2019-2020年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試13（選修3-5）（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試13（選修3-5）（含解析） 本卷測試內容：選修3－5 本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分。測試時間90分鐘。 第Ⅰ卷　(選擇題，共60分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，第1、3、4、5、9小題，只有一個選項正確；第2、6、7、8、10、11、12小題，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。) 1. 有關光的本性的說法正確的是(　　) A. 關于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性 B. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子 C. 光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性 D. 在光的雙縫干涉實驗中，如果光通過雙縫則顯出波動性，如果光只通過一個縫則顯出粒子性 解析：牛頓提出“微粒說”不能說明光的本性，A錯；光既不能看成宏觀上的波也不能看成微觀上的粒子，B錯；雙縫干涉和單縫衍射都說明光的波動性，當讓光子一個一個地通過單縫時，曝光時間短顯示出粒子性，曝光時間長則顯示出波動性，D錯誤。 答案：C 2. [xx長治市期末]下列關于近代物理知識的描述中，正確的是(　　) A. 當用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紫光照射也一定會有電子逸出 B. 原子發(fā)光現(xiàn)象與原子核內部變化無關 C. 金屬內的每個電子可以吸收一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能逸出成為光電子 D. 在7N＋He→8O＋X核反應中，X是質子，這個反應過程叫α衰變 E. 放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核有半數(shù)衰變所需要的時間 解析：根據(jù)光電效應規(guī)律，當用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紫光照射也一定會有電子逸出，選項A正確；原子發(fā)光是原子核外電子躍遷的結果，與原子核的變化無關，選項B正確；電子只可吸收一個光子，若不能逸出，則能量很快損失掉不能積累，故C錯；X是質子而不是氦核，故不能叫α衰變，而是人工轉變；半衰期是一個具有統(tǒng)計意義的概率，對大量元素才有意義，故E對。 答案：ABE 3. 如圖所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F1、F2分別同時作用于A、B兩個靜止的物體上。已知mAn)可知，兩個能級間的能量差值越大，輻射光的頻率越大，波長越短，從圖中可看出，能量差值最大的是E3－E1，輻射光的波長a最短，能量差值最小的是E3－E2，輻射光的波長b最長，所以譜線從左向右的波長依次增大的是a、c、b，選項C正確，選項A、B、D錯誤。 答案：C 6. 下列說法中正確的是(　　) A. 盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為He＋14 7N→17 8O＋H B. 鈾核裂變的核反應是：235 92U→141 56Ba＋Kr＋2n C. 質子、中子、α粒子的質量分別為m1、m2、m3，質子和中子結合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2 D. 原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子，已知λ1>λ2，那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收波長為的光子 解析：1919年，盧瑟福做了α粒子轟擊氮原子核的實驗，發(fā)現(xiàn)了質子，核反應方程為：He＋14 7N→17 8O＋H，選項A正確；鈾核裂變時，需要中子轟擊鈾核，所以鈾核裂變的核反應是：23592U＋n→141 56Ba＋Kr＋3n，選項B錯誤；根據(jù)愛因斯坦質能關系式可知，選項C正確；設波長為λ1的光子能量為E1，波長為λ2的光子能量為E2，原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收的光子能量為E3，波長為λ3，則E1＝hc/λ1，E2＝hc/λ2，E3＝hc/λ3，E3＝E2－E1，可推知λ3＝，選項D正確。 答案：ACD 7. [xx課標全國卷Ⅱ]關于原子核的結合能，下列說法正確的是(　　) A．原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能 C．銫原子核(Cs)的結合能小于鉛原子核(Pb)的結合能 D．比結合能越大，原子核越不穩(wěn)定 E．自由核子組成原子核時，其質量虧損所對應的能量大于該原子核的結合能 解析：本題考查原子核的結合能及其相關知識點，意在考查考生的綜合分析能力。原子核的結合能等于核子結合成原子核所釋放的能量，也等于將原子核分解成自由核子所需要的最小能量，選項A正確；重核的比結合能比中等核小，因此重核衰變時釋放能量，衰變產物的結合能之和大于原來重核的結合能，選項B正確；原子核的結合能是該原子核的比結合能與核子數(shù)的乘積，雖然銫原子核(55Cs)的比結合能稍大于鉛原子核(82Pb)的比結合能，但銫原子核(55Cs)的核子數(shù)比鉛原子核(82Pb)的核子數(shù)少得多，因此銫原子核的結合能較小，選項C正確；比結合能越大，將原子核分解所需的能量也越大，因此原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤；自由核子組成原子核時，其質量虧損所對應的能量等于該原子核的結合能，選項E錯誤。 答案：ABC 8. 靜止在勻強磁場中的92U核，發(fā)生α衰變后生成Th核，衰變后的α粒子速度方向垂直于磁場方向，則以下結論中正確的是(　　) A. 衰變方程可表示為：92U＝90Th＋He B. 衰變后的Th核和α粒子的軌跡是兩個內切圓，軌道半徑之比為1∶45 C. Th核和α粒子的動量大小之比為1∶1 D. Th核和α粒子的動能之比為2∶117 E. 若α粒子轉了117圈，則Th核轉了90圈 解析：衰變過程不可逆，不能用等號，故選項A錯誤；衰變后的Th核和α粒子的軌跡是兩個外切圓，故選項B錯誤；衰變過程中的動量守恒，Th核和α粒子的動量大小相等，因此動能之比等于質量比的倒數(shù)，為2∶117，選項C、D正確；周期之比等于比荷比的倒數(shù)，為90∶117，故α粒子轉了117圈，則Th核轉了90圈，故選項E正確。 答案：CDE 9. 太陽內部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質子(H)聚變?yōu)?個氦核(He)的熱核反應，核反應方程是4H→He＋2X，這個核反應釋放出大量核能。已知質子、氦核、X的質量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c。下列說法中正確的是(　　) A. 方程中的X表示中子(n) B. 方程中的X表示電子(e) C. 這個核反應中質量虧損Δm＝4m1－m2 D. 這個核反應中釋放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2 解析：X表示正電子，故選項A、B錯誤；質量虧損為：Δm＝4m1－m2－2m3，故選項C錯誤；釋放的核能為：ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，故選項D正確。 答案：D 10. 小車靜止在光滑水平面上，站在車上的人練習打靶，靶裝在車上的另一端，如圖所示。已知車、人、槍和靶的總質量為M(不含子彈)，每顆子彈質量為m，共n發(fā)，打靶時，槍口到靶的距離為d。若每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)。則以下說法中正確的是(　　) A. 待打完n發(fā)子彈后，小車將以一定的速度向右勻速運動 B. 待打完n發(fā)子彈后，小車應停在射擊之前位置的右方 C.在每一發(fā)子彈的射擊過程中，小車所發(fā)生的位移相同，大小均為 D. 在每一發(fā)子彈的射擊過程中，小車所發(fā)生的位移不相同 解析：車、人、槍、靶和n顆子彈組成的系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初動量為0，故末動量為0，A錯誤；每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)，因此每次射擊，以一顆子彈和車、人、槍、靶、(n－1)顆子彈為研究對象，動量守恒，則：0＝m－[M＋(n－1)m]，由位移關系有：x車＋x子＝d，解得x車＝，故C正確；每射擊一次，車子都會右移，故B正確。 答案：BC 11. 下列說法正確的是(　　) A. 紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 B. 氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小 C. 核子結合成原子核一定有質量虧損，釋放出能量 D. 太陽內部發(fā)生的核反應是熱核反應 E. 原子核的衰變是原子核在其他粒子的轟擊下發(fā)生的 解析： 根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知，光線照射金屬板發(fā)生光電效應時，從金屬表面上逸出光電子的最大初動能與光的頻率有關，而與光的照射強度無關，A項錯誤；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，電子與原子核之間的距離減小，電場力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，B項正確；根據(jù)質能關系可知，C項正確；根據(jù)核反應知識可知，D項正確；原子核的衰變是自發(fā)進行的，E項錯誤。 答案：BCD 12. 甲、乙兩球在光滑的水平面上，沿同一直線同一方向運動，它們的動量分別為p甲＝5 kgm/s，p乙＝7 kgm/s，已知甲的速度大于乙的速度，當甲追上乙發(fā)生碰撞后，乙球的動量變?yōu)?0 kgm/s，則甲、乙兩球的質量m甲∶m乙的關系可能是(　　) A. B. C. D. 解析：碰前必須滿足v甲>v乙，再由公式v＝得，>，即<≈0.71　①；碰中能量不增加，有＋≥＋，即≤≈0.41　②；碰后v甲≤v乙，≤，即≥0.2?、?。綜合以上三式可得0.41≥≥0.2，符合此條件的選項為B和C。 答案：BC 第Ⅱ卷　(非選擇題，共50分) 二、實驗題(本題共3小題，共18分) 13. (6分)[xx云南統(tǒng)一檢測]歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應，是用加速后動能為0.5 MeV的質子H轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個動能為8.9 MeV的He核，上述核反應方程為__________________；若反應中產生的核能全部轉化為He核的動能，該反應中產生的質量虧損為________u。(1 u相當于931 MeV，計算結果保留三位有效數(shù)字) 解析：本題考查核反應方程式的書寫以及核能公式的應用。(1)根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得H＋Li→He＋He；(2)因反應中產生的核能全部轉化為He核的動能，根據(jù)能量守恒得核能ΔE＝(28.9－0.5) MeV，根據(jù)愛因斯坦質能方程ΔE＝mc2＝(28.9－0.5) MeV，因1uc2＝931 MeV，所以該反應中產生的質量虧損為 u≈1.8610－2 u。 答案：H＋Li→He＋He　1.8610－2 14. (6分)如圖所示為研究光電效應規(guī)律的實驗電路，利用此裝置也可以進行普朗克常量的測量。只要將圖中電源反接，用已知頻率ν1、ν2的兩種色光分別照射光電管，調節(jié)滑動變阻器……已知電子電荷量為e，要能求得普朗克常量h，實驗中需要測量的物理量是________；計算普朗克常量的關系式h＝________(用上面的物理量表示)。 解析：電流表示數(shù)為零，此時光電管兩端所加的電壓為截止電壓，對應的光的頻率為截止頻率，根據(jù)eU極＝mv＝hν－W0有eU1＝hν1－W0①，eU2＝hν2－W0②，解得h＝。 答案：分別使電流表示數(shù)恰好為零時電壓表的讀數(shù)U1、U2　 15. (6分)如圖所示為“驗證動量守恒定律”的實驗裝置。 (1)下列說法中符合本實驗要求的是________(選填選項前面的字母)。 A. 入射球比靶球質量大或者小均可，但二者的直徑必須相同 B. 在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放 C. 安裝軌道時，軌道末端必須水平 D. 需要使用的測量儀器有天平、刻度尺和秒表 (2)實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，經多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為M、P、N，并測得它們到O點的距離分別為OM、OP和ON。已知入射球的質量為m1，靶球的質量為m2，如果測得m1＋m2近似等于________，則認為成功驗證了碰撞中的動量守恒。 解析：本題考查“驗證動量守恒定律”的實驗。(1)入射球應比靶球質量大，A錯；本題用小球水平位移代替速度，所以不用求出具體時間，所以不需要秒表，D錯；本題選B、C。(2)碰撞后兩球的總動量應該等于不放靶球而讓入射球單獨下落時的動量，入射球單獨下落時的動量可用m1表示。 答案：(1)BC　(2)m1 三、計算題(本題共3小題，共32分) 16. (10分)[xx河南洛陽]如圖所示，一質量M＝2 kg的長木板B靜止于光滑水平面上，B的右邊有豎直墻壁。現(xiàn)有一小物體A(可視為質點)質量m＝1 kg，以速度v0＝6 m/s從B的左端水平滑上B，已知A和B間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，B與豎直墻壁的碰撞時間極短，且碰撞時無機械能損失，若B的右端距墻壁x＝4 m，要使A最終不脫離B，則木板B的長度至少多長？ 解析：設A滑上B后達到共同速度v1前并未碰到豎直墻壁。 由動量守恒定律得，mv0＝(M＋m)v1 在這一過程中，對B由動能定理得，μmgxB＝Mv 解得，xB＝2 m<4 m，假設成立。 設B與豎直墻壁碰后，A和B的共同速度為v2。 由動量守恒定律得，Mv1－mv1＝(M＋m)v2 由能量守恒定律得，μmgL＝mv－(m＋M)v 解得，L＝8.67 m。 答案：8.67 m 17. (10分)如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導軌上，彈簧處在原長狀態(tài)。另一質量與B相同的滑塊A，從導軌上的P點以某一初速度向B運動，當A滑過距離l1時，與B相碰，碰撞時間極短，碰后A、B緊貼在一起運動，但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點P并停止?；瑝KA和B與導軌的動摩擦因數(shù)都為μ，運動過程中彈簧最大形變量為l2，求滑塊A從P點出發(fā)時的初速度v0。(取重力加速度為g) 解析：令A、B質量均為m，A剛接觸B時速度為v1(碰前)， 由功能關系，mv－mv＝μmgl1 碰撞過程中動量守恒，令碰后瞬間A、B共同運動的速度為v2 根據(jù)動量守恒定律，mv1＝2mv2 碰后A、B先一起向左運動，接著A、B一起被彈回，在彈簧恢復到原長時，設A、B的共同速度為v3，在這一過程中，彈簧的彈性勢能在始末狀態(tài)都為零。 根據(jù)動能定理，(2m)v－(2m)v＝μ(2m)g(2l2) 此后A、B分離，A單獨向右滑到P點停下 由功能關系得mv＝μmgl1 聯(lián)立各式解得v0＝。 答案： 18. (12分)[xx北京西城]如圖所示，一質量M＝1.0 kg的砂擺，用輕繩懸于天花板上O點。另有一玩具槍能連續(xù)發(fā)射質量m＝0.01 kg、速度v＝4.0 m/s的小鋼珠?，F(xiàn)將砂擺拉離平衡位置，由高h＝0.20 m處無初速度釋放，恰在砂擺向右擺至最低點時，玩具槍發(fā)射的第一顆小鋼珠水平向左射入砂擺，二者在極短時間內達到共同速度。不計空氣阻力，取g＝10 m/s2。 (1)求第一顆小鋼珠射入砂擺前的瞬間，砂擺的速度大小v0； (2)求第一顆小鋼珠射入砂擺后的瞬間，砂擺的速度大小v1； (3)第一顆小鋼珠射入后，每當砂擺向左運動到最低點時，都有一顆同樣的小鋼珠水平向左射入砂擺，并留在砂擺中。當?shù)趎顆小鋼珠射入后，砂擺能達到初始釋放的高度h，求n。 解析：(1)砂擺從釋放到最低點，由動能定理得 Mgh＝Mv 解得，v0＝＝2.0 m/s。 (2)小鋼珠打入砂擺過程，由動量守恒定律得， Mv0－mv＝(M＋m)v1 解得，v1＝≈1.94 m/s。 (3)第2顆小鋼珠打入過程，由動量守恒定律得， (M＋m)v1＋mv＝(M＋2m)v2 第3顆小鋼珠打入過程，同理(M＋2m)v2＋mv＝(M＋3m)v3… 第n顆小鋼珠打入過程，同理 [M＋(n－1)m]vn－1＋mv＝(M＋nm)vn 聯(lián)立各式得，(M＋m)v1＋(n－1)mv＝(M＋nm)vn 解得，vn＝ 當?shù)趎顆小鋼珠射入后，砂擺要能達到初始釋放的位置， 砂擺速度滿足：vn≥v0 解得，n≥＝4 所以，當?shù)?顆小鋼珠射入砂擺后，砂擺能達到初始釋放的高度。 答案：(1)2.0 m/s　(2)1.94 m/s　(3)4