无关

D．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子 答案 D

解析 由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A、B、C错误，D正确． 2.如图1所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块中，这一过程中木块先向右运动，最后静止在水平面上，设子弹A、B的初动量大小分别为pA、pB，相对木块运动时，受到木块的恒定阻力作用，恒力大小分别为FA、FB，由此可判断( )

图1

A．pA＝pB C．FA＝FB 答案 A

解析 以子弹A、B及木块为系统，系统所受合外力为零，故系统动量守恒，系统末动量为零，而木块初动量为零，所以子弹A、B的初动量大小相等、方向相反，A正确，B错误；因为两子弹射入木块时向右运动，所以木块受到向右的摩擦力大于向左的摩擦力，即子弹A对木块的摩擦力大于子弹B对木块的摩擦力，C、D错误．

3．以下说法正确的是( )

A．所有原子核中的质子数和中子数都相等 B．在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒

C．氢原子从高能级向低能级跃迁时能辐射出γ射线 D．只要光照射金属电极的时间足够长，就能发生光电效应 答案 B

解析 不同的原子核具有不同的核子数，中子数和质子数均不相同，A错误；核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，B正确；γ射线的产生机理是原子核受激发，使原子核变化才产生的，C错误；只有入射光的频率足够大时，才能产生光电效应，与光照时间无关，D错误．

4．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

B．pA＞pB D．FA＜FB

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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＝hνc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＝2mEk知，其动量也h

较小，根据物质波p＝知，其波长较长．

λ

5．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＝0.632 8 μm，λ2＝3.39 μm.已知波长为λλ

1的激光是氖原子在能级间隔为

ΔE1＝1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为

ΔE2的近似值为( ) B．0.98 eV D．0.37 eV

2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则

A．10.50 eV C．0.53 eV 答案 D

解析 由跃迁公式得ΔE1＝

λ1hchc

，ΔE2＝，联立可得ΔE2＝ΔE1≈0.37 eV，D对． λ1λ2λ2

6.如图2所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，1

第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的40倍，则以下结论中正确的是( )

图2

A．v1＝v2 C．v1∶v2＝42∶41 答案 D

解析 根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，

来源:1]B．v1∶v2＝41∶42 D．v1∶v2＝41∶83

第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v， 比较两式可以解得v1∶v2＝41∶83.D正确．

7．(多选)如图3所示，四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )

图3

A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 答案 AB

解析 图甲为黑体辐射的实验规律，为了解释这一实验规律，提出了能量子概念，选项A正确；图乙为氢原子的能级图，氢原子在不同能级间跃迁时辐射或吸收一定频率的光子，选项B正确；图丙是α粒子散

来源:Z&xx&k.Com]

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射实验结果，证明了原子的核式结构，选项C不正确；图丁是电子束通过铝箔后的衍射图样，说明了电子的波动性，选项D不正确．

8．(多选)如图4所示，水平放置的两根足够长的平行光滑杆AB和CD，各穿有质量分别为M和m的小球，两杆之间的距离为d，两球用自由长度为d 的轻质弹簧连接，现从左侧用挡板将M球挡住，再用力把m向左边拉一段距离(在弹性限度内)后由静止释放，释放后，下面判断中正确的是( )

来源学|科|网

图4

A．在弹簧第一次恢复原长的过程中，两球和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒 B．弹簧第二次恢复原长时，M的速度达到最大

C．弹簧第一次恢复原长后，继续运动的过程中，系统的动量守恒、机械能守恒 D．释放m以后的运动过程中，弹簧的最大伸长量总小于运动开始时弹簧的伸长量 答案 BCD

解析 从释放m到弹簧第一次恢复原长的过程中，挡板对M有外力作用，两球组成的系统动量不守恒，A错误；第一次恢复原长后，m向右做减速运动，M向右做加速运动，当弹簧恢复原长时，M的速度最大，B正确；第一次恢复原长后，继续运动的过程中，系统所受的外力之和为零，系统动量守恒，因为只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，C正确；释放m后的过程中，当第一次恢复到原长，弹簧的弹性势能全部转化为m的动能，在以后的运动过程中，弹簧伸长量最大时，两者都有速度，结合动量守恒定律和能量守恒定律知，弹簧的最大伸长量总小于释放m时弹簧的伸长量，D正确．

237

9．(多选)由于放射性元素 93Np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209后才被发现．已知237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成 83Bi，下列论断中正确的是( ) 209A. 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少28个中子 237B.209 83Bi的原子核比 93Np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 BC 解析

209

83Bi

237237

的中子数为209－83＝126， 93Np的中子数为237－93＝144，209 83Bi的原子核比 93Np的原子核

237－209

少18个中子，A错，B对；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2×74－(93－83)＝4次，C对，D错．

10．(多选)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23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11Na，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( )

231A．该核反应方程是4→262He＋11Na―12Mg＋1H

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231

B．该核反应方程是4→262He＋11Na―12Mg＋0n

C．质子的速度约为0.225c D．质子的速度为0.09c 答案 AC

23解析 由质量数守恒和电荷数守恒得：4→ 2He＋11Na―261

12Mg＋1H.又因

α粒子、新核的质量分别为4m、26m，设质子的速率为v，因为α粒子与钠原子核发生对

v

心正碰，由动量守恒定律得：4mv0＝26m·10－mv，解得：v＝0.225c. 二、填空题(本题共3小题，共18分)

11．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是239 94Pu，裂变时释放出快中子，周围的239 92U吸收快中子后变成239 92U，239 92U很不稳定，经过两次β衰变后变成239 94Pu.已知1个239 92U核的质量为m1,1个239 94Pu核的质量为m2,1个电子的质量为me，真空中光速为c. (1)239 92U的衰变方程是___________________；

(2)239 92U衰变释放的能量为________________________．

2答案 (1)239 92U→239 94Pu＋20－1e (2)(m1－m2－2me)c

解析 (1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：239 92U→239 94Pu＋20－1e； (2)一次衰变过程中的质量亏损为： Δm＝(m1－m2－2me)

根据质能方程有：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－2me)c2.

12. (6分)贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕．如图5中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束．

图5

(1)构成A射线的粒子是________；构成B射线的粒子是________；构成C射线的粒子是________． (2)三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是________射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是________射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个________粒子．

(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程：

234271

→234→30 90Th― 91Pa＋________；________＋13Al―15P＋0n.

答案 (1)电子(或β粒子) γ光子 氦核(或α粒子)

4

(2)γ α β (3)－01e 2He

13．(6分)用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图6所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹，再把B球静置于水平槽边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是重锤线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点距离：OM＝2.68 cm，OP＝8.62 cm，ON＝11.50 cm，并知A、B两球的质量比为2∶1，则未放B球时A球落地点是记

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