与名师对话高三课标版物理质量检测7高二物理选修3-5

质量检测(七)高二物理选修3－5(检测范围：选修3－5时间：90分钟总分：100分)一、选择题(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．全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．)1．(2012·上海卷)根据爱因斯坦的“光子说”可知()A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性[解析]“光子说”与“微粒说”有本质的区别，“光子说”认为光的传播是不连续的，频率越大，光子的能量越大，B正确．[答案]B2．(2012·天津卷)下列说法正确的是()A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量[解析]半衰期是原子的属性，不能采用物理或化学方法改变，A错；高空遥感摄影是利用红外线，C错．由于核子结合为原子核时放出能量，因此必然存在质量亏损，D错．氢原子从高能量的激发态跃迁到低能量的基态时放出能量，所以放出光子．答案为B.[答案]B3．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是()A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站普通采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站普遍采用的核燃料[解析]本题考查了核反应方程和轻核聚变．根据核电荷数守恒和质量数守恒可知X是10n，因核反应是质量较轻的核结合成质量较重的核，所以此反应为聚变反应，选项A正确，B、D错误；当前核电站普遍采用的是重核裂变反应，选项C错误．[答案]A4．(2012·西安八校联考)已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线l所示．现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为E1，若用同样的单色光照金属乙表面，产生的光电子的最大初动能为E2，如图所示．则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是()A．aB．bC．cD．上述三条图线都有可能[解析]由光电效应方程：Ek＝hν－W，可知Ek－ν图线的斜率为普朗克常量h，故金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线一定平行于直线l，故A正确．[答案]A5．关于核力与结合能，下列说法中正确的是()A．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力B．核力具有饱和性和短程性，原子核为了稳定，故重核在形成时其中子数多于质子数C．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能D．原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定[解析]本题考查了核力、比结合能的概念．由核力的概念可知，选项AB正确；比结合能越大，核子的平均质量越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定发生质量亏损，释放能量，选项C正确，D错误．[答案]ABC6．北京时间2011年3月11日13时46分，日本东北部宫城县以东太平洋海域发生里氏9.0级强地震，引发日本福岛第一核电站发生了爆炸，核反应堆容器发生破损，放射性物质泄漏．核电站增殖反应堆用铀238吸收快中子变成铀239，铀239不稳定，经过两次β衰变，变成钚239，在这一系列的过程中放出α、β、γ射线，这些射线会导致人的细胞发生癌变．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B．为了防止核污染，日本可以用加压和降温方法，减慢衰变速度C．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2D．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱[解析]本题考查了α、β、γ衰变．根据β衰变原理，选项A正确；原子核衰变的快慢是由原子核本身决定的，与原子核所处的物理、化学状态无关，选项B错误；α粒子由两个质子和两个中子构成，由核反应中质量数、核电荷数守恒可知选项C正确；γ射线是一种电磁波，在三种射线中穿透能力最强，电离能力最弱，选项D正确．[答案]ACD7．(2012·浙江嘉兴一中高三摸底)质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动，如右图所示．则()A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，系统动量不守恒B．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零C．当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为0D．甲物块的速率可能达到5m/s[解析]甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力是系统内力，系统合外力为零，所以动量守恒，选项A错误；当两物块相距最近时，它们的速度相同，设为v，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有mv乙－mv甲＝2mv，代入数据，可得v＝0.5m/s，选项B错误；当甲物块的速率为1m/s时，其方向可能向左，也可能向右，当水平向左时，根据动量守恒定律可得，乙物块的速率为2m/s，当水平向右时，同理可得，乙物块的速率为0，所以选项C正确；因为整个过程中，系统的机械能不可能增加，若甲物块的速率达到5m/s，那么乙物体的速率肯定不为零，这样系统的机械能增加了，所以选项D错误．本题答案为C.[答案]C8．(2012·武汉二月调考)放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置．其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素．电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表：同位素90Sr210Po238Pu射线βαα半衰期28年138天89.6年若选择上述某一种同位素作为放射源，使用相同材料制成的辐射屏蔽层，制造用于执行长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是()A．90Sr的半衰期长较，使用寿命较长，放出的β射线比α射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄B．210Po的半衰期最短，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄C．238Pu的半衰期最长，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄D．放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变[解析]原子核衰变时，释放出高速运动的射线，这些射线的能量来自原子核的质量亏损，即质量减小，但质量数不变，D对；从表格中显示Sr的半衰期为28年、Po的半衰期为138天、Pu的半衰期为89.6年，故Pu的半衰期最长，其使用寿命也最长，α射线的穿透能力没有β射线强，故较薄的屏蔽材料即可挡住α射线的泄漏，C对．[答案]CD9．诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图所示电路可研究光电效应规律．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P的位置不变，以下判断正确的是()A．光电管阴极材料的逸出功为4.5eVB．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零C．若用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大D．若用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零[解析]本题考查了光电效应实验．由电路图可知图中所加电压为反向减速电压，根据题意可知遏止电压为6V，由Ek＝hν－W0＝eUc得W0＝4.5V，选项A正确；当电压达到遏止电压时，所有电子都不能到达A极，无论光强如何变化，电流计示数仍为零，选项B错；若光子能量增大，根据光电效应方程，光电子的最大初动能一定变大，选项C正确；若光子能量为9.5eV的光照射阴极K，则遏止电压为5V，滑片P向左移动少许，电流计的读数仍为零，选项D错．[答案]AC10．一个静止的原子核abX经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E0.设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为()A.E0c2B.E0a－4c2C.a－4E0c2D.aE0a－4c2[解析]本题考查了动量守恒、衰变方程、质能方程．因为衰变过程动量守恒，所以α粒子和新核的动量大小相等．由Ek＝p22m∝1m，可得新核与α粒子的动能之比为4a－4，因此衰变释放的总能量为aE0a－4，由质能方程E＝Δmc2可得质量亏损Δm＝aE0a－4c2.[答案]D二、非选择题(本题共6小题，共60分．按题目要求作答．解答题应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．)11．(6分)(2012·上海卷)6027Co发生一次β衰变后变为Ni，其衰变方程为________，在该衰变过程中还发出频率为ν1，ν2的两个光子，其总能量为________．[解析]根据条件写出核反应方程为：6027Co―→6028Ni＋0－1e，两个光子的总能量为E＝hν＝h(ν1＋ν2)．[答案]6027Co―→6028Ni＋0－1eh(ν1＋ν2)12．(8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，体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：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连接，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从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤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，如下所示；(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置是________．①在P5、P6之间②在P6处③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滑块与桌面的滑动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式________．(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：________.[解析]本题考查了探究碰撞中的不变量实验．(1)由图可得s12＝3.00cm，s23＝2.80cm，s34＝2.60cm，s45＝2.40cm，s56＝2.20cm，s67＝1.60cm，s78＝1.40cm，s89＝1.20cm.根据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞的位置在P6处．(2)为了探究A、B相撞前后动量守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B两个滑块的质量m1和m2和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速度为v4＝s34＋s452T，P5处的速度为v5＝s45＋s562T，因为v5＝v4＋v62，所以A、B碰撞前在P6处的速度为v6＝s45＋2s56－s342T；同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v′6＝2s67＋s78－s892T.若动量守恒则有m1v6＝(m1＋