2023年春高中物理阶段性测评卷（二）新人教版选修3-5

PAGEPAGE6阶段性测评卷(二)(时间：90分钟总分值：100分)第一卷(选择题，共48分)一、选择题(此题有12小题，每题4分，共48分．)1．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一局部能够通过大气层被遥感卫星接收．以下图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况．由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()A．2.5～3.5μm B．4～4.5μmC．5～7μm D．8～13μm解析：从图象中看出，8～13μm的波段大气吸收率小，能被遥感卫星接收．答案：D2．(多项选择题)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的选项是()A．康普顿效应现象说明光具有波动性B．康普顿效应现象说明光具有粒子性C．当光子与晶体中电子碰撞后，其能量增加D．当光子与晶体中电子碰撞后，其能量减少答案：BD3．如下图为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．以下说法中正确的选项是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果根本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹解析：α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度偏转．α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用．答案：C4．如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线()甲乙A．α射线 B．β射线C．γ射线 D．三种射线都可以解析：由题图甲可知α射线和β射线都不能穿透钢板，γ射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕，C项正确．答案：C5．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如下图，其中()A．C为氦核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线，而γ射线是比X射线波长更短的光子流；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．由此可知，C项正确．答案：C6．图中画出了氢原子的几个能级，并注明了相应的能量En，处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出假设干种不同频率的光波．金属钾的逸出功为2.22eV.在这些光波中，能够从金属钾的外表打出光电子的总共有()A．二种 B．三种C．四种 D．五种解析：由题意和能级图知，能够发出6种不同频率的光波．而逸出功W＝hν0＜En－Em可产生光电子．代入数据，有E4－E3＝0.66eV，E3－E2＝1.89eV，E4－E2＝2.55eV，E3－E1＝12.09eV，E4－E1＝12.75eV，E2－E1＝10.20eV，显然总共有4种．答案：C7．(多项选择题)如下图的光电管的实验中，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bD．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答案：AC8．在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×10－7m的光量子．每放出1mol的氧气，同时植物储存469kJ的能量，绿色植物能量转换效率为(普朗克常量h＝6.63×10－34A．9% B．34%C．56% D．79%解析：植物储存的能量与它储存这些能量所需要吸收的总光能的比值就是绿色植物的能量转换效率．现每放出1mol氧气储存469kJ的能量，只要再求出所需的光能就行了．设阿伏加德罗常数为NA.因每放出一个氧分子需要吸收8个光量子，故每放出1mol的氧气需要吸收的光量子数为8NA.其总能量为E＝8NA·eq\f(hc,λ)＝8×6.02×1023×eq\f(6.63×10－34×3×108,6.88×10－7)J≈1.392×106J．绿色植物的能量转化效率为η＝eq\f(469×103,1.392×106)×100%≈34%.答案：B9．如下图，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰前A球的德布罗意波长为λ1，碰后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3，那么以下关系正确的选项是()A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3C．λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2－λ3) D．λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2＋λ3)解析：由动量守恒定律pA＝pA′＋pB，再由德布罗意波长公式λ＝eq\f(h,p)，得到eq\f(h,λ1)＝eq\f(h,λ2)＋eq\f(h,λ3).答案：D10．假设元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，那么相同质量的A和B，经过20天后，剩下的元素A、B的质量之比mA∶mB为()A．30∶31 B．3∶30C．1∶2 D．2∶1解析：根据半衰期公式得mA＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(20,4)＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5，mB＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(20,5)＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))4所以mA∶mB＝1∶2.答案：C11．方向性很好的某一单色激光源，发射功率为P，发出的激光波长为λ，当激光束射到折射率为n的介质中时，由于反射其能量减少了10%，激光束的直径为d，那么在介质中与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积上的光子数为()A.eq\f(3.6Pλ,πd2hc) B.eq\f(3.6Pλn,πd2hc)C.eq\f(0.9Pλ,hc) D.eq\f(3.6Pλ,hc)解析：与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积的光能为E＝eq\f(0.9P,\f(1,4)πd2)＝eq\f(3.6P,πd2)，光子的能量ε＝eq\f(hc,λ)，那么光子数N＝eq\f(E,ε)＝eq\f(3.6Pλ,πd2hc).答案：A12．(多项选择题)在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车(和单摆)以恒定的速度v0沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如下图．碰撞的时间极短，在碰撞过程中，以下情况可能发生的是()A．小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(M＋m0)v0＝(M＋m0)v1＋mv2B．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M＋m0)v0＝Mv1＋mv2＋m0v3C．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足Mv0＝Mv1＋mv2D．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v′，满足Mv0＝(M＋m)v′解析：由于小车与木块发生碰撞的时间极短，碰撞时仅小车与木块间发生相互作用，使小车与木块的动量和速度发生变化，而在这极短时间内，摆球和小车水平方向并没有通过绳发生相互作用，所以小车与木块碰后瞬时，小球仍保持原来的速度而未来得及变化．因此小车与木块碰撞刚结束时，球仍保持原来的速度，仅小车与木块由于相互作用，各自动量发生改变，所以选项A、B是错误的．取小车(不包括摆球)和木块作为系统，碰撞前后动量守恒，但小车与木块碰后可能别离，也可能结合在一起，所以选项C、D中两情况都可能发生．答案：CD第二卷(非选择题，共52分)二、实验题(此题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(4分)如下图，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，那么验电器指针偏角将__________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)．(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，假设改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有〞或“无〞)偏转．答案：(1)减小(2分)(2)无(2分)14．(10分)为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的两个长立方体滑块A和B，按下述步骤做了如下实验：步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；步骤2：安装好实验装置如以下图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧链接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅屡次曝光的数码照片；步骤4：屡次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如以下图所示；(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置是________．①A、B相撞的位置在P5、P6之间②A、B相撞的位置在P6处③A、B相撞的位置在P6、P7之间(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或者读取的物理量是________．①A、B两个滑块的质量m1和m2②滑块A释放时距桌面的高度③频闪照相的周期④照片尺寸和实际尺寸的比例⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89⑦滑块与桌面间的动摩擦因数(3)写出验证动量守恒的表达式________________________________．(4)为了提高实验准确度，以下措施中有效的是________．①使用更平整的轨道槽②使用更光滑的轨道槽③在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间④适当增大相机和轨道槽的距离(5)请你再写出一条有利于提高实验准确度或改良试验原理的建议：__________________________________________.答案：(1)②(2)①⑥(3)m1(2s56＋s45－s34)＝m2(2s67＋s45－s34)(4)①③④(5)将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动(其它合理答案也参照给分)(每空2分)三、计算题(此题有3小题，共38分．解容许写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)15．(10分)氢原子处于基态时，原子的能级为E1＝－13.6eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，当氢原子在n＝4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？解析：(1)由氢原子的能级公式得E4＝eq\f(1,42)E1＝－0.85eV(3分)故要使处在n＝4能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为0.85eV.(2分)(2)由hν＝Em－En可知hν＝E4－E1＝12.75eV(3分)即处于n＝4的氢原子跃迁到n＝1时放出光子的能量最大为12.75eV.(2分)答案：(1)0.85eV(2)12.75eV16．(12分)假设eq\o\al(235,92)U俘获一个中子裂变成eq\o\al(90,38)Sr及eq\o\al(136,54)Xe两种新核，且三种原子核的质量分别为235.0439u、89.9077u和135.9072u，中子质量为1.0087u(1u＝1.6606×10－27kg,1u相当于931.50MeV)(1)写出铀核裂变的核反响方程；(2)求9.2kg纯铀235完全裂变所释放的能量是多少？(取两位有效数字)解析：(1)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n.(4分)(2)因为一个铀核裂变的质量亏损Δm＝(235.0439u＋1.0087u)－(89.9077u＋135.9072u＋10×1.0087u)＝0.1507u，(3分)故9.2kg的铀裂变后总的质量亏损为ΔM＝6.02×1023×0.1507×9.2×103/235u＝3.55×1024u，