高中物理 综合测试卷A 新人教版选修35.docVIP

1 物理选修物理选修 3 53 5 综合测试卷综合测试卷 a a 含答案 含答案 时间时间 9090 分钟 满分分钟 满分 100100 分分 一 计算题一 计算题 本题共本题共 1010 小题 每小题小题 每小题 3 3 分 共分 共 3030 分 在每小题给出的四个选项中 有的小分 在每小题给出的四个选项中 有的小 题只有一个正确选项 有的小题有多个正确选项 全部选对的得题只有一个正确选项 有的小题有多个正确选项 全部选对的得 3 3 分 选不全的得分 选不全的得 2 2 分 分 有选错的或不答的得有选错的或不答的得 0 0 分 分 1 卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是 a 解释 粒子散射现象 b 用 粒子散射的实验数据估算原子核的大小 c 结合经典电磁理论 解释原子的稳定性 d 结合经典电磁理论 解释氢原子光谱 2 一列现象中 与原子核内部变化有关是 a 粒子散射 b 光电效应 c 天然放射现象 d 原子发光现象 3 关于玻尔的原子模型 下述说法中正确的有 a 它彻底否定了经典的电磁理论 b 它发展了卢瑟福的核式结构学说 c 它完全抛弃了经典的电磁理论 d 它引入了普朗克的量子观念 4 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时 有可能不发射光子 例如在某种条件下 铬 原子的n 2 能级上的电子跃迁到n 1 能级上时并不发射光子 而是将相应的能量转 交给n 4 能级上的电子 使之能脱离原子 这一现象叫做俄歇效应 以这种方式脱离 了原子的电子叫做俄歇电子 已知铬原子的能级公式可简化表示为 式中 n l 2 3 表示不同能级 a是正的已知常数 上述俄歇电子的动能是 a b c d 5 下列说法正确的是 a 当氢原子从n 2 的状态跃迁到n 6 的状态时 发射出光子 2 n a en a 16 3 a 16 7 a 16 11 a 16 13 2 b 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间 c 同一元素的两种同位素具有相同的质子数 d 中子与质子结合成氘核时要吸收能量 6 爱因斯坦由光电效应的实验规律 猜测光具有粒子性 从而提出光子说 从科学研究 的方法来说 这属于 a 等效替代 b 控制变量 c 科学假说 d 数学归纳 7 下面列出的是一些核反应方程 a x是质子 y是中子 z是正电子 b x是正电子 y是质子 z是中子 c x是中子 y是正电子 z是质子 d x是正电子 y 是中子 z是质子 8 如图 15 1 所示的光电管的实验中 发现用一定频率的a单色光照 射光电管时 电流表指针会发生偏转 而用另一频率的b单色光照 射时不发生光电效应 那么 a a光的频率大于b光的频率 b b光的频率大于a光的频率 c 用a光照射光电管时流过电流表g的电流方向是a流向b d 用a光照射光电管时流过电流表g的电流方向是b流向a 9 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时 只发射波长为 l 2 3的三种单 色光 且 l 2 3 则照射光的波长为 a 3 b l 2 3 c d 10 目前普遍认为 质子和中子都是由被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成 u 夸克带 电量为 e d 夸克带电量为 e e 为基元电荷 下列论断可能正确的是 a 质子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 b 质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 c 质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 d 质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 中子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 答 题 卡 xsp i 30 14 30 15 ybhbe 10 5 2 1 9 4 zlihehe 7 3 4 2 4 2 32 32 21 21 3 2 3 1 3 题号 l2345678910 答案 二 填空题二 填空题 本题有本题有 6 6 小题 每小题小题 每小题 5 5 分 共分 共 3030 分分 11 假设在 nacl 蒸气中存在由钠离子 na 和氯离子 cl 一靠静电相互作用构成的单个氯化钠 nacl 分子 若取 na 与 cl 一相距无限远时其电势能为零 一个 nacl 分子的电势能为一 6 1ev 已知使一个中性钠原子 na 最外层电子脱离钠原子而形成钠离子 na 所需的能量 电离能 为 5 1ev 使一个中性氯子 cl 结合一个电子形成氯离子 cl 一所放出的能量 亲 和能 为 3 8ev 由此可算出 在将一次 nacl 分子分离成彼此远离的中性钠原子 na 和中 性氯原子 cl 的过程中 外界供给能量等于 ev 12 氢原子的核外电子从第n 3 能级跃迁到第n 2 能级发生波长为 1的光 从第n 2 能 级跃迁到第n 1 能级发出波长为 2的光 则电子从第 n 3 能级跃迁到第n 1 能级发出 波长为 的光 13 裂变反应是目前核能利用中常用的反应 以原子核 为燃料的反应堆中 当 浮获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式 其中一种可表示为 235 0439 1 0087 138 9178 93 9154 1 0087 反应方程式下的数字是中子及有关原子的静止质量 以原子质量单位 u 为单位 已知 1u 的质量对应的能量为 9 3 102mev 此裂变反应释放出的能量是 mev 14 为使处于基态的氢原子电离 需要用频率为 hz 的电磁波照射氢原子 15 一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子 设正负电子对撞前的质量均 为m 动能均为ek 光速为c 普朗克恒为h 则对撞过程中的质量亏损为 转化 成的光子的真空中波长 16 为了测定某水库的存水量 将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中 已知这杯溶液每分 钟衰变 8 107次 这种同位素的半衰期为 2 天 10 天以后认为放射性同位素均匀分布 在水中 从水库中取出 l m3的水 并测得每分钟衰变 10 次 则水库的存水量为 m3 u 235 92 u 235 92 u 235 92 n 1 0 xe 139 54 sr 94 38 n 1 0 3 4 三 计算题三 计算题 本题本题 4 4 小题 共小题 共 4040 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 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 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 17 10 分 两个分别具有动能 e1 1mev 的氘核正面相碰 结果出现生成氦核 32he 的核 反应 粒子和核的名称及它们的质量分别为 n 1 0087u 11h 1 0078u 21h 2 0141 u 32he 3 0160u 求出粒子的动能 18 10 分 处于静止状态的某原子核x 发生 衰变后变成质量为m的原子核y 被释放 的 粒子垂直射人磁感强度为b的匀强磁场中 测得其圆周与运动的半径为r 设 粒 子质 量为m 质子的电量为 e 试求 1 衰变后 粒子的速率 a 和动能 eka 2 衰变后y核的速率 y和动能 eky 3 衰变前x核的质量mx 19 10 分 用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态 设原子基态和激态的能量差为 e 现分别用电子和质子轰击质量为m的静止原子 试问欲使上述跃迁发生 所需的最小动 5 能是否相等 对你的回答给出相应的分析和计算 20 10 分 太阳现正处于主序星演化阶段 它主要是由电子和 等原子核组成 维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应 核反应方程是 释放的核能 这 些核能最后转化为辐射能 根据目前关于恒星演化的理论 若由于聚变反应而使太阳中 的 核数目从现有数减少 10 太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段 为了简化 假定目前太阳全部由电子和 核组成 1 为了研究太阳演化进程 需知道目前太阳的质量m 已知地球半径r 6 4 1011m 地球表面处的重力加速度 g 10m s2 1 年约为 2 3 107s 试估算目前太阳的质量m 2 已知质子质量mp 1 6726 10 27kg 质量ma 6 6458 10 27kg 电子质量 me 0 9 10 30kg 光速c 3 108m 8 求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的 核能 3 又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上 每秒通过的太阳辐射能w 1 35 103w m2 试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命 估算结果只要 求一位有效数字 参考答案参考答案 1 ab 2 c 3 bd 4 c 点拨 先计算铬原子的 n 2 能级上的电子跃迁到 n l 能级上时应释放的能量 e e2一 e1 a a n 4 能级上的电子要电离所需的能量 e4 则 n 4 能级上 heh42e 4 2 1 1 h 1 1 heh 4 2 1 1 h 1 1 he 4 2 4 a 4 a 16 a a 16 11 6 的电子得到 e 的能量后 首先需要能量使之电离 然后多余的能量以动能的形式存在 所以 ek e e4 5 bc 6 c 7 d 提示 根据核反应过程中 电荷数 质量数守恒可知 故 x 是正电子 y 是中子 z 是质子 所以仅 d 选项正确 8 ac 9 ad 10 b 点拨 质子的电量为 e 而中子不带电 由电荷数守恒可以判断出 答案 11 4 8ev 点拨 一个 nacl 分子的电势能为一 6 1ev 将其分离到无穷远成为两个离子 所需的能量为 e1 6 1ev 一个钠离子 na 与一个电子结合成一个中性钠原子 na 需放出 e2 5 1ev 的结合能 使一个 c1 一离子外层电子电离所需的能量为 e3 3 8ev 所以外界供给 的能量为 e e1 e3一 e2 6 1 3 8 5 1 4 8 ev 12 点拨 根据玻尔理论 氢原子的核外电子从第n 3 能级跃迁到第 n 2 能级发生 波长为 1的光子的能量为 则电子从第n 3 能级跃迁到第n 1 能级发出光子的能量 为 其中e e1 e2 代入数据可求解 13 179 8mev 点拨 m 235 0439 1 0087 138 9178 93 9154 3 1 0087 0 1933u e 0 1933 9 3 102 179 8mev 14 3 26 1015 点拨 氢原子在基态时所具有的能量为一 13 6ev 将其电离变是使电 子跃迁到无穷远 根据玻尔理论所需的能量为 13 6ev的能量 15 点拨 由于光子的静止质量为零 所以质量的亏损为 m 2m 对应的 能量为 e 2mc2 根据能量守恒可知 2hv 2ek e 即有 16 2 5 1015点拨 设水库中的水量为 qm3 10 天后水库中所有放射性元素每分钟衰变的 次数为 10q 放射性元素原有质量为mo 10 天后剩余质量为m 则有 nyye xx 1 0 1 0 1 0 1 0 hzz 1 1 1 1 21 21 2 2 hc e hc e 2 2 mce hc m k 2 2 22 2 mcek hc mce hc k 所以 355 7 o n 7 o 7 m102 5为为 2 1 o 108 10 2 1 o 为为 为 108 m10 m o 108 10 qm qm mm q mmq 7 17 解析 核反应方程为 质量分别为ml m2 m3 反应后的总动能为 e 由能量守恒得 2el 2mlc2 m2 m3 c2 e则 e 2el 2m1 m2一m3 c2 2 1 2 2 0141 3 0160 1 0087 931 5 25mev 由动能守恒有 上式中只 en e2都未知 而en e2 e 则合分比定理将上式变为 故放出粒子的动能 18 解析 1 因为 粒子的带电量为 q 2e所以 2 由动量守恒 3 由质能方程 衰变前x核的质量 19 解原子跃迁所需要的能量来自粒子与原子碰撞过程中损失的机械能 要使入射粒子的 动能最小 e 一定 据能量守恒知 需碰撞过程中机械能损最大 即必须发生完全非弹 性碰撞 设入射粒子的质量为m 与原子碰撞前后动量和能量守恒分别得 m 1 m 2 m 又因为 2 因为完全非弹性碰撞 nhe为h为n为hehh 1 0 3 2 2 1 1 0 3 2 2 1 2 1 2 3 2 33 2 3 2 3 3 33 2 22 2 3322 2 2 1 2 1 en e m m m m m m m m mm 又 32 22 mm m en ene meve mm m ee mm m e nn 9 325 5 0087 1 0160 3 0160 3 32 2 2 32 2 2 r mbq a a m reb me m ber kx 222 2 2 2 12 m reb me m ber mm ykyyy 222 2 2 2 12 0 所以 11 2 ee 2 222 kx 2 mmc reb memce xy 所以而 11 2 2 222 mmc reb mmmmmmx emmm 22 2 2 1 2 1 2 1 2 1 8 解以三式得入射粒子的最小动能为 令电子 质子质量分别为m1 m2 因m1 m2 则由 式知 电子的最小动能e1小于质子的 最小动能e2 20 解析 1 设t为地球绕日心运动的周期 则由万有引力定律和牛顿定律可知 地球表面处的重力加速度 由 式联立解得 以题给数值代入得 m 2 1030kg 2 根据质量亏损和质能公式 该核反应每发生一次释放的核能为 代人数值 解得 e 4 2 10 12j 3 根据