高中同步测试卷·人教物理选修3－5：高中同步测试卷（十四） word版含解析

高中同步测试卷(十四)

模块测试卷(B)

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)

1.近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为(　　)

A.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的

B.光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的

C.大量光子表现出粒子性

D.光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性

2.在橄榄球比赛中，一个85 kg的前锋队员以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4  m/s，然后他们就扭在了一起，则(　　)

A.他们碰撞后的共同速度是0.2 m/s  B.碰撞后他们动量的方向仍向前

C.这名前锋能得分  D.这名前锋不能得分

3.质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度变为v2，B的动量变为p.已知A、B都做直线运动，则动量p可以表示为(　　)

A.m(v2－v1)  B.2m(2v2－v1)

C.4m(v2－v1)  D.m(2v2－v1)

4.关于下列四幅图说法正确的是(　　)

A.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的

B.光电效应实验说明了光具有粒子性

C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性

D.发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围

5.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中光速，则E′等于(　　)

A.E－h  B.E＋h

C.E－h  D.E＋h

6.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示.以下说法正确的是(　　)

A.新核为Mg  B.发生的是α衰变

C.轨迹1是新核的径迹  D.新核沿顺时针方向旋转

7.下列说法正确的是(　　)

A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期

B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子

C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力

D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量

8.氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则(　　)

A.λb＝λa＋λc　　　　　 B.＝＋

C.λb＝λaλc　　　　　 D.Eb＝Ea＋Ec

9.钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为Th→Pa＋x，钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是(　　)

A.x为质子

B.x是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的

C.γ射线是镤原子核放出的

D.1 g钍Th经过120天后还剩0.2 g

10.氢原子的能级如图.某光电管的阴极由金属钾制成，钾的逸出功为2.25 eV.处于n＝4激发态的一群氢原子，它们向各较低能级跃迁时，哪两能级间跃迁产生的光子不能使光电管产生光电子(　　)

A.从n＝4向n＝3跃迁  　 B.从n＝3向n＝1跃迁

C.从n＝4向n＝1跃迁  　 D.从n＝2向n＝1跃迁

11.现有核反应方程为Al＋He→P＋X，新生成的P具有放射性，继续发生衰变，核反应方程为P→Si＋Y.平行金属板M、N间有匀强电场，且φM>φN，X、Y两种微粒竖直向上离开放射源后正确的运动轨迹是(　　)

12.如图所示，位于光滑水平桌面，质量相等的小滑块P和Q都可以视作质点，Q与轻质弹簧相连，设Q静止，P以某一初动能E0水平向Q运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E2表示Q具有的最大动能，则(　　)

A.E1＝  B.E1＝E0

C.E2＝  D.E2＝E0

二、非选择题(本题共4小题，共40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.(6分)经研究，核辐射的影响最大的是铯137(Cs)，可广泛散布到几百千米之外，且半衰期大约是30年左右.请写出铯137发生β衰变的核反应方程：　　　　　Ｗ.

如果在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为　　　　Ｗ.[已知碘(I)为53号元素，钡(Ba)为56号元素]

14.(9分)如图所示的装置中，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.

(1)图中x应是B球初始位置到　　　　　　　　的水平距离.

(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得　　　　　　　　等物理量.

(3)用测得的物理量表示：mAvA＝　　　　　　　　；

mAv′A＝　　　　　　　　；

mBv′B＝　　　　　　　　Ｗ.

15.(12分)用中子轰击锂核(Li)发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8`MeV的能量.

(1)写出核反应方程式；

(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；

(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？`

16.(13分)(2016·高考全国卷甲)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.

(1)求斜面体的质量；

(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？

参考答案与解析

1．[导学号13050209]　【解析】选D.由题意知像素越高，形成照片的光子数越多，表现出的波动性越强，照片越清晰，故D项正确．

2．[导学号13050210]　【解析】选BC.取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：Mv1－mv2－mv3＝(M＋m＋m)v，代入数据得：v≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，B、C两项正确．

3．[导学号13050211]　【解析】选D.由动量定理

对A：I＝2mv2－2mv1①

对B：I＝p－mv1②

所以由①②得p＝m(2v2－v1)．

故D正确．

4．[导学号13050212]　【解析】选BCD.原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A错误．易知B正确．电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C正确．发现少数α粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D正确．

5．[导学号13050213]　【解析】选C.由于电子跃迁的过程中，原子辐射光子，所以电子由高能级轨道向低能级轨道跃迁，即E′＜E，故E′＝E－h.

6．[导学号13050214]　【解析】选A.衰变过程中，新核和粒子运动方向相反．但由图可知两曲线内切，受力方向一致，因此可以判断两粒子电性相反，所以发生的是β衰变，B选项不正确．由Na→Mg＋e可知，A选项正确．因为R＝，m1v1＝m2v2，所以＝.由此可知，1是电子的运动轨迹，由左手定则可知新核沿逆时针方向旋转，C、D选项不正确．

7．[导学号13050215]　【解析】选B.放射性元素的半衰期由元素的原子核来决定，与元素以单质或化合物的形式存在无关，与压强、温度无关，即与化学、物理状态无关，故A项错误．由玻尔理论可知，氢原子从激发态跃迁到基态的过程放出光子，B项正确．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，C项错误．核子结合成原子核放出核能，因此核子单独存在时的总质量大于结合成原子核时核的质量，D项错误．

8．[导学号13050216]　【解析】选BD.Ea＝E3－E2，Eb＝E3－E1，Ec＝E2－E1，所以Eb＝Ea＋Ec，D正确；由ν＝得λa＝，λb＝，λc＝，取倒数后得到＝＋，B正确．

9．[导学号13050217]　【解析】选BC.根据核反应方程质量数守恒和电荷数守恒，可判断x的质量数为234－234＝0，电荷数为90－91＝－1，所以x是电子，选项A错；放射性元素的放射性来自于原子核内部，电子是由原子核内部的一个中子转化为一个质子而形成的，选项B对；γ射线同β射线一样都是来自于原子核，即来自于镤原子核，选项C对；半衰期是针对大量原子核衰变的一个统计规律，1 g钍Th经过120天即5个半衰期，剩余的质量为 g＝ g，不是0.2 g，选项D错．

10．[导学号13050218]　【解析】选A.要使光电管产生光电子，两能级间跃迁产生的光子的能量应该不小于钾的逸出功2.25 eV，由hν＝Em－En得，E43＝0.66 eV，E31＝12.09 eV，E41＝12.75 eV，E21＝10.2 eV，所以选A.

11．[导学号13050219]　【解析】选B.由核反应方程知X是中子(n)，Y是正电子(e)，MN间场强方向水平向右，X不受力做直线运动，Y受向右的电场力方向向右偏转，B正确．

12．[导学号13050220]　【解析】选AD.P、Q相互作用的过程中满足动量守恒和机械能守恒，当P、Q速度相等时，系统的动能损失最大，此时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒可以求得A项正确．由于P、Q的质量相等，故在相互作用过程中发生速度交换，当弹簧恢复原长时，P的速度为零，系统的机械能全部变为Q的动能，D正确．

13．[导学号13050221]　【解析】铯137发生β衰变的方程为：Cs→Ba＋e，该反应的质量亏损为Δm，由爱因斯坦质能方程知E＝Δmc2，有Δm＝.

【答案】Cs→Ba＋e　

14．[导学号13050222]　【解析】小球A在碰撞前后摆动，满足机械能守恒定律，小球B在碰撞后做平抛运动，则x应为B球的平均落点到初始位置的水平距离，要得到碰撞前后的mv，应测量mA、mB、α、β、L、H、x等，

对A，由机械能守恒定律得

mAgL(1－cos α)＝mAv，

则：mAvA＝mA.

碰后对A，有mAgL(1－cos β)＝mAv′，

则：mAv′A＝mA.

碰后B做平抛运动，有

x＝vB′t，H＝gt2，

所以mBvB′＝mBx.

【答案】(1)B球平均落点

(2)mA、mB、α、β、L、H、x

(3)mA　mA　mBx

15．[导学号13050223]　【解析】(1)Li＋n→H＋He＋4.8 MeV.

(2)Δm＝＝ kg≈8.5×10－30 kg.

(3)设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得

0＝m1v1＋m2v2

氦核、氚核的动能之比

Ek1∶Ek2＝∶＝m2∶m1＝3∶4.

【答案】(1)见解析　(2)8.5×10－30 kg　(3)3∶4   

16．[导学号13050224]　【解析】(1)规定向右为速度正方向．冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得

m2v20＝(m2＋m3)v ①

m2v＝(m2＋m3)v2＋m2gh ②

式中v20＝－3 m/s为冰块推出时的速度，

联立①②式并代入题给数据得m3＝20 kg. ③

(2)设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有

m1v1＋m2v20＝0 ④

代入数据得v1＝1 m/s ⑤

设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有

m2v20＝m2v2＋m3v3 ⑥

m2v＝m2v＋m3v ⑦

联立③⑥⑦式并代入数据得v2＝1 m/s

由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩．

【答案】见解析