选修3-5综合测试题

选修35综合测试题本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1(2015重庆理综)如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里以下判断可能正确的是()Aa、b为粒子的径迹Ba、b为粒子的径迹Cc、d为粒子的径迹Dc、d为粒子的径迹答案：D解析：射线是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误。粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确。2两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上。已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上，如图所示。当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌边的距离为()A.B.xCxDx答案：D解析：当用板挡住小球A而只释放B球时，根据能量守恒有：Epmv，根据平抛运动规律有：xv0t。当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放时，设A、B的速度大小分别为vA和vB，则根据动量守恒定律和能量守恒定律有：mvB2mvA0，Ep2mvmv，解得vBv0，B球的落地点距桌边的距离为xvBtx，D选项正确。3(2014重庆理综)碘131的半衰期约为8天。若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有()A.BC.D答案：C解析：由半衰期公式得m1()m()m，故选项C正确。4研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0。在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是()答案：B解析：反向电压U和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达极A的光电子数与光强也成正比，故光电流i与光强I成正比，A项正确；由动能定理，得qU00Ekm，又因EkmhW，所以U0，可知截止电压U0与频率是线性关系，不是正比关系，故B错误；光强I与频率一定时，光电流i随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性，可知C项正确；由光电效应，知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的，时间小于109s,109s后，光强I和频率一定时，光电流恒定，故D项正确。5质量为m的人站在质量为2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下。跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的vt图象为()答案：B解析：考查动量守恒定律的应用及图象问题，解题的关键是注意动量的矢量性，规定初速度方向为正方向，由动量守恒定律，有3mv0mv02mv，得v2v0；由牛顿第二定律知，人跳离小车前后的加速度相等，即在vt图象上两线平行。综上所述，人跳离车后，车将做以初速度2v0，加速度与原来相等的匀减速运动，直到停止，故选B。6(2014大纲全国卷)一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.BC.D答案：A解析：设中子质量为m，则原子核质量为Am，由mvmv1Amv2，mv2mvAmv，得v1v所以，A对。7.(2015广东省湛江一中高三模拟)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()Aa光的频率一定大于b光的频率B只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c答案：AB解析：由于用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，说明b光不能发生光电效应，即a光的频率一定大于b光的频率；增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G的电流增大；因为b光不能发生光电效应，所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转；用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电子的方向是由d到c，所以电流方向是由c到d。选项A、B正确。8(2015河南安阳二模)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是()A.根据、射线的特点可知，射线1是射线，射线2是射线，射线3是射线B.氢原子辐射出一个光子后，电势能减小，总能量增大C.天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件无关D.重核的裂变反应方程有UnBaKr3nE.用绿光照射K时，电流表指针发生了偏转，若改用紫光照射，电流表的示数一定增大答案：ACD解析：三种射线的穿透本领不同，根据、射线的特点可知，射线1的穿透本领最弱，是射线，射线3的穿透本领最强，是射线，射线2是射线，故A正确；一个氢原子放出光子，原子能量减小，根据，得mv2，可知电子的动能增大，则电势能减小，故B错误；半衰期与其化学性质与化学状态无关，将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不变，故C正确；重核的裂变是重核俘获一个慢中子后才能发生的，所以核反应方程有UnBaKr3n，故D正确；光电流的大小与光子的数目有关，与频率无关，故E错误。9(2014山东理综)氢原子能级如图，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是()A氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656nmB用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级答案：CD解析：氢原子从第2能级跃迁到第1能级的能量要大于从第3能级跃迁到第2能级的能量，由Eh知，能量越大，波长越小可得选项A错误；波长325nm的光子能量为Eh3.825eV，小于第1、2能级的能量差，故不能使氢原子从第1能级跃迁到第2能级，选项B错误；从第3能级向低能级跃迁时可以发出3种不同频率的光，选项C正确；波长633nm的光子能量为Eh1.96eV，小于第2、3能级的能量差，故不能使氢原子从第2能级跃迁到第3能级，选项D正确。10如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知()A该金属的截止频率为4.271014HzB该金属的截止频率为5.51014HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为0.5eV答案：AC解析：图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错误；由光电效应方程EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为：W0h0eV1.77eV，D错误。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(8分)(2015济宁模拟)某同学用如图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。(1)为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为A球的直径_(选填“大于”“等于”或“小于”)B球的直径；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA_mB(选填“小于”“大于”或“等于”)。(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_(填选项号)。A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离BA球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离CA球和B球在空中飞行的时间D测量G点相对于水平槽面的高度(3)已知mA和mB，E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是_点(在E、F、J三个落点中选填)，A球与B球碰撞后A球的落点是_点(在E、F、J三个落点中选填)。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，请你用图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是_。答案：(1)等于大于(2)A、B(3)FEmAOFmAOEmBOJ解析：(1)为使两球碰撞为一维碰撞，两球直径应相等，为使入射球不反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即mA大于mB。(2)因为用A、B球飞出的距离代表飞行速度，故A、B项是必须进行的测量。A球、B球在空中的飞行时间相同，不必测量，C项错。A球的平抛速度用距离代表，D项不必测量。(3)由实验过程可知，A球单独飞行时的落点为F，A、B球碰后，A球的落点是E点，验证动量守恒的表达式是mAOFmAOEmBOJ12(6分)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为0。现将频率为(大于0)的光照射在阴极上，则：(1)_是阴极，阴极材料的逸出功等于_。(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为_，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_。(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反_的反向电压。(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是_。A照射光频率不变，增加光强B照射光强度不变，增加光的频率C增加A、K电极间的电压D减小A、K电极间的电压答案：(1)Kh0(2)hh0eU逐渐增大，直至保持不变(3)(4)A13(4分)(2014浙江自选模块)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示。当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出频率为_Hz的光子。用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV。(电子电量e1.601019C，普朗克常量h6.631034Js)答案：6.210140.30解析：氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，释放出光子的能量为E0.85eV(3.40eV)2.55eV，由hE解得光子的频率6.21014Hz。用此光照射逸出功为2.25eV的钾时，由光电效应方程知，产生光电子的最大初动能为EkhW(2.552.25)eV0.30eV。三、论述计算题(共4小题，共42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)14(10分)(2014大纲版全国卷)冰球运动员甲的质量为80.0kg。当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求：(1)碰后乙的速度的大小；(2)碰撞中总机械能的损失。答案：(1)1.0m/s(2)1400J解析：(1)设运动员甲、乙的质量分别为m、M，碰撞前的速度大小分别为v、V，碰撞后乙的速度大小为V，取运动员甲速度方向为正方向，由动量守恒定律得mvMVMV代入数据得V1.0m/s(2)设碰撞过程中总机械能的损失为E，应有mv2MV2MV2E联立式，代入数据得E1400J15(10分)(2014天津理综)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB2kg。现对A施加一个水平向右的恒力F10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6s，二者的速度达到vt2m/s。求(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度l。答案：(1)2.5m/s2(2)1m/s(3)0.45m解析：(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有FmAa代入数据得a2.5m/s2(2)对A、B碰撞后共同运动t0.6s的过程，由动量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入数据解得v1m/s(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA(mAmB)vA从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有FlmAv 由式，代入数据解得l0.45m16(10分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长0.50m的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h6.631034Js。结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能。(2)该阴极材料的极限波长。答案：(1)4.01012个9.61020J(2)0.66m解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n(个)4.01012(个)光电子的最大初动能为：EkmeU01.61019C0.6V9.61020J(2)设阴极材料的极限波长为0，根据爱因斯坦光电效应方程：Ekmhh，代入数据