2024-2025學(xué)年高中物理綜合檢測(cè)含解析新人教版選修3-5

PAGEPAGE9eq\o(\s\up7(綜合檢測(cè)),\s\do5())時(shí)間：90分鐘分值：100分一、選擇題(1～5題為單選，6～10題為多選，每小題4分，共40分)1．一炮艇總質(zhì)量為M，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對(duì)炮艇的水平速度v沿前進(jìn)方向放射一質(zhì)量為m的炮彈，射出炮彈后炮艇的速度為v′，若不計(jì)水的阻力，則下列各關(guān)系式中正確的是(D)A．Mv0＝Mv′＋mvB．Mv0＝(M－m)v′＋mvC．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)D．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′)解析：放射炮彈的過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，放射前，系統(tǒng)的總動(dòng)量為Mv0，射出炮彈后，炮艇的質(zhì)量變?yōu)镸－m，速度為v′，炮彈質(zhì)量為m，對(duì)地速度為v＋v′，所以系統(tǒng)總動(dòng)量為(M－m)v′＋m(v＋v′)，本題選D.2.在做光電效應(yīng)的試驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照耀發(fā)生了光電效應(yīng)，試驗(yàn)測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，由試驗(yàn)圖線不能求出(D)A．該金屬的極限頻率和極限波長(zhǎng)B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，當(dāng)Ek＝0時(shí)，ν＝ν0，即圖象中橫坐標(biāo)的截距在數(shù)值上等于金屬的極限頻率．圖線的斜率k＝tanθ＝eq\f(Ek,ν－ν0).可見圖線的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量．依據(jù)圖象，假設(shè)圖線的延長(zhǎng)線與Ek軸的交點(diǎn)為C，其截距大小為W0，有tanθ＝eq\f(W0,ν0).而tanθ＝h，所以，W0＝hν0.即圖象中縱坐標(biāo)軸的截距在數(shù)值上等于金屬的逸出功．3.μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的探討中有重要作用．圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖，假定光子能量為E的一束光照耀容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子汲取光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且頻率依次增大，則E等于(C)A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3 D．hν4解析：μ氫原子汲取光子后，能發(fā)出六種頻率的光，說(shuō)明μ氫原子是從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，則汲取的光子的能量為ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好對(duì)應(yīng)著頻率為ν3的光子，故光子的能量為hν3.4.A、B兩物體沿同始終線分別在FA、FB作用下運(yùn)動(dòng)，如圖所示是表示它們的動(dòng)量p隨時(shí)間的改變規(guī)律．設(shè)A、B兩物體所受沖量大小分別為IA、IB，那么(A)A．FA＞FB，方向相反 B．FA＞FB，方向相同C．IA＞IB，方向相同 D．IA＜IB，方向相反解析：由圖象可知，A物體動(dòng)量改變量大于B物體動(dòng)量改變量，且ΔpA＜0，ΔpB＞0，依據(jù)動(dòng)量定理可知，IA＞IB，方向相反．由F＝eq\f(Δp,t)知，F(xiàn)A＞FB，方向相反．5．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的相識(shí)，其中正確的是(B)A．γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流B．氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大C．太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中發(fā)生的重核裂變D.eq\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi經(jīng)過(guò)10天后還剩下50克解析：γ射線是不帶電的電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動(dòng)的電子的軌道半徑變小，由庫(kù)侖引力供應(yīng)向心力得eq\f(kQe,r2)＝meq\f(v2,r)，可得eq\f(1,2)mv2＝eq\f(kQe,2r)，所以r變小后電子的動(dòng)能增大，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)輻射能量主要來(lái)源于太陽(yáng)中發(fā)生的氫核聚變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由m＝m0(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)可知，經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后應(yīng)當(dāng)剩下eq\f(1,4)，即25克，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探究的過(guò)程中，科學(xué)試驗(yàn)起到了特別重要的作用.下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是(ACE)A．密立根通過(guò)油滴試驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B．貝克勒爾通過(guò)對(duì)自然放射現(xiàn)象的探討，發(fā)覺了原子中存在原子核C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分別出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D．盧瑟福通過(guò)α粒子散射試驗(yàn)證明了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E．湯姆孫通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的試驗(yàn)，發(fā)覺了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷解析：密立根通過(guò)油滴試驗(yàn)測(cè)得了電子的電荷量，選項(xiàng)A正確；貝克勒爾發(fā)覺了自然放射現(xiàn)象，表明原子核具有困難結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；居里夫婦發(fā)覺了釙(Po)和鐳(Ra)兩種元素，選項(xiàng)C正確；盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)說(shuō)明原子中存在原子核，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；湯姆孫發(fā)覺陰極射線，并測(cè)出了組成陰極射線粒子的比荷，選項(xiàng)E正確．7．在單縫衍射試驗(yàn)中，中心亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個(gè)光強(qiáng)的95%以上．假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)光子通過(guò)單縫，那么該光子(CD)A．肯定落在中心亮紋處B．肯定落在亮紋處C．可能落在暗紋處D．落在中心亮紋處的可能性最大解析：依據(jù)光的概率波的概念，對(duì)于一個(gè)光子通過(guò)單縫落在何處，是不行確定的，但概率最大的是落在中心亮紋處，可達(dá)95%以上．當(dāng)然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過(guò)，落在暗紋處的概率很小，故C、D選項(xiàng)正確．8.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核發(fā)生了衰變，得到兩條如圖所示的徑跡，圖中箭頭表示衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)方向．不計(jì)放出的光子的能量，則下列說(shuō)法正確的是(AD)A．發(fā)生的是β衰變，b為β粒子的徑跡B．發(fā)生的是α衰變，b為α粒子的徑跡C．磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)外D．磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)內(nèi)解析：從軌跡可以看出兩粒子的運(yùn)動(dòng)方向不同，但起先運(yùn)動(dòng)的瞬間受力方向相同，說(shuō)明電流方向相同，即發(fā)生了β衰變，在磁場(chǎng)中受力向上，由左手定則可以推斷出磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)內(nèi)，A、D選項(xiàng)正確．9.一物體在外力的作用下從靜止起先做直線運(yùn)動(dòng)，合外力方向不變，大小隨時(shí)間的改變?nèi)鐖D所示．設(shè)該物體在t0和2t0時(shí)刻相對(duì)于動(dòng)身點(diǎn)的位移分別是x1和x2，速度分別是v1和v2，合外力從起先至t0時(shí)刻做的功是W1，從t0至2t0時(shí)刻做的功是W2，則(AC)A．x2＝5x1v2＝3v1B．x2＝9x1v2＝5v1C．x2＝5x1W2＝8W1D．v2＝3v1W2＝9W1解析：依據(jù)F－t圖象面積意義和動(dòng)量定理有F0t0＝mv1,F0t0＋2F0t0＝mv2，得v2＝3v1；應(yīng)用位移公式有x1＝eq\f(v1,2)t0、x2＝eq\f(v1＋v2,2)t0＋eq\f(v1,2)t0，得x2＝5x1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確；在第一個(gè)t0內(nèi)對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)能定理有W1＝eq\f(mv\o\al(2,1),2)，在其次個(gè)t0內(nèi)對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)能定理有W2＝eq\f(mv\o\al(2,2),2)－eq\f(mv\o\al(2,1),2)，得W2＝8W1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．10．一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si.下列說(shuō)法正確的是(ABE)A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)SiB．核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一樣解析：質(zhì)子p即eq\o\al(1,1)H，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si，A項(xiàng)正確；核反應(yīng)過(guò)程遵循動(dòng)量守恒定律，B項(xiàng)正確；核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，但會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，則eq\o\al(28,14)Si的質(zhì)量為28m，由動(dòng)量守恒定律有mv0＝28mv，得v＝eq\f(v0,28)＝eq\f(1.0×107,28)m/s≈3.6×105m/s，方向與質(zhì)子的初速度方向相同，故E項(xiàng)正確．二、填空題(共4小題，每小題5分，共20分)11．如圖(a)所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛試驗(yàn)小車，甲車系一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車受到水平向右的沖量時(shí)，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．甲車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動(dòng)．紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車運(yùn)動(dòng)狀況如圖(b)所示，電源頻率為50Hz，則碰撞前甲車運(yùn)動(dòng)速度大小為0.6m/s，甲、乙兩車的質(zhì)量之比m甲∶m乙＝2∶1.解析：由紙帶及刻度尺可得碰前甲車的速度為v1＝eq\f(12×10－3,0.02)m/s＝0.6m/s.碰后兩車的共同速度v2＝eq\f(8×10－3,0.02)m/s＝0.4m/s.由動(dòng)量守恒定律有m甲v1＝(m甲＋m乙)v2.由此得甲、乙兩車的質(zhì)量比eq\f(m甲,m乙)＝eq\f(v2,v1－v2)＝eq\f(0.4,0.6－0.4)＝eq\f(2,1).12．核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電，eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92)U是核電站常用的核燃料.eq\o\al(235,92)U受一個(gè)中子轟擊后裂變成eq\o\al(144,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr兩部分，并產(chǎn)生3個(gè)中子．要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要大于(選填“大于”或“小于”)它的臨界體積．解析：由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：eq\o\al(235,\a\vs4\al(92))U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,\a\vs4\al(56))Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，可見產(chǎn)生了3個(gè)電子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一個(gè)條件是鈾燃料的體積必需大于或等于臨界體積．13．一列火車共有n節(jié)車廂，各節(jié)車廂質(zhì)量相等，相鄰車廂間留有空隙，首端第一節(jié)車廂以速度v向其次節(jié)撞去，并連接在一起，然后再向第三節(jié)撞去，并又連接在一起，這樣依次撞下去，使n節(jié)車廂全部運(yùn)動(dòng)起來(lái)，那么最終火車的速度是eq\f(v,n)(鐵軌對(duì)車廂的摩擦不計(jì))．解析：n節(jié)車廂的碰撞滿意動(dòng)量守恒，即mv＝nmv′得最終火車的速度v′＝eq\f(v,n).14．某同學(xué)用如圖甲所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．試驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止起先滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止起先滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次．O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取65.7cm.(2)(多選)在以下選項(xiàng)中，本次試驗(yàn)必需進(jìn)行測(cè)量的有ABD.(填選項(xiàng)字母)A．水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球及B球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測(cè)量A球或B球的直徑D．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E．測(cè)量O點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度(3)試驗(yàn)中，關(guān)于入射球在斜槽上釋放點(diǎn)的位置對(duì)試驗(yàn)影響的說(shuō)法正確的是(C)A．釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B．釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越精確C．釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小D．釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道?duì)被碰小球的阻力越小解析：(1)用一盡可能小的圓把小球落點(diǎn)圈在里面，可知圓心的位置是65.7cm，這也是小球落點(diǎn)的平均位置．(2)本試驗(yàn)中要測(cè)量的數(shù)據(jù)有：兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，三個(gè)落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離x1、x2、x3，所以應(yīng)選ABD.(3)入射球的釋放點(diǎn)越高，入射球碰前速度越大，相碰時(shí)內(nèi)力越大，阻力的影響相對(duì)越小，可以較好的滿意動(dòng)量守恒的條件，也有利于減小測(cè)量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差，從而使試驗(yàn)的誤差減小，選項(xiàng)C正確．三、計(jì)算題(共4小題，每小題10分，共40分)15.如圖所示為證明電子波存在的試驗(yàn)裝置，從F上漂出來(lái)的熱電子可認(rèn)為初速度為零，所加的加速電壓U＝104V，電子質(zhì)量為m＝9.1×10－31kg.電子被加速后通過(guò)小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，發(fā)生衍射現(xiàn)象，結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋．試計(jì)算電子的德布羅意波長(zhǎng)．答案：1.23×10－11m解析：將eU＝Ek＝eq\f(1,2)mv2，p＝eq\r(2mEk)，λ＝eq\f(h,p)聯(lián)立解得λ＝eq\f(h,\r(2meU))，代入數(shù)據(jù)可得λ≈1.23×10－11m.16.如圖所示，在光滑水平面上，有甲、乙兩個(gè)小球，甲球質(zhì)量為1kg，乙球質(zhì)量為10kg，甲球正以10m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，乙球靜止．甲、乙兩球碰撞后，甲球以大小為5m/s的速度反向彈回，甲、乙兩球碰撞時(shí)間為0.01s．求：(1)碰撞后乙球的速度；(2)碰撞過(guò)程中，乙球?qū)浊虻钠骄饔昧Γ鸢福?1)1.5m/s方向向右(2)1500N解析：(1)取甲、乙兩球組成的系統(tǒng)為探討對(duì)象，規(guī)定向右為正方向，則v甲＝10m/s，v乙＝0，v甲′＝－5m/s由動(dòng)量守恒定律得m甲v甲＝m甲v甲′＋m乙v乙′解得v乙′＝eq\f(m甲v甲－m甲v甲′,m乙)＝1.5m/s，方向向右．(2)甲球的初動(dòng)量p＝m甲v甲＝10kg·m/s末動(dòng)量p′＝m甲v甲′＝－5kg·m/s動(dòng)量改變?chǔ)＝p′－p＝－15kg·m/s故F＝eq\f(Δp,Δt)＝－1500N.17.如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定著半徑為R的半圓形軌道，小球B靜止在軌道的最低點(diǎn)，小球A從軌道右端正上方3.5R處由靜止自由落下，沿圓弧切線進(jìn)入軌道后，與小球B發(fā)生彈性碰撞．碰撞后B球上升到最高點(diǎn)C，圓心O與C的連線與豎直方向的夾角為60°.若兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切摩擦，求A、B兩球的質(zhì)量之比mA∶mB.答案：1∶5解析：小球A從高處由靜止下落至軌道的最低點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律mAg×4.5R＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,0)小球A與小球B發(fā)生彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律m