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物理选修3-5综合测试(有答案)


物理选修 3-5 综合测试
一、选择题(有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确. ) 1、把一支枪固定在小车上,小车放在光滑的水平桌面上,枪发射出一颗子弹,对此过程中下列说法中正确的是 A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒

C.车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒,因为子弹和枪筒之间有摩擦力. D.车、枪和子弹组成的

系统动量守恒 2、如图 3 示,设车厢长度为 L,质量为 M,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为 m 的物体以初速度 v0 向右运动,与车厢壁来回 碰撞 n 次后,静止在车厢中。这时车厢的速度是( A.v0 水平向右 B.0 ) D.mv0/(M—m) ,水平向右乙

C.mv0/(M+m) ,水平向右。

3、放在光滑水平面上的 A、B 两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两手分别控制小车处于静止状态,已知 A 的质量大于 B 的质量,下 面说法中正确的是 ( )

A

A.两手同时放开后,两车的总动量为零 B.先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右 C.先放开左手,后放开右手,两车的总动量向右 D.两手同时放开,A 车的速度小于 B 车的速度

B

4、如图所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。其中,弹簧两端分别与静止的滑块 N 和挡板 P 相连接,弹簧与挡板 P 的质 量均不计;滑块 M 以初速度 V0 向右运动,它与挡板 P 碰撞(不粘连)后开始压缩弹簧,最后,滑块 N 以速度 V0 向右运动。在此过程 中: ( )

A.M 的速度等于 0 时,弹簧的弹性势能最大。 B.M 与 N 具有相同的速度时,两滑块动能之和最小。 C.M 的速度为 V0/2 时,弹簧的长度最长。 D.M 的速度为 V0/2 时,弹簧的长度最短。 5、质量为 2kg 的小车以 2m/s 的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为 2kg 的砂袋以 3m/s 的速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一 起运动的速度的大小和方向是( A.2.6m/s,向右 ) C.0.5m/s,向左 D.0.8m/s,向右 )

B.2.6m/s,向左

6、入射光线照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么以下说法中正确的是( A. 从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B. 逸出的光电子的最大初动能减小 C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小 D. 有可能不发生光电效应

7、用某种频率的紫外线分别照射铯、锌、铂三种金属,从铯中发射出的光电子的最大初动能是 2.9eV,从锌中发射出的光电子的最大 初动能是 1.4eV,铂没有光电子射出,则对这三种金属逸出功大小的判断,下列结论正确的是 A. 铯的逸出功最大,铂的逸出功最小 B. 锌的逸出功最大,铂的逸出功最小

C. 铂的逸出功最大,铯的逸出功最小

D. 铂的逸出功最大,锌的逸出功最小

8、对爱因斯坦光电效应方程 ,下面的理解正确的有 A. 只要是用同种频率的光照射同一种金属,那么从金属中逸出的所有光电子都会具有 同样的初动能 EK
B. 式中的 W 表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C. 逸出功 W 和极限频率 νc 之间应满足关系式 W= hνc D. 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 9、如图,当电键 S 断开时,用光子能量为 2.5eV 的一束光照射阴极 K,发现电流表读数不为零。合上电键,调节滑线变阻器,发现当 电压表读数小于 0.60V 时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于 0.60V 时,电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功 为( ) 1

A. 1.9eV

B. 0.6eV

C. 2.5eV

D. 3.1eV

10、当具有 5.0eV 能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是 1.5eV。 为了使这种金属产生光电效 应,入射光的最低能量为( A. 1.5eV B. 3.5eV ) C. 5.0eV ) D. 6.5eV

11、关于光的波粒二象性的理解正确的是(

A. 大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性 B. 光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子 C. 高频光是粒子,低频光是波 D. 波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著 12、卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用 α 粒子轰击金箔的实验中,发现粒子( A.全部穿过或发生很小的偏转 B.全部发生很大的偏转 )

C.绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回 D.绝大多数发生偏转,甚至被掸回 13、氢原子的核外电子,在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中( A.辐射光子,获得能量 C.吸收光了,放出能量 B.吸收光子,获得能量 D.辐射光子,放出能量 )

14、在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数 n=1 及 n=2 的两个状态,若用 E 表示氢原子的能量,r 表示氢原子核外电子的轨 道半径,则( ) B.E2>E1,r2<r1 C.E2<E1,r2>r1 D.E2<E1,r2<r1

A.E2>E1,r2>r1

15、如图所示,氢原子在下列各能级间跃迁:(1)从 n=1 到 n=2;(2)从 n=5 到 n=3;(3)从 n=4 到 n=2;在跃迁过程中辐射的电磁波的波长 分别用 λ1、λ2、λ3 表示.波长 λ1、λ2、λ3 大小的顺序是( A.λ1<λ2<λ3 B.λ1<λ3<λ2 C.λ3<λ2<λ1 ) D.λ3<λ1<λ2 )

16、氢原子基态能级为-13.6eV,一群氢原子处于量子数 n=3 的激发态,它们向较低能级跃迁时, 放出光子的能量可以是( A.1.51eV B.1.89eV C.10,2eV D.12.09eV )

17、在 α 粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中,下列说法中正确的是( A.α 粒子-直受到金原子核的斥力作用 C.α 粒子的电势能不断增加 B.α 粒子的动能不断减小

D.α 粒子发生散射,是与电子碰撞的结果 )

18、如图为氢原子的能级图,A、B、C 分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子,其中( A.频率最大的是 B B.波长最长的是 C C.频率最大的是 A )

D.波长最长的是 B

19、一群处于 n=4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时,可能发射的光线为( A.3 条 B.4 条 C.5 条 D.6 条

20、处于基态的氢原子在某单色光束照射下,只能发出频率为 ν1、ν2、ν3 的三种光,且 ν1<ν2<ν3 则该照射光的光子能量为( A.hν1 B.hν2 C.hν3 D.h(ν1+ν2+ν3)
1 的光子;原子从

)

21、原子从 a 能级状态跃迁到 b 能级状态时发射波长为λ

b 能级状态跃迁到 c 能级状态时吸收波长为λ

2 的光子,已

知λ 1>λ 2.那么原子从 a 能级状态跃迁到 c 能级状态时将要: ( D



?1?2 A.发出波长为λ 1-λ 2 的光子 B.发出波长为 的光子 ?1 ? ?2
C.吸收波长为λ 1-λ
2 的光子

D.吸收波长为

?1?2 的光子 ?1 ? ?2

234 234 234 22、 238 92 U 衰变成 90Th ,之后 90Th 衰变成 91 Pa ,Pa 处于高能级,它向低能级跃迁时辐射一个粒子.在这个过程中,前两次衰变放出

的粒子和最后辐射的粒子依次是( A. ? 粒子、 ? 粒子、 ? 光子 C. ? 粒子、 ? 光子、中子

) B. ? 粒子、 ? 光子、 ? 粒子 D. ? 光子、电子、 ? 粒子

2

23、铝箔被α 粒子轰击后发生了核反应: 13 Al + 2 He ? X + 0 n 下列判断正确的是(
27
4

1



A、 0 n 是质子

1

B、 0 n 是中子

1

C、X 是 14 的 Si 同位素

28

D、X 是 15 P 的同位素

31

24、 “朝核危机”引起全球瞩目,其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核 武器的钚 239( 239 ,这种钚 239 可由铀 239( 239 94 Pu ) 92 U )经过 n 次 ? 衰变而产生,则 n 为( A.2 B.239 C.145 D.92 )

25、当两个中子和两个质子结合成一个 ? 粒子时,放出 28.30MeV 的能量,当三个 ? 粒子结合成一个碳核时,放出 7.26MeV 的能量, 则当 6 个中子和 6 个质子结合成一个碳核时,释放的能量为( A.21.04MeV B.35.56MeV C.92.16MeV ) C ) D.77.64MeV

26、关于放射性同位素应用的下列说法中错误 的是( ..

A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电,因此达到了消除有害静电的目的 B.利用 ? 射线的贯穿性可以为金属探伤,也能进行人体的透视

C.用放射线照射作物种子能使其 DNA 发生变异,其结果一定是成为更优秀的品种

D.用 ? 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量,以免对人体正常组织造成太大的伤害 27、地球的年龄到底有多大,科学家利用天然放射性元素的衰变规律,通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算。测得该岩 石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半,铀 238 衰变后形成铅 206,铀 238 的相对含量随时间变化规 律如图所示,图中 N 为铀 238 的原子数,N0 为铀和铅的总原子数.由此可以判断出( A.铀 238 的半衰期为 90 亿年 B.地球的年龄大致为 45 亿年 C. 被测定的岩石样品在 90 亿年时铀、 铅原子数之比约为 1∶ D.被测定的岩石样品在 90 亿年时铀、铅原子数之比约为 1∶ 28、太赫兹辐射(1THz=10 Hz)是指频率从 0.3THz 到 10THz、 波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域, 所产生的 T 射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景.最近,科学家终于研制出以红外线激光器为基础 的首台可产生 4.4THz 的 T 射线激光器,从而使 T 射线的有效利用成为现实。已知普朗克常数 h=6.63× 10 下列说法中错误 的是( .. ) B.它是某种原子核衰变时产生的 D.它的光子的能量约为 2.9× 10
-21 -34



4 3

12

J· s,关于 4.4THz 的 T 射线,

A.它在真空中的速度为 3.0× 108m/s C.它的波长比可见光短 二、填空实验题

J

29、在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,下图为三种射线在同一 磁场中的运动轨迹,请图中各射线的名称: 1 射线是 2 射线是 3 射线是 射线 射线 射线

30、请写出完整的核反应方程: (1)发现质子的核反应方程 (2)发现质子的核反应方程 (3)原子核衰变方程:
17 1 ?14 7 N ? 8 O?1 H

4 2
232 90

9 He? 4 Be ?
4 2

? 01n
He ?
0 ?1

Th?208 82 Pb ?

e

3

31、某考古队发现一古生物骸骨,考古专家根据骸骨中的 已知此骸骨中的
14 6

14 6

C 的含量推断该生物死亡的年代。
年。

14 C 的含量为活着的生物体中的 14 6 C 的 1/4, 6 C 的半衰期为 5730 年,该生物死亡时距今约 235 92

32、已知一个 U235 核吸收一个中子后可能发生的反应是

1 92 1 若 U235 核的质量为 M, 中子的质量为 m0, U ?0 n?141 56 Ba?36 Kr ?30 n ,

Ba141 核的质量为 m1,Kr92 核的质量为 m2,真空中的光速 c,则该核反应释放的能量 E=__________________。 33、 (8 分)正电子(PET)发射计算机断层显像:它的基本原理是:将放射性同位素 15O 注入人体,参与人体的代谢过程.15O 在人体 内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象.根据 PET 原理,回答下列问题: (1)写出 15O 的衰变和正负电子湮灭的方程式. (2)将放射性同位素 15O 注入人体,15O 的主要用途( A.利用它的射线 C.参与人体的代谢过程 )

B.作为示踪原子 D.有氧呼吸 .

(3)设电子质量为 m,电量为 q,光速为 c,普朗克常数为 h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长= (4)PET 中所选的放射性同位素的半衰期应 . (填“长”或“短”或“长短均可” )

34、某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、 弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔, 向导轨空腔内不断通入压缩空气会从

小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图 (b)所示,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差. (1)下面是实验的主要步骤: ①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; ②向气垫导轨通入压缩空气; ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿 过打点计时器这弹射架并固定在滑块 1 的左端,调节打点计时器的高度, 直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向; ④使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳; ⑤把滑块 2 放在气垫导轨的中间; ⑥先______________,然后___________________,让滑块带动纸带一起运动; ⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图(b)所示; ⑧测得滑块 1(包括撞针)的质量 310g,滑块 2(包括橡皮泥)的质量为 205g.试完善实验步骤⑥的内容. (2)已知打点计时器每隔 0.02s 打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为__________kg·m/s;两滑块相互作用 以后系统的总动量为___________kg·m/s(保留三位有效数字) . (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_____________________________. 13. (13 分)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能,这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去,其总功率达到 P0=3.8×10 W.设 太阳上的热核反应是由 4 个质子聚合成 1 个氦核同时放出 2 个中微子(质量远小于电子质量,穿透能力极强的中性粒子,可用? 表示) 和另一种带电粒子,并知每一次这样的核反应可以释放 28MeV 的能量, (1)写出热核反应方程. (2)试估算一下太阳每秒钟损失多少千克的质量? (3)试估算每秒钟太阳产生多少个中微子?(取一位有效数字) 4
26

1-5D C ABD 6-10C 11-15AD C

BD

C

C C A B D A A D C

16-20BCD A AB 26-28ABC 29、β γ α 31、11460 BD BC 30、

21-25D A BD A C
4 2He 12 6C

6 4

32、(M-m1-m2-2m0)c2 33.答案: (1)根据题意得, (2)B 正确. (2 分) (3)根据 E=h ? =mc2 和 c= ? /υ 可得 ? =h/mc. (2 分) (4)根据同位素的用途,半衰期应极短. (2 分)
15 8O
0 0 0 ? ? 15 7 N+ 1 e, 1 e+ ?1 e ? 2

. (2 分)

34.答案: (1)接通打点计时器的电源 (2 分) 放开滑块 1 (2 分) (2)0.620 打点计时器限位孔有摩擦(4 分)

(2 分) 0.618 (2 分) (3)纸带与

35\ 41 H ?2 He ?21 e ? 2 ?
1 4 0

?m ? 4.2 ?109 kg

n=2×1038 个

11.答案: (1)根据题意得, (2)B 正确. (2 分)

15 8O

0 0 0 ? ? 15 7 N+ 1 e, 1 e+ ?1 e ? 2

. (2 分)

(3)根据 E=h ? =mc2 和 c= ? /υ 可得 ? =h/mc. (2 分) (4)根据同位素的用途,半衰期应极短. (2 分) 12.答案: (1)接通打点计时器的电源 (2 分) 放开滑块 1 (2 分) (2)0.620 打点计时器限位孔有摩擦(4 分) 解析:作用前系统的总动量为滑块 1 的动量 p0=m1v0. v0=0.2/0.1=2m/s,p0=0.31×2=0.620kg·m/s.作用后系统的总动量为滑块 1 和滑 块 2 的动量和,且此时两滑块具有相同的速度 v,v=0.168/0.14=1.2m/s, p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)×1.2=0.618 kg·m/s. 13. 41 H ?2 He ?21 e ? 2 ?
1 4 0

(2 分) 0.618 (2 分) (3)纸带与

?m ? 4.2 ?109 kg

n=2×1038 个

27 13

4 He ? X ? 1n Al? 2 0

5


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