浙江專版2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)單元評(píng)估檢測(cè)十一選修3-5含解析

PAGE12-單元評(píng)估檢測(cè)(十一)選修3-5(90分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分)1.(多選)(2024·衢州模擬)下列說(shuō)法正確的是 ()A.采納物理或化學(xué)方法可以有效地變更放射性元素的半衰期B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的試驗(yàn)都表明光具有粒子性D.重核裂變過(guò)程生成中等質(zhì)量的核,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量肯定削減【解析】選B、C、D。元素的半衰期是由元素本身確定的,與外部環(huán)境無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子,故B正確;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)只能用光的粒子性說(shuō)明,揭示了光具有粒子性,故C正確;重核裂變過(guò)程生成中等質(zhì)量的核,釋放出能量,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,肯定有質(zhì)量虧損,故D正確。2.(多選)如圖所示,在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=4kg,速率分別為vA=5m/s,vB=2m/s的A、B兩小球沿同始終線相向運(yùn)動(dòng),則下列敘述正確的是()A.它們碰撞前的總動(dòng)量是18kg·m/s,方向水平向左B.它們碰撞后的總動(dòng)量是18kg·m/s,方向水平向左C.它們碰撞前的總動(dòng)量是2kg·m/s,方向水平向右D.它們碰撞后的總動(dòng)量是2kg·m/s,方向水平向右【解析】選C、D。依據(jù)題述,它們碰撞前的總動(dòng)量是mBvB-mAvA=-2kg·m/s,方向水平向右,依據(jù)動(dòng)量守恒定律,它們碰撞后的總動(dòng)量是2kg·m/s,方向水平向右,選項(xiàng)C、D正確。3.(多選)(2024·金華模擬)如圖所示是用光照耀某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變更圖線,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,由圖可知 ()A.該金屬的極限頻率為4.27×1014HzB.該金屬的極限頻率為5.5×1014HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5eV【解析】選A、C。由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知圖線與橫軸交點(diǎn)為金屬的極限頻率,即νc=4.27×1014Hz,A正確,B錯(cuò)誤;由Ek=hν-W0可知,該圖線的斜率為普朗克常量,C正確;金屬的逸出功W0=hνc=6.63×10-344.(2024·全國(guó)卷Ⅰ)氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見(jiàn)光。要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見(jiàn)光光子,最少應(yīng)給氫原子供應(yīng)的能量為 ()A.12.09eV B.10.20eVC.1.89eV D.1.51eV【解析】選A。處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā),至少被激發(fā)到n=3能級(jí)后,躍遷才可能產(chǎn)生能量在1.63eV～3.10eV的可見(jiàn)光,則最少應(yīng)給氫原子供應(yīng)的能量為ΔE=-1.51eV-(-13.60)eV=12.09eV,故選項(xiàng)A正確。5.(2024·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T(mén)和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為 ()A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1【解析】選B。經(jīng)過(guò)2T,對(duì)A來(lái)說(shuō)是2個(gè)半衰期,A的質(zhì)量還剩14,經(jīng)過(guò)2T,對(duì)B來(lái)說(shuō)是1個(gè)半衰期,B的質(zhì)量還剩12,所以剩有的A和B質(zhì)量之比為1∶2,選項(xiàng)6.(多選)(2024·浙江11月選考真題)a、b是兩種單色光,其光子能量分別為εa和εb,且εaA.則a、b的光子動(dòng)量之比paB.若a、b入射到同一雙縫干涉裝置上,則相鄰亮條紋的間距之比ΔxC.若a、b都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則光電子最大初動(dòng)能之差Eka-Ekb=εb(k-1)D.若a、b是由處在同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到a態(tài)和b態(tài)時(shí)產(chǎn)生的,則a、b兩態(tài)能級(jí)之差Ea-Eb=εb(k-1)【解析】選B、C。本題考查了對(duì)公式λ=hp,ε=hcλ?p=εc的理解。依據(jù)p=εc可知papb=εaεb,A錯(cuò);Δx=Lλd,解得Δx=Lhcdε,因此B正確;光電子最大初動(dòng)能Ek=ε-W,將εaεb=k代入,可知C=εb(1-k),可知D錯(cuò)誤。7.(多選)92238U放射性衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成

83210Bi,而

83210Bi可以經(jīng)一次衰變變成

a210X(X代表某種元素),也可以經(jīng)一次衰變變成

81bTiA.a=82,b=206B.a=84,b=206C.①是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子而生成的D.②是α衰變,放出的是正電子,正電子是由質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子和一個(gè)正電子而生成的【解析】選B、C。83210Bi經(jīng)過(guò)①變更為

a210X,質(zhì)量數(shù)沒(méi)有發(fā)生變更,為β衰變,過(guò)程中放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的,即:83210Bi→a210X+

-10e,故a=84,83210Bi經(jīng)過(guò)②變更為

81bTi,核電荷數(shù)少2,為α衰變8.(多選)(2024·浙江10月選考真題)如圖為氫原子能級(jí)圖,氫原子中的電子從n=5能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)可產(chǎn)生a光;從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)可產(chǎn)生b光。a光和b光的波長(zhǎng)分別為λa和λb,照耀到逸出功為2.29eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng),遏止電壓分別為Ua和Ub,則 ()A.λa>λbB.Ua>UbC.a光的光子能量為2.86eVD.b光產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能Ekb=0.26eV【解析】選B、C、D。依據(jù)能級(jí)躍遷學(xué)問(wèn)hfa=E5-E2=-0.54-(-3.4)eV=2.86eV,hfb=E4-E2=-0.85-(-3.4)eV=2.55eV,明顯a光子的能量大于b光子,即a光頻率要大,波長(zhǎng)要短,所以A錯(cuò)誤,C正確。依據(jù)光電效應(yīng)可知,最大初動(dòng)能Ek=hf-W0,所以a光照耀后的最大初動(dòng)能為Eka=2.86-2.29eV=0.57eV,b光照耀后的最大初動(dòng)能為Ekb=2.55-2.29eV=0.26eV,選項(xiàng)D正確。依據(jù)遏止電壓學(xué)問(wèn)可知,Ua>Ub,選項(xiàng)B正確。9.(2024·臺(tái)州模擬)如圖,光滑水平面上有兩輛小車(chē),用細(xì)線相連,中間有一個(gè)被壓縮的輕彈簧,小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)。燒斷細(xì)線后,由于彈力的作用兩小車(chē)分別向左、右運(yùn)動(dòng)。已知兩小車(chē)質(zhì)量之比m1∶m2=2∶1,下列說(shuō)法正確的是 ()A.彈簧彈開(kāi)后兩車(chē)速度大小之比為1∶2B.彈簧彈開(kāi)后兩車(chē)動(dòng)量大小之比為1∶2C.彈簧彈開(kāi)過(guò)程m1、m2受到的沖量大小之比為2∶1D.彈簧彈開(kāi)過(guò)程彈力對(duì)m1、m2做功之比為1∶4【解析】選A。兩小車(chē)和彈簧組成的系統(tǒng),在燒斷細(xì)線后,合外力為零,動(dòng)量守恒,所以兩車(chē)的動(dòng)量大小之比為1∶1,由m1v1=m2v2結(jié)合m1∶m2=2∶1可知v1∶v2=1∶2,所以A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由于彈簧彈開(kāi)過(guò)程,對(duì)兩小車(chē)每時(shí)每刻的彈力大小相等,又對(duì)應(yīng)著同一段作用時(shí)間,由I=Ft可知,m1、m2受到的沖量大小之比為1∶1,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)功能關(guān)系的規(guī)律,彈簧彈開(kāi)過(guò)程,彈力對(duì)m1、m2做功等于兩小車(chē)動(dòng)能的增量,由W=ΔEk=12mv2-0,代入數(shù)據(jù)可知W1∶W2=1∶2,所以D10.(多選)云室能顯示射線的徑跡,把云室放在磁場(chǎng)中,從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向和半徑大小就能推斷粒子的屬性,放射性元素A的原子核靜止放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中發(fā)生衰變,放射出粒子并變成新原子核B,放射出的粒子與新核的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,測(cè)得兩圓的半徑之比R1∶R2=42∶1,且R1=0.2m,已知α粒子質(zhì)量mα=6.64×10-27kg,β粒子質(zhì)量mβ=9.1×10-31kg,普朗克常量取h=6.6×10-34J·s,下列說(shuō)法正確的是 ()A.新原子核B的核電荷數(shù)為84B.放射性元素A原子核發(fā)生的是β衰變C.衰變放射出的粒子的速度大小為2.4×107m/sD.假如A原子核衰變時(shí)釋放出一種頻率為1.2×1015Hz的光子,那么這種光子能使逸出功為4.54eV的金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選A、C、D。由動(dòng)量守恒mv-mαvα=0,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于洛倫茲力,即qvB=mv2r。又qα=2e,R1∶R2=42∶1由以上關(guān)系得新原子核的電荷量q=84e,即新原子核的電荷數(shù)為84,故A正確;衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒,因初動(dòng)量為零,故衰變后兩粒子動(dòng)量大小相等,方向相反。粒子軌跡為外切圓,說(shuō)明兩粒子所受的洛倫茲力方向相反,均帶正電,故發(fā)生的是α衰變,故B錯(cuò)誤。由R1=mαvαqαB得,vα=qαBR1mα=2×1.6×10-19=7.92×10-19J=4.95eV>4.54eV,因此能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng),故D正確;綜上分析,A、C、D正確。二、試驗(yàn)題(本題共2小題,共12分)11.(4分)利用氣墊導(dǎo)軌做試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律:如圖甲所示,起先時(shí)兩個(gè)滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕彈簧,兩滑塊用繩子連接;繩子燒斷后,兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng),得到如圖乙所示的兩個(gè)滑塊A、B相互作用后運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片,頻閃的頻率為10Hz。已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g,依據(jù)照片記錄的信息,A、B離開(kāi)彈簧后,滑塊A做勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度大小為_(kāi)_______m/s,本次試驗(yàn)中得出的結(jié)論是__。

【解析】由題圖乙可知,繩子燒斷后,A、B均做勻速直線運(yùn)動(dòng)。起先時(shí)有vA=0,vB=0,A、B被彈開(kāi)后有v′A=0.09m/s,v′B=0.06m/s,mAv′A=0.018kg·m/s,mBv′B=0.018kg·m/s,由此可得mAv′A=mBv′B,即0=mBv′B-mAv′A,結(jié)論是兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過(guò)程中動(dòng)量守恒。答案:0.09兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過(guò)程中動(dòng)量守恒12.(8分)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的試驗(yàn),氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上勻稱分布著肯定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會(huì)從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地懸浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。(1)下面是試驗(yàn)的主要步驟:①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的調(diào)整旋鈕,使導(dǎo)軌水平;②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣;③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí),紙帶始終在水平方向;④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間,已知碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng);⑥先__,

然后____________,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng);

⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出較志向的紙帶如圖乙所示;⑧測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g。試著完善試驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),計(jì)算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_(kāi)_____kg·m/s;兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為_(kāi)_____kg·m/s。(保留三位有效數(shù)字)

(3)試說(shuō)明(2)問(wèn)中兩結(jié)果不完全相等的主要緣由是__。

【解析】(1)試驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開(kāi)滑塊1。(2)作用前滑塊1的速度v1=0.20.1m/s=22m/s=0.620kg·m/s,作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v=0.1681.2m/s,其質(zhì)量與速度的乘積之和為(0.310kg+0.205kg)×1.2m/s=0.618kg·m/s。(3)存在誤差的主要緣由是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦。答案:(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦三、計(jì)算題(本題共4小題,共48分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.(10分)如圖甲所示,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的

36Li核俘獲一個(gè)速度為v104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng),即

36Li+01n→13H+24104m/s,其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同,試求:(1)13(2)在圖乙中,已畫(huà)出并標(biāo)明兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,請(qǐng)計(jì)算出軌跡半徑之比。(3)當(dāng)

24He旋轉(zhuǎn)三周時(shí),粒子

1【解析】(1)反應(yīng)前后動(dòng)量守恒:m0v0=m1v1+m2v2 ①(2分)(v1為氚核速度,m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核質(zhì)量)代入數(shù)值可解得:v1=-1.0×103m/s②(1分)方向與v0相反。(2)13H、24r1∶r2=m1v1Bq1∶(3)13H和

T1∶T2=2πm2Bq所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比為n1∶n2=T2∶T1=2∶3 ⑤(2分)即

24He旋轉(zhuǎn)3周時(shí),13H旋轉(zhuǎn)2答案:(1)1.0×103m/s,方向與v0相反(2)3∶40(3)2周14.(12分)(2024·湖州模擬)在高速馬路上,一輛轎車(chē)強(qiáng)行超車(chē)時(shí),與另一輛迎面駛來(lái)的轎車(chē)相撞,兩車(chē)相撞后,兩車(chē)車(chē)身因相互擠壓,皆縮短了0.5m,據(jù)測(cè)算兩車(chē)相撞前速度約為30m/s。(1)試求車(chē)禍中車(chē)內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力是多大?(2)若此人系有平安帶,平安帶在車(chē)禍過(guò)程中與人體的作用時(shí)間是1s,求這時(shí)人體受到的平均沖力為多大?【解析】(1)兩車(chē)相撞時(shí)認(rèn)為人與車(chē)一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止,位移為0.5m。設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,依據(jù)x=v02t, (2得t=2xv0=130s依據(jù)動(dòng)量定理有Ft=Δp=mv0, (3分)得F=mv0t=60×30130N=5.4×10(2)若人系有平安帶,則F′=mv0t'=60×301N=1.8×10答案:(1)5.4×104N(2)1.8×103N15.(12分)在原子核物理中,探討核子與核關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”。這類反應(yīng)的前半部分過(guò)程和下述力學(xué)模型類似。兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連,在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)。在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球,如圖所示。C與B發(fā)生碰撞并馬上結(jié)成一個(gè)整體D,在它們接著向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變到最短時(shí),長(zhǎng)度突然被鎖定,不再變更。然后,A球與擋板P發(fā)生碰撞,碰后A、D都靜止不動(dòng),A與P接觸而不粘連。過(guò)一段時(shí)間,突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無(wú)機(jī)械能損失)。已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m。 (1)求彈簧長(zhǎng)度剛被鎖定后A球的速度。(2)求在A球離開(kāi)擋板P之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能。【解析】(1)設(shè)C球與B球粘結(jié)成D時(shí),D的速度為v1,由動(dòng)量守恒定律,有mv0=(m+m)v1 ①(1分)當(dāng)彈簧壓至最短時(shí),D與A的速度相等,設(shè)此速度為v2,由動(dòng)量守恒定律,有2mv1=3mv2 ②(1分)由①②兩式得A的速度v2=13v0。 ③(1分(2)設(shè)彈簧長(zhǎng)度被鎖定后,儲(chǔ)存在彈簧中的勢(shì)能為Ep,由能量守恒定律,有12·2mv12=32mv2撞擊P后,A與D的動(dòng)能都為零,解除鎖定后,當(dāng)彈簧剛復(fù)原到自然長(zhǎng)度時(shí),勢(shì)能全部轉(zhuǎn)變成D的動(dòng)能,設(shè)D的速度為v3,則有Ep=12·(2m)·v32當(dāng)彈簧伸長(zhǎng),A球離開(kāi)擋板P,并獲得速度。當(dāng)A、D的速度相等時(shí),彈簧伸至最長(zhǎng)。設(shè)此時(shí)的速度為v4,由動(dòng)量守恒定律,有2mv3=3mv4 ⑥(2分)當(dāng)彈簧伸到最長(zhǎng)時(shí),其勢(shì)能最大,設(shè)此勢(shì)能為E′p,由能量守恒定律,有12·2mv32=32mv4解以上各式得E′p=136mv02。答案:(1)13v0(2)13616.(14分)海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔,其原理示意如圖甲。浮桶(輕密度絕緣材料制成)內(nèi)的磁體通過(guò)支柱固定在暗礁上,浮桶內(nèi)置線圈隨周期T=3s的波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng),且始終處于磁場(chǎng)中,該線圈與阻值R=15Ω的燈泡相連。如圖乙所示,浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成,其截面積S=0.2m2(圖乙中斜線陰影部分),其內(nèi)為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體,與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽視不計(jì);匝數(shù)N=200的線圈所在處輻向磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,線圈直徑D=