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2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測試13（選修3-5）（含解析） 本卷測試內(nèi)容：選修3－5 本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分。測試時間90分鐘。 第Ⅰ卷　(選擇題，共60分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，第1、3、4、5、9小題，只有一個選項正確；第2、6、7、8、10、11、12小題，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。) 1. 有關(guān)光的本性的說法正確的是(　　) A. 關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性 B. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子 C. 光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性 D. 在光的雙縫干涉實驗中，如果光通過雙縫則顯出波動性，如果光只通過一個縫則顯出粒子性 解析：牛頓提出“微粒說”不能說明光的本性，A錯；光既不能看成宏觀上的波也不能看成微觀上的粒子，B錯；雙縫干涉和單縫衍射都說明光的波動性，當(dāng)讓光子一個一個地通過單縫時，曝光時間短顯示出粒子性，曝光時間長則顯示出波動性，D錯誤。 答案：C 2. [xx長治市期末]下列關(guān)于近代物理知識的描述中，正確的是(　　) A. 當(dāng)用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紫光照射也一定會有電子逸出 B. 原子發(fā)光現(xiàn)象與原子核內(nèi)部變化無關(guān) C. 金屬內(nèi)的每個電子可以吸收一個以上的光子，當(dāng)它積累的動能足夠大時，就能逸出成為光電子 D. 在7N＋He→8O＋X核反應(yīng)中，X是質(zhì)子，這個反應(yīng)過程叫α衰變 E. 放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核有半數(shù)衰變所需要的時間 解析：根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，當(dāng)用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紫光照射也一定會有電子逸出，選項A正確；原子發(fā)光是原子核外電子躍遷的結(jié)果，與原子核的變化無關(guān)，選項B正確；電子只可吸收一個光子，若不能逸出，則能量很快損失掉不能積累，故C錯；X是質(zhì)子而不是氦核，故不能叫α衰變，而是人工轉(zhuǎn)變；半衰期是一個具有統(tǒng)計意義的概率，對大量元素才有意義，故E對。 答案：ABE 3. 如圖所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F1、F2分別同時作用于A、B兩個靜止的物體上。已知mAn)可知，兩個能級間的能量差值越大，輻射光的頻率越大，波長越短，從圖中可看出，能量差值最大的是E3－E1，輻射光的波長a最短，能量差值最小的是E3－E2，輻射光的波長b最長，所以譜線從左向右的波長依次增大的是a、c、b，選項C正確，選項A、B、D錯誤。 答案：C 6. 下列說法中正確的是(　　) A. 盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為He＋14 7N→17 8O＋H B. 鈾核裂變的核反應(yīng)是：235 92U→141 56Ba＋Kr＋2n C. 質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2 D. 原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子，已知λ1>λ2，那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收波長為的光子 解析：1919年，盧瑟福做了α粒子轟擊氮原子核的實驗，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，核反應(yīng)方程為：He＋14 7N→17 8O＋H，選項A正確；鈾核裂變時，需要中子轟擊鈾核，所以鈾核裂變的核反應(yīng)是：23592U＋n→141 56Ba＋Kr＋3n，選項B錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式可知，選項C正確；設(shè)波長為λ1的光子能量為E1，波長為λ2的光子能量為E2，原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收的光子能量為E3，波長為λ3，則E1＝hc/λ1，E2＝hc/λ2，E3＝hc/λ3，E3＝E2－E1，可推知λ3＝，選項D正確。 答案：ACD 7. [xx課標(biāo)全國卷Ⅱ]關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是(　　) A．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能 C．銫原子核(Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(Pb)的結(jié)合能 D．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 E．自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能 解析：本題考查原子核的結(jié)合能及其相關(guān)知識點，意在考查考生的綜合分析能力。原子核的結(jié)合能等于核子結(jié)合成原子核所釋放的能量，也等于將原子核分解成自由核子所需要的最小能量，選項A正確；重核的比結(jié)合能比中等核小，因此重核衰變時釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于原來重核的結(jié)合能，選項B正確；原子核的結(jié)合能是該原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的乘積，雖然銫原子核(55Cs)的比結(jié)合能稍大于鉛原子核(82Pb)的比結(jié)合能，但銫原子核(55Cs)的核子數(shù)比鉛原子核(82Pb)的核子數(shù)少得多，因此銫原子核的結(jié)合能較小，選項C正確；比結(jié)合能越大，將原子核分解所需的能量也越大，因此原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤；自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，選項E錯誤。 答案：ABC 8. 靜止在勻強磁場中的92U核，發(fā)生α衰變后生成Th核，衰變后的α粒子速度方向垂直于磁場方向，則以下結(jié)論中正確的是(　　) A. 衰變方程可表示為：92U＝90Th＋He B. 衰變后的Th核和α粒子的軌跡是兩個內(nèi)切圓，軌道半徑之比為1∶45 C. Th核和α粒子的動量大小之比為1∶1 D. Th核和α粒子的動能之比為2∶117 E. 若α粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈 解析：衰變過程不可逆，不能用等號，故選項A錯誤；衰變后的Th核和α粒子的軌跡是兩個外切圓，故選項B錯誤；衰變過程中的動量守恒，Th核和α粒子的動量大小相等，因此動能之比等于質(zhì)量比的倒數(shù)，為2∶117，選項C、D正確；周期之比等于比荷比的倒數(shù)，為90∶117，故α粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈，故選項E正確。 答案：CDE 9. 太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子(H)聚變?yōu)?個氦核(He)的熱核反應(yīng)，核反應(yīng)方程是4H→He＋2X，這個核反應(yīng)釋放出大量核能。已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c。下列說法中正確的是(　　) A. 方程中的X表示中子(n) B. 方程中的X表示電子(e) C. 這個核反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝4m1－m2 D. 這個核反應(yīng)中釋放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2 解析：X表示正電子，故選項A、B錯誤；質(zhì)量虧損為：Δm＝4m1－m2－2m3，故選項C錯誤；釋放的核能為：ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，故選項D正確。 答案：D 10. 小車靜止在光滑水平面上，站在車上的人練習(xí)打靶，靶裝在車上的另一端，如圖所示。已知車、人、槍和靶的總質(zhì)量為M(不含子彈)，每顆子彈質(zhì)量為m，共n發(fā)，打靶時，槍口到靶的距離為d。若每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)。則以下說法中正確的是(　　) A. 待打完n發(fā)子彈后，小車將以一定的速度向右勻速運動 B. 待打完n發(fā)子彈后，小車應(yīng)停在射擊之前位置的右方 C.在每一發(fā)子彈的射擊過程中，小車所發(fā)生的位移相同，大小均為 D. 在每一發(fā)子彈的射擊過程中，小車所發(fā)生的位移不相同 解析：車、人、槍、靶和n顆子彈組成的系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初動量為0，故末動量為0，A錯誤；每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)，因此每次射擊，以一顆子彈和車、人、槍、靶、(n－1)顆子彈為研究對象，動量守恒，則：0＝m－[M＋(n－1)m]，由位移關(guān)系有：x車＋x子＝d，解得x車＝，故C正確；每射擊一次，車子都會右移，故B正確。 答案：BC 11. 下列說法正確的是(　　) A. 紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 B. 氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小 C. 核子結(jié)合成原子核一定有質(zhì)量虧損，釋放出能量 D. 太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是熱核反應(yīng) E. 原子核的衰變是原子核在其他粒子的轟擊下發(fā)生的 解析： 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光線照射金屬板發(fā)生光電效應(yīng)時，從金屬表面上逸出光電子的最大初動能與光的頻率有關(guān)，而與光的照射強度無關(guān)，A項錯誤；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，電子與原子核之間的距離減小，電場力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，B項正確；根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知，C項正確；根據(jù)核反應(yīng)知識可知，D項正確；原子核的衰變是自發(fā)進行的，E項錯誤。 答案：BCD 12. 甲、乙兩球在光滑的水平面上，沿同一直線同一方向運動，它們的動量分別為p甲＝5 kgm/s，p乙＝7 kgm/s，已知甲的速度大于乙的速度，當(dāng)甲追上乙發(fā)生碰撞后，乙球的動量變?yōu)?0 kgm/s，則甲、乙兩球的質(zhì)量m甲∶m乙的關(guān)系可能是(　　) A. B. C. D. 解析：碰前必須滿足v甲>v乙，再由公式v＝得，>，即<≈0.71?、伲慌鲋心芰坎辉黾?，有＋≥＋，即≤≈0.41?、?；碰后v甲≤v乙，≤，即≥0.2?、?。綜合以上三式可得0.41≥≥0.2，符合此條件的選項為B和C。 答案：BC 第Ⅱ卷　(非選擇題，共50分) 二、實驗題(本題共3小題，共18分) 13. (6分)[xx云南統(tǒng)一檢測]歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為0.5 MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個動能為8.9 MeV的He核，上述核反應(yīng)方程為__________________；若反應(yīng)中產(chǎn)生的核能全部轉(zhuǎn)化為He核的動能，該反應(yīng)中產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為________u。(1 u相當(dāng)于931 MeV，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：本題考查核反應(yīng)方程式的書寫以及核能公式的應(yīng)用。(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得H＋Li→He＋He；(2)因反應(yīng)中產(chǎn)生的核能全部轉(zhuǎn)化為He核的動能，根據(jù)能量守恒得核能ΔE＝(28.9－0.5) MeV，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝mc2＝(28.9－0.5) MeV，因1uc2＝931 MeV，所以該反應(yīng)中產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為 u≈1.8610－2 u。 答案：H＋Li→He＋He　1.8610－2 14. (6分)如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗電路，利用此裝置也可以進行普朗克常量的測量。只要將圖中電源反接，用已知頻率ν1、ν2的兩種色光分別照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器……已知電子電荷量為e，要能求得普朗克常量h，實驗中需要測量的物理量是________；計算普朗克常量的關(guān)系式h＝________(用上面的物理量表示)。 解析：電流表示數(shù)為零，此時光電管兩端所加的電壓為截止電壓，對應(yīng)的光的頻率為截止頻率，根據(jù)eU極＝mv＝hν－W0有eU1＝hν1－W0①，eU2＝hν2－W0②，解得h＝。 答案：分別使電流表示數(shù)恰好為零時電壓表的讀數(shù)U1、U2　 15. (6分)如圖所示為“驗證動量守恒定律”的實驗裝置。 (1)下列說法中符合本實驗要求的是________(選填選項前面的字母)。 A. 入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同 B. 在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放 C. 安裝軌道時，軌道末端必須水平 D. 需要使用的測量儀器有天平、刻度尺和秒表 (2)實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為M、P、N，并測得它們到O點的距離分別為OM、OP和ON。已知入射球的質(zhì)量為m1，靶球的質(zhì)量為m2，如果測得m1＋m2近似等于________，則認(rèn)為成功驗證了碰撞中的動量守恒。 解析：本題考查“驗證動量守恒定律”的實驗。(1)入射球應(yīng)比靶球質(zhì)量大，A錯；本題用小球水平位移代替速度，所以不用求出具體時間，所以不需要秒表，D錯；本題選B、C。(2)碰撞后兩球的總動量應(yīng)該等于不放靶球而讓入射球單獨下落時的動量，入射球單獨下落時的動量可用m1表示。 答案：(1)BC　(2)m1 三、計算題(本題共3小題，共32分) 16. (10分)[xx河南洛陽]如圖所示，一質(zhì)量M＝2 kg的長木板B靜止于光滑水平面上，B的右邊有豎直墻壁?，F(xiàn)有一小物體A(可視為質(zhì)點)質(zhì)量m＝1 kg，以速度v0＝6 m/s從B的左端水平滑上B，已知A和B間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，B與豎直墻壁的碰撞時間極短，且碰撞時無機械能損失，若B的右端距墻壁x＝4 m，要使A最終不脫離B，則木板B的長度至少多長？ 解析：設(shè)A滑上B后達到共同速度v1前并未碰到豎直墻壁。 由動量守恒定律得，mv0＝(M＋m)v1 在這一過程中，對B由動能定理得，μmgxB＝Mv 解得，xB＝2 m<4 m，假設(shè)成立。 設(shè)B與豎直墻壁碰后，A和B的共同速度為v2。 由動量守恒定律得，Mv1－mv1＝(M＋m)v2 由能量守恒定律得，μmgL＝mv－(m＋M)v 解得，L＝8.67 m。 答案：8.67 m 17. (10分)如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導(dǎo)軌上，彈簧處在原長狀態(tài)。另一質(zhì)量與B相同的滑塊A，從導(dǎo)軌上的P點以某一初速度向B運動，當(dāng)A滑過距離l1時，與B相碰，碰撞時間極短，碰后A、B緊貼在一起運動，但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點P并停止?；瑝KA和B與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)都為μ，運動過程中彈簧最大形變量為l2，求滑塊A從P點出發(fā)時的初速度v0。(取重力加速度為g) 解析：令A(yù)、B質(zhì)量均為m，A剛接觸B時速度為v1(碰前)， 由功能關(guān)系，mv－mv＝μmgl1 碰撞過程中動量守恒，令碰后瞬間A、B共同運動的速度為v2 根據(jù)動量守恒定律，mv1＝2mv2 碰后A、B先一起向左運動，接著A、B一起被彈回，在彈簧恢復(fù)到原長時，設(shè)A、B的共同速度為v3，在這一過程中，彈簧的彈性勢能在始末狀態(tài)都為零。 根據(jù)動能定理，(2m)v－(2m)v＝μ(2m)g(2l2) 此后A、B分離，A單獨向右滑到P點停下 由功能關(guān)系得mv＝μmgl1 聯(lián)立各式解得v0＝。 答案： 18. (12分)[xx北京西城]如圖所示，一質(zhì)量M＝1.0 kg的砂擺，用輕繩懸于天花板上O點。另有一玩具槍能連續(xù)發(fā)射質(zhì)量m＝0.01 kg、速度v＝4.0 m/s的小鋼珠?，F(xiàn)將砂擺拉離平衡位置，由高h(yuǎn)＝0.20 m處無初速度釋放，恰在砂擺向右擺至最低點時，玩具槍發(fā)射的第一顆小鋼珠水平向左射入砂擺，二者在極短時間內(nèi)達到共同速度。不計空氣阻力，取g＝10 m/s2。 (1)求第一顆小鋼珠射入砂擺前的瞬間，砂擺的速度大小v0； (2)求第一顆小鋼珠射入砂擺后的瞬間，砂擺的速度大小v1； (3)第一顆小鋼珠射入后，每當(dāng)砂擺向左運動到最低點時，都有一顆同樣的小鋼珠水平向左射入砂擺，并留在砂擺中。當(dāng)?shù)趎顆小鋼珠射入后，砂擺能達到初始釋放的高度h，求n。 解析：(1)砂擺從釋放到最低點，由動能定理得 Mgh＝Mv 解得，v0＝＝2.0 m/s。 (2)小鋼珠打入砂擺過程，由動量守恒定律得， Mv0－mv＝(M＋m)v1 解得，v1＝≈1.94 m/s。 (3)第2顆小鋼珠打入過程，由動量守恒定律得， (M＋m)v1＋mv＝(M＋2m)v2 第3顆小鋼珠打入過程，同理(M＋2m)v2＋mv＝(M＋3m)v3… 第n顆小鋼珠打入過程，同理 [M＋(n－1)m]vn－1＋mv＝(M＋nm)vn 聯(lián)立各式得，(M＋m)v1＋(n－1)mv＝(M＋nm)vn 解得，vn＝ 當(dāng)?shù)趎顆小鋼珠射入后，砂擺要能達到初始釋放的位置， 砂擺速度滿足：vn≥v0 解得，n≥＝4 所以，當(dāng)?shù)?顆小鋼珠射入砂擺后，砂擺能達到初始釋放的高度。 答案：(1)2.0 m/s　(2)1.94 m/s　(3)4