2012高中物理 本册测试题 6 鲁科版选修3-5

用心 爱心 专心1 物理 本册测试题物理 本册测试题 本试卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 共 100 分 考试用时 90 分 钟 第 卷 选择题共 40 分 一 本题共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有 一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选不全的得 2 分 有 选错或不答的得 0 分 1 氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为 1 从能级n跃迁到能级k时吸 收紫光的频率为 2 已知普朗克常量为h 若氢原子从能级k跃迁到能级m 则 A 吸收光子的能量为h 1 h 2 B 辐射光子的能量为h 1 h 2 C 吸收光子的能量为h 2 h 1 D 辐射光子的能量为h 2 h 1 2 人从高处跳到较硬的水平地面时 为了安全 一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双 腿 这是为了 A 减小地面对人的冲量 B 减小人的动量的变化 C 增加人对地面的冲击时间 D 增大人对地面的压强 3 放射性同位素发出的射线在科研 医疗 生产等诸多方面得到了广泛的应用 下列有关 放射线应用的说法中正确的有 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危害 4 下列关于 原子质量单位 u 的说法中正确的有 A 1u 就是一个氢原子的质量 B 1u 就是一个中子的质量 C 1u 是一个碳 12 原子的质量的十二分之一 D 1u 就是 931 5MeV 的能量 5 下列关于裂变反应的说法中 正确的是 A 裂变反应必须在几百万度的高温下才能发生 B 要能发生链式反应 铀块的体积必须超过临界体积 C 太阳能释放大量能量 是因为太阳内部不断发生裂变反应 D 裂变反应放出大量热量 故不遵守能量守恒定律 6 近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展 科学家们在观察某两个重离子结 合成超重元素的反应时 发现所生成的超重元素的核 277 112X 经过若干次 衰变后成为 253 100Y 由此可以判定该超重元素发生 衰变的次数是 A 3 B 4 C 6 D 8 用心 爱心 专心2 7 如图所示 在光滑的水平面上 有一质量为M 3kg 的薄板和质量m 1kg 的物块 都以 v 4m s 的初速度朝相反方向运动 它们之间有摩擦 当薄板的速度为 2 4m s 时 物 块的运动情况是 A 做加速运动 B 做减速运动 C 做匀速运动 D 以上运动都有可能 8 已知一个氢原子的质量为 1 6736 10 27kg 一个锂原子的质量为 11 6505 10 27kg 一 个氦原子的质量为 6 6467 10 27kg 一个锂核受到一个质子轰击变为 2 个 粒子 核反应方程为 H Li 2He 根据以上信息 以下判断正确的是 A 题中所给的核反应属于 衰变 B 题中所给的核反应属于轻核聚变 C 根据题中信息 可以计算核反应释放的核能 D 因为题中给出的是三种原子的质量 没有给出核的质量 故无法计算核反应释放的 核能 9 轨道电子俘获 也是放射性同位素衰变的一种形式 它是指原子核 称为母核 俘获 一个核外电子 其内部一个质子变为中子 从而变成一个新核 并且放出一个中微子 的过程 中微子的质量很小 不带电 很难探测到 人们最早就是通过子核的反冲而 间接证明中微子的存在的 下面关于一个静止的原子核发生 轨道电子俘获 衰变为 新核并放出中微子的说法中 正确的是 A 母核的电荷数大于子核的电荷数 B 母核的质量数等于子核的质量数 C 新核动量的大小等于中微子动量的大小 D 新核的动能大于中微子的动能 10 如图所示 a 图表示光滑平台上 物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上 车与水平面间的动摩擦因数不计 b 图为物体A与小车B的v t图象 由此可知 A 小车上表面长度 B 物体A与小车B的质量之比 C A与小车B上表面的动摩擦因数 D 小车B获得的动能 第 卷 非选择题 共 60 分 二 本题共 3 小题 共 24 分 把答案填在题中的横线上或按要求作图 用心 爱心 专心3 月 0 n n 0 481026 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 11 8 分 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 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 安装好气垫导轨 调节气垫导轨的调节旋钮 使导轨水平 向气垫导轨通入压缩空气 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 与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 使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳 把滑块 2 放在气垫导轨的中间 先 然后 让滑块带动纸带一起运动 取下纸带 重复步骤 选出理想的纸带如图 b 所示 测得滑块 1 的质量 310g 滑块 2 包括橡皮泥 的质量为 205g 试完善实验步 骤 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 12 8 分 如图表示某种放射性元素的衰变化规律 纵坐标 0 n n 表示的是任意时刻放 射性元素的原子数与t 0 时的原子数之比 该放射性元素的半衰期是 天 一个月按 30 天计算 在从某古迹中发掘出来的木材 中 所含C 14 6 的比例是正在生长的植物中的 80 放射性C 14 6 的半衰期是 5700 年 根据图象可以推算 该古迹距今约 年 13 改编 8 分 一个静止的氡核 222 86Rn 放出 粒子后变成钋核 218 84Po 已 知放出的 粒子的动能为E 若衰变放出的能量全部变为反冲核和 粒子的动能 用心 爱心 专心4 0 v m1 m2 真空中的光速为c 上述核反应方程为 该反应中的质量亏损为 14 8 分 太阳的能量来源是轻核的聚变 太阳中存在的主要元素是氢 核聚变反应可以 看作是 4 个氢核结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子 该核反应方程为 由下表中有关数据计算出该聚变反应过程中释放的能量为 J 取 1u 26 10 6 1 kg 粒子名称质子p 粒子电子e中子n 质量 u 1 00734 00150 000551 0087 三 本题共 4 小题 36 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和主要演算步骤 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与单位 15 8 分 1 历史中在利用加速器实现的核反应 是用加速后动能为 0 5MeV 的质子 H 轰击静止 的 X 生成两个动能均为 8 9MeV 的 He 1MeV 1 6 13J 上述核反应方程为 质量亏损为 kg 2 如图所示 光滑水平面轨道上有三个木块 A B C 质量分别为mA mc 2m mB m A B用细绳连接 中间 有一压缩的弹簧 弹簧与滑块不栓接 开始时A B 以共同速度v0运动 C静止 某时刻细绳突然断开 A B被弹开 然后B又与C发生碰撞并粘在一起 最终三滑块速度恰好相同 求 B与C碰撞前B的速度 16 8 分 如图所示是一个物理演示实验 它显示 图中自由下落的物体A和B经 反弹后 B能上升到比初始位置高得多的地方 A是某种材料做成的实心球 质量m1 0 28 kg 在其顶部的凹坑中插着质量m2 0 10 kg 的木棍B B只是 松松地插在凹坑中 其下端与坑底之间有小空隙 将此装置从A下端离地板的 高度H 1 25 m 处由静止释放 实验中 A触地后在极短时间内反弹 且其速度 大小不变 接着木棍B脱离球A开始上升 而球A恰好停留在地板上不再运动 求木棍B上升的高度 重力加速度g 10 m s2 17 8 分 据悉 中国第三代核电自主化依托项目 山东海阳核电站两台机组 已于世界引起了轰动 核能与在其他能源相比具有能量大 地区适应性强的优 势 在核电站中 核反应堆释放的核能转化为电能 核反应堆的工作原理是利用中子 轰击重核发生裂变反应 释放出大量核能 1 核反应方程式 235 92 U n 141 56 Ba 92 36Kr aX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种 n 为中子 X 为待求粒子 a为 X 的个数 则 X 为 a 以 mu mBa mKr分别表示 235 92 U 141 56 Ba 92 36Kr 核的质量 mn mp分别表示中子 质子 的质量 c为真空中的光速 则在上述核反应过程中放出的核能 E 2 已知 235 92 U 有一种同位素 比 235 92 U 核多 3 个中子 某时刻 有一个这样的同位素核 用心 爱心 专心5 由静止状态发生 衰变时放出的 粒子的速度大小为v0 试求衰变后的残核初速 度多大 18 12 分 I 5 分 已知 功率为 100W 的灯泡消耗的电能的 5 转化为所发出的可 见光的能量 光速 8 3 0 10 cm s 普朗克常量 34 6 63 10J sh 假定所发 出的可见光的波长都是 560nm 计算灯泡每秒内发出的光子数 II 7 分 钚的放射性同位素 239 94 Pu静止时衰变为铀核激发态 235 92 U 和 粒子 而铀 核激发态 235 92 U 立即衰变为铀核235 92 U 并放出能量为0 097MeV的 光子 已知 239 94 Pu 235 92 U和 粒子的质量分别为239 0521u Pu m 235 0439u u m 和 4 0026um 2 1931 5MeV cu 1 写出衰变方程 2 已知衰变放出的光子的动量可忽略 球 粒子的动能 参考答案 1 D 解析 氢原子从m能级跃迁到n能级辐射能量 即Em En h 1 氢原子从n能 级跃迁到k能级吸收能量 即Ek En h 2 氢原子从k能级跃迁到m能级 Ek Em h 2 En h 1 En h 2 h 1 因紫光的频率 2大于红光的频率 1 所 以Ek Em 即辐射光子的能量为h 2 h 1 D 正确 2 C 脚尖先触地且着地时弯曲双腿 可以增加人对地面的冲击时间 根据动量定理 t p F 可知 地面对人的作用力减小 从而达到安全的目的 故 C 项正确 3 D 解 利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性 使空气分子电离成为导体 将 静电泄出 射线对人体细胞伤害太大 不能用来进行人体透视 作物种子发生的 DNA 突变不一定都是有益的 还要经过筛选才能培育出优秀品种 用 射线治疗肿瘤 对人体肯定有副作用 因此要科学地严格控制剂量 本题选 D 4 C 解析 原子质量单位 u 是在原子物理中常用的一个特殊的质量单位 规定一个碳 12 原子的质量的十二分之一为 1u 1u 1 6606 27 10 kg 在计算核能时 1u 的质量跟 931 5MeV 的能量相对应 但不能认为 1u 就是 931 5MeV 的能量 正确答案是 C 5 B 解析 聚变反应必须在几百万度的高温下才能发生 太阳内部进行的是热核反应 6 C 解析 每次 衰变质量数减少 4 电荷数减少 2 因此该超重元素成为 253 100Y 经过了 6 次 衰变 选 C 7 A 取向左为正方向 由动量守恒定律得 Mv mv M m v 最终共同速度 v 2 s 方向向左 当薄板速度为v1 2 4m s 时 由动量守恒定律可得 M m v Mv1 mv2 解得v2 0 8m s 方向向左 可见木块已经向左匀加速运动 选项 A 正确 8 C 解析 核反应类型是人工核转变 AB 两项均错误 反应前一个氢原子和一个锂原子共 有 8 个核外电子 反应后两个氦原子也是共有 8 个核外电子 因此只要将一个氢原子 和一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量 得到的恰好是反应前后核的质量亏损 电子质量自然消掉 由质能方程 E mc2可以计算释放的核能 C 选项正确 用心 爱心 专心6 9 ABC 解析 核反应方程式为 m nA 0 1 e m n 1 B v 中微子 因此根据核反应中质量数和 电荷数守恒可以判断 A B 正确 在俘获过程中系统动量守恒 故 C 正确 根据EK m p 2 2 中微子质量小 因此中微子的动能大 D 错误 10 BC 由图象可知 AB最终以共同速度v1匀速运动 不能确定小车上表面长度 A 错 由动量守恒定律得 110 vmvvm BA 故可以确定物体A与小车B的质量之比 B 对 由图象 A相对小车B的位移s 可知 根据能量守恒可以确定A与小车B上表 面的动摩擦因数 C 对 由于小车B的质量不可知 故不能确定小车B获得的动能 D 错 故正确答案为 BC 11 8 分 1 接通打点计时器的电源 1 分 放开滑块 1 1 分 2 0 620 2 分 0 618 2 分 3 纸带与打点计时器限位孔有摩擦 2 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 12 8 分 180 1900 13 8 分 222 86Rn 218 84Po He 3 分 3 分 E 218 222 5 分 解析 由动能 2 2 1 mvEK 动量 mvp 得 动能与动量的关系式 m p EK 2 2 由于 核反应过程中动量守恒 反冲核和 粒子的动量大小相等 得 m EK 1 所以 反冲 核和 粒子的动能之比为 4 218 因此衰变释放的总能量是 E 218 222 由质能方程 2 mcE 得 质量亏损是 m 2 218 222 c Ea 14 8 分 e2HeH4 0 1 4 2 1 1 3 分 4 0 10 12 J 5 分 解析 核反应方程为e2HeH4 0 1 4 2 1 1 4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损为 m 1 0073 4 4 0015 2 0 00055 u 0 0266 u 4 43 10 29kg 由爱因斯坦质能联系方程得 聚变反应过程中释放的能量为 E mc2 4 43 10 29 3 108 2 J 4 0 10 12 J 15 8 分 解析 1 1744 1322 HXHeHe 或 1744 1322 HLiHeHe 用心 爱心 专心7 29 2 101 3 c E mkg 3 分 2 设共同速度为v 球A和B分开后 B的速度为 B v 由动量守恒定律有 0 ABABB mmvm vm v BBBC m vmmv 4 分 联立这两式得B和C碰撞前B的速度为 0 9 5 B vv 1 分 16 8 分 根据题意 A碰地板后 反弹速度的大小v1等于它下落到地面时速度的大小 即v1 gH2 5 m s 2 分 A刚反弹后 速度向上 立刻与下落的B碰撞 碰前B的速度 v2 gH2 5 m s 2 分 由题意 碰后A速度为零 以v2 表示B上升的初速度 根据动量守恒 以向上为正方向 m1v1 m2v2 m2v2 2 分 得 v2 9 m s 1 分 令h表示B上升的高度 有 h g v 2