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1、综合检测 (时间:90分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中,第 15 题只有一 项符合题目要求,第 68 题有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选 错的得 0 分) 1 1.如图甲是 、 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( ) A. 射线 B. 射线 C. 射线 D.三种射线都可以 答案 C 解析由题图甲可知 射线和 射线都不能穿透钢板, 射线的穿透力最强,可用来检查金属 内部的伤痕,答案为 C. 2 2
2、.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为 m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与 水平面平滑连接,一个质量也为 m 的小球从槽高 h 处开始下滑,则( ) (导学号 51160222) A.在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒 B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C.被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高 h 处 D.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动 答案 D 解析小球在槽上运动时,由于小球受重力,故两物体组成的系统外力之和不为零,故动量不守恒, 当小球与弹簧接触后,小球受外力,故动量不再守恒,故 A 错误;下滑过程中两物体都有水平方向 的
3、位移,而力是垂直于球面的,故力和位移夹角不垂直,故两力均做功,故 B 错误;小球脱离弧形 槽时,水平方向动量守恒,可得两者速度大小相等,故小球脱离弧形槽后,槽向后做匀速运动,而 小球被弹簧反弹后也做匀速运动,小球追不上弧形槽,故 C 错误,D 正确. 3 3.氦氖激光器能产生三种波长的激光,其中两种波长分别为 1=0.632 8 m,2=3.39 m.已 知波长为 1的激光是氖原子在能级间隔为 E1=1.96 eV 的两个能级之间跃迁产生的.用 E2 表示产生波长为 2的激光所对应的跃迁的能级间隔,则 E2的近似值为( )(导学号 51160223) A.10.50 eV B.0.98 eV
4、C.0.53 eV D.0.37 eV 答案 D 解析由跃迁公式得 E1= ,E2= ,联立可得 E2= E1=0.37 eV,选项 D 对. 1 4 4.关于对微观粒子的认识,下列说法中正确的是( ) A.粒子的位置和动量可以同时确定 B.粒子的运动没有确定的轨迹 C.单个粒子的运动没有规律 D.粒子在某一时刻的加速度由该时刻粒子受到的合力决定 答案 B 解析微观粒子具有波粒二象性,运动没有确定的轨迹,选项 B 正确;虽不能确定粒子出现在哪一 位置,但可确定粒子在该点附近出现的概率,选项C 错误;由不确定性关系知,粒子的位置和动量 不能同时确定,选项 A 错误;微观粒子的运动不遵循牛顿运动定
5、律,选项 D 错误. 5 5.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴 极 K),钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流 I 与 A、K 之间 的电压 UAK的关系图象中,正确的是( ) (导学号 51160224) 答案 C 解析入射光的频率相同,则光电子的最大初动能相同,由-eU=- 知,两种情况下遏止电压 相同,故选项 A、B 错误;光电流的强度与入射光的强度成正比,所以强光的光电流比弱光的光电 流大,故选项 C 正确,选项 D 错误. 6 6.(2014广东理综)在光电效应实验中,用频率为 的光照射光电管阴极,发生
6、了光电效应.下 列说法正确的是( ) (导学号 51160225) A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于 的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于 的光照射,光电子的最大初动能变大 答案 AD 解析增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目增多,光电流增大,A 项正确;光电效应的 发生与入射光的强度无关,B 项错误;入射光频率小于 时,若仍大于金属的截止频率,仍能发 生光电效应,C 项错误;增大入射光的频率时,由爱因斯坦光电效应方程 Ek=h-W0可知,光电子 的最大初动能变大,D 项正确. 2 7 7.(2015全国理综)实物粒子
7、和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是( ) (导学号 51160226) A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B. 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关 答案 ACD 解析干涉、衍射是波具有的特性,A、C 项正确; 射线在云室中留下径迹是由于其电离作用,与 波动性无关,B 项错误;由于存在衍射现象,且波长越长,衍射越明显,而衍射现象限制了显微镜 的分辨本领,高速电子束的物质波波长比可见光的波长小得多,所以人们研制出电
8、子显微镜观 测物质的微观结构,D 项正确;由 Ek=h-W0知 E 项错误.本题符合要求的是 A、C、D 选项. 8 8.(2015河北石家庄模拟)下列说法中正确的是( ) (导学号 51160227) A.氡的半衰期为 3.8 天,若取 4 个氡原子核,经 7.6 天后就一定剩下 1 个氡原子核了 B.核反应 Ba Kr+mX 是若干核裂变反应中的一种,X 是中子,m=3 C.光是一种概率波 D.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性 E.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减 小,电势能增大,原子的总能量减小 答案 BCD 解析半衰期对大量的原子核适
9、用,对少量的原子核不适用,故 A 错误;核反应 n Ba Kr+mX 中,根据电荷数守恒,X 不含质子,故一定是中子,根据质量数守恒,m=235+1-141-92=3, 故 B 正确;光具有波粒二象性,故光是一种概率波,故 C 正确;光电效应说明光子具有能量,康普 顿效应说明光子具有动量,均说明光具有粒子性,故 D 正确;按照玻尔理论,氢原子核外电子从半 径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,原子的总能量增大,故 E 错误. 二、非选择题(共 4 小题,共 52分) 9 9.(12分)(2015 江苏单科)(导学号 51160228) (1)波粒二象性是微观世界的基本
10、特征,以下说法正确的有 . A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等 (2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电, U 是核电站常用的核燃料 U 受 一个中子轰击后裂变成 Ba和 Kr 两部分,并产生 个中子.要使链式反应发生,裂变 物质的体积要 (“”“”选填 大于 或 小于 )它的临界体积. (3)取质子的质量 mp=1.672 610-27 kg,中子的质量 mn=1.674 910-27 kg, 粒子的质量 m=6.646 710-27
11、kg,光速 c=3.0108 m/s.请计算 粒子的结合能.(计算结果保留两位有效 数字) 3 答案(1)AB (2)3 大于 (3)4.310-12 J 解析(1)光具有波粒二象性,光电效应揭示了光的粒子性,选项A 正确;干涉和衍射是波所具有的 特征,选项 B 正确;黑体辐射的实验规律可利用普朗克提出的能量子观点来解释,选项 C 错误;根 据动量和动能的关系 p= 知,质子和电子的动能相等时,质子的动量大,由 = 知,质子的 德布罗意波的波长小,选项 D 错误. (2)核反应方程为 Ba Kr+ n,根据质量数守恒可得 x=(235+1)-(144+89)=3;发生链式反应的条件是裂变物质的
12、体积大于它的临界体积. (3)组成 粒子的核子与 粒子的质量差 m=(2mp+2mn)-m 结合能 E=mc2 代入数据得 E=4.310-12 J. 1010.(12分)(2015 海南单科)(导学号 51160229) (1)氢原子基态的能量为 E1=-13.6 eV.大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发出的 所有的光子中,频率最高的光子能量为-0.96E1,频率最小的光子的能量为 eV(保留 2 位有效数字),这些光子可具有 种不同的频率. (2)运动的原子核 X 放出 粒子后变成静止的原子核 Y.已知 X、Y 和 粒子的质量分别是 M、m1 和m2,真空中的光速为c, 粒子的速
13、度远小于光速.求反应后与反应前的总动能之差以及 粒 子的动能. 答案(1)0.31 10 (2)(M-m1-m2)c2 解析(1)氢原子原来处于 n能级,由频率条件知: -0.96E1= E1-E1 解得 n=5. 频率最小的光子能量为 hmin=E5-E4= =0.31 eV. 具有不同频率的光子的数量为 =10. (2)衰变方程是 He 设原子核 X 和 粒子的动量、动能分别为 p0和 p2、E0和 E2.根据动量守恒定律有 p0=p2 由粒子动能与动量的关系 E0= 4 E2= 根据能量守恒,反应后与反应前的总动能之差为 E2-E0=(M-m1-m2)c2 联立式得 E2= c2. 11
14、11.(12分)40kg 的女孩骑自行车带 30kg 的男孩(如图所示),行驶速度 2.5 m/s.自行车行驶时, 男孩要从车上下来.(导学号 51160230) (1)他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤,为什么? (2)男孩要以最安全的方式下车,计算男孩安全下车的瞬间,女孩和自行车的速度. (3)以自行车和两个孩子为系统,试计算在男孩下车前、后整个系统的动能的值.如有不同,请解 释. 答案(1)由于惯性 (2)4 m/s (3)250 J 400 J 男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正 功,使系统的动能增加了 150 J 解析(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚
15、的速度为零,由于惯性,上 身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤.所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时可能不摔 跤. (2)男孩最安全的下车方式是下车瞬间相对地的速度为零. 男孩下车前后,对整体由动量守恒定律有 (m1+m2+m3)v0=(m1+m2)v 解得 v=4 m/s(m1表示女孩质量,m2表示自行车质量,m3表示男孩质量) (3)男孩下车前系统的动能 Ek= (m1+m2+m3) (40+10+30)2.52 J=250 J 男孩下车后系统的动能 Ek= (m1+m2)v2= (40+10)42 J=400 J 男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了 150
16、J. 1212.(16分)(1)原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向低能级跃迁.如图所示为氢 原子的能级图.现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数 n=1)的氢原子上,被激发的氢原子 能自发地发出3 种不同频率的色光,则照射氢原子的单色光的光子能量为多少?用这种光照射逸 出功为 4.54 eV 的金属表面时,逸出的光电子的最大初动能是多少? (导学号 51160231) 5 (2)静止的 Li 核俘获一个速度v1=7.7104 m/s 的中子而发生核反应,生成两个新核.已知生成 物中 He的速度 v2=2.0104 m/s,其方向与反应前中子速度方向相同. 写出上述反应方程. 求另一生成物的速度. 答案(1)12.09 eV 7.55 eV (2) Li n H He 1103 m/s 运动方向与氦核相反 解析(1)由 =3 可知 n=3,故照射光的光子能量为 E3-E1=12.09 eV 由 Ek=h-W 知 Ek=(12.09-4.54) eV=7.55 eV. (2)核反应方程式为 Li n H He 设中子、氦核、新核的质量分别为 m1、m2、m3, 它们的速度分别为 v1、v2、v3, 根据动量守恒,有 m1v1=m2v2+m3v3 解得 v3= =-1103 m/s. 负号说明新核运动方向与氦核相反. 6