龍門亮劍高三物理一輪復(fù)習(xí)模塊綜合檢測 新人教版選修35

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1、模塊綜合檢測 (90分鐘　100分) 1．(7分)如右圖所示，一光電管的陰極用極限波長λ0=5 000×10-10 m的鈉制成．用波長λ=3 000×10-10 m的紫外線照射陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢差U=2.1 V，飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達陽極A時，電路中的電流達到最大值，稱為飽和光電流)I=0.56 μA. (1)求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目； (2)求電子到達A極時的最大動能； (3)如果電勢差U不變，而照射光的強度增到原值的三倍，此時電子到達A×10-34 J·s) 【解析】　(1)設(shè)每秒內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)為n，則 n＝＝×1012(個)．

2、 (2)由光電效應(yīng)方程可知 Ekm＝hν－W0＝h－h(huán)＝hc， 在AK間加電壓U時，電子到達陽極時的動能為Ek Ek＝Ekm＋eU＝hc＋eU. 代入數(shù)值得Ek×10－19 J. (3)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，如果電壓U不變，則電子到達A極的最大動能不會變． 【答案】　×1012個　×10－19 J　×10－19 J 2． eV，在光電效應(yīng)實驗中， eV，求入射光的波長應(yīng)為多少？ 【解析】　據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可得入射光的頻率為 ν＝ 由c＝νλ可得入射光的波長為 λ＝ ＝＝ m ×10－7 m. 【答案】　×10－7 m

3、 3．(6分)氫原子第n能級的能量為En＝，其中E1是基態(tài)能量，而n＝1,2，…，若一氫原子發(fā)射能量為－E1的光子后處于比基態(tài)能量高出－E1的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級？ 【解析】　設(shè)氫原子發(fā)射光子前后分別位于第l與第m能級，依題意有－＝－E1 －E1＝－E1 解得：m＝2，l＝4. 【答案】　4　2 4．(7分)如右圖所示，甲車質(zhì)量m1＝20 kg，車上有質(zhì)量M=50 kg的人，甲車(連同車上的人)以v=3 m/s的速度向右滑行．此時質(zhì)量m2 =50 kg的乙車正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑來，為了避免兩車相撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時，人從甲車跳到乙車上，求

4、人跳出甲車的水平速度(相對地面)應(yīng)當(dāng)在什么范圍以內(nèi)才能避免兩車相撞？不計地面的摩擦，設(shè)乙車足夠長，取g=10 m/s2. 【解析】　以人、甲車、乙車組成系統(tǒng)，由動量守恒得 (m1＋M)v－m2v0＝(m1＋m2＋M)v′ 可解得：v′＝1 m/s 以人與甲車為一系統(tǒng)，人跳離甲車過程動量守恒，得 (m1＋M)v＝m1v′＋Mu 解得u＝ m/s 因此，只要人跳離甲車的速度u≥ m/s，就可避免兩車相撞． 【答案】　u≥ m/s 5．(8分)放射性同位素C 被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可用來斷定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎． (1)宇宙射線中高能量的中子碰

5、到空氣中的氮原子后，會形成C，C很不穩(wěn)定，易發(fā)生衰變，其半衰期為5 730年，放出β射線，試寫出有關(guān)核反應(yīng)方程． (2)若測得一古生物遺骸中C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代約有多少年？ 【解析】　(1)中子碰到氮原子發(fā)生核反應(yīng)．方程為 n＋N→C＋H C的衰變的方程為 C→N＋e. (2)由于生物活體通過新陳代謝，生物體C與C的比例和空氣相同，都是固定不變的，但生物遺骸由于新陳代謝停止，C發(fā)生衰變、C與C的比值將不斷減小，由半衰期的定義得 12．5%M0＝M0 則＝3，t＝3τ＝3×5 730年＝17 190年． 【答案】　(1)n＋N→C＋H C→N＋ e

6、(2)17 190年 6．(8分)(1)下圖所示為氫原子的能級圖． eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有________種．  (2)質(zhì)量為M＝2 kg的小平板車靜止在光滑水平面上，車的一端靜止著質(zhì)量為mA＝2 kg的物體A(可視為質(zhì)點)，如右圖所示，一顆質(zhì)量為mB=20 g的子彈以600 m/s的水平速度射穿A后，速度變?yōu)?00 m/s，最后物體A仍靜止在車上，若物體A與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，取g=10 m/s2，求平板車最后的速度是多大？ 【解析】　(1)由E＝En－E1可知En＝E＋E1 eV能量后氫原子處于量子數(shù)n＝5的激發(fā)態(tài)

7、，故可產(chǎn)生10種不同波長的光． (2)子彈射穿A時，以子彈與A組成的系統(tǒng)為研究對象．由動量守恒定律mBvB＝mAvA′＋mB vB′ A在小車上相對滑動，若最后速度為v″. 以A與小車組成的系統(tǒng)為研究對象．由動量守恒定律 mAvA′＝(mA＋M)·v″ 可得v″＝ m/s. 【答案】　(1)10　(2) m/s 7．(10分)(2008年高考海南卷)一置于桌面上質(zhì)量為M的玩具炮，水平發(fā)射質(zhì)量為m的炮彈．炮可在水平方向自由移動．當(dāng)炮身上未放置其他重物時，炮彈可擊中水平地面上的目標(biāo)A；當(dāng)炮身上固定一質(zhì)量為M0的重物時，在原發(fā)射位置沿同一方向發(fā)射的炮彈可擊中水平地面上的目標(biāo)B.炮口離水

8、平地面的高度為h.如果兩次發(fā)射時“火藥”提供的機械能相等，求B、A兩目標(biāo)與炮彈發(fā)射點之間的水平距離之比． 【解析】　設(shè)炮彈的出口速度和炮身的反沖速度分別為v1和v2，E為“火藥”提供的機械能，由動量守恒定律和能量守恒定律得 0＝mv1－Mv2① E＝mv＋Mv② 由①②式得v1＝ ③ 炮彈射出后做平拋運動，有 h＝gt2④ X＝v1t ⑤ 式中，t是炮彈從射出到落地時所需的時間，X為目標(biāo)A距炮口的水平距離，由③④⑤式得 X＝ ⑥ 同理，目標(biāo)B距炮口的水平距離為 X′＝⑦ 由⑥⑦式得＝. 【答案】　 8．(9分)(1)月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3(He)”的化學(xué)

9、元素，是熱核聚變的重要原料．科學(xué)家初步估計月球上至少有100萬噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將能為地球帶來取之不盡的能源．關(guān)于“氦3(He)”與氘核聚變，下列說法中正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程式為He＋H→He＋H B．核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量 C．“氦3(He)”一個核子的結(jié)合能大于“氦4(He)”一個核子的結(jié)合能 D．“氦3(He)”的原子核與一個氘核發(fā)生聚變將放出能量 (2)如下圖所示，甲車的質(zhì)量是2 kg，靜止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一個質(zhì)量為1 kg的小物體．乙車質(zhì)量為4 kg，以5 m/s的速度向左運動，與甲車碰撞后甲車獲得8m/s的速

10、度，物體滑到乙車上．若乙車足夠長，，則物體在乙車上表面滑行多長時間相對乙車靜止？(g取10 m/s2) 【解析】　(1)選A、D“氦3(He)”與氘核聚變的核反應(yīng)式符合質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，且聚變是放能反應(yīng)，生成物的質(zhì)量將小于參加反應(yīng)物的質(zhì)量，故只有A、D正確． (2)乙與甲碰撞動量守恒 m乙v乙＝m乙v′乙＋m甲v′甲 小物體m在乙車上滑動至有共同速度v， 對小物體和乙車運用動量守恒定律得 m乙v乙′＝(m＋m乙)v 對小物體應(yīng)用牛頓第二定律得 a＝μg 所以t＝v/μg 代入數(shù)據(jù)得t s. 【答案】　(1)AD　 s 9．(9分)如右圖所示，ABC和DEF為在同一

11、豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端C處水平，DEF為半徑為r的半圓形軌道，DF為豎直方向的直徑，C與D點可看做重合，現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小球從軌道ABC上某高度由靜止釋放，與放在C處的質(zhì)量為M的小球相碰后，M恰好沿半圓形內(nèi)軌道DEF滑下，而m反彈后又返回C點，平拋后恰好擊中與圓心O等高的E點．試求： (1)兩球剛碰撞結(jié)束時M和m的速度； (2)m釋放點距C點的高度H. 【解析】　(1)兩球碰后M恰好沿半圓形軌道DEF滑下，有： Mg＝M，得：vM＝ m做平拋運動，恰好到E點，有 r＝vmt，r＝gt2，得：vm＝ . (2)設(shè)m剛碰M前瞬時速度為v0，由碰撞過程動量守恒得：

12、mv0＝MvM－mvm 所以：v0＝·－ 由m沿曲線下滑過程中機械能守恒可得 mgH＝mv，H＝＝r. 【答案】　(1)　　(2)r 10．(10分)一個钚的同位素Pu的原子核靜止在勻強磁場中．某時刻該原子核垂直于磁場方向放射出一個α粒子，變成鈾的同位素，同時輻射能量為E＝ MeV的光子，已知钚原子核的質(zhì)量M＝ 655 u，α粒子的質(zhì)量m＝ 509 u，反沖核的質(zhì)量M＝ 470 u．取1 u·c2＝931 MeV. (1)寫出衰變的核反應(yīng)方程． (2)α粒子和反沖核的動能各是多少？ (3)畫出α粒子和反沖核在垂直紙面向里的勻強磁場中運動軌跡的示意圖． 【解析】　(1)由題意

13、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程： Pu→U＋He＋E. (2)設(shè)衰變后α粒子的速度為v，反沖核的速度為v′，根據(jù)動量守恒和能量守恒，有 mv＝Mv′ (M0－M－m)·c2－E＝Ekα＋EkU MeV 由Ek＝，可整理得＝ 所以Ekα＝× MeV ＝× MeV MeV EkU＝× MeV ＝× MeV. (3)如下圖所示． 【答案】　(1)Pu→U＋He＋E MeV　 MeV　(3)見解析圖 11．(10分)下圖是A、B兩滑塊碰撞前后的閃光照片示意圖(部分)．圖中滑塊A的質(zhì)量為 kg，滑塊B的質(zhì)量為 kg，所用標(biāo)尺的最小分度值是 cm，每秒閃光10次

14、． 試根據(jù)圖示回答： (1)作用前后滑塊A動量的增量為多少？方向如何？ (2)碰撞前后總動量是否守恒？ 【解析】　從圖中A、B兩位置的變化可得知，作用前，B是靜止的；作用后B向右運動，A向左運動，圖中相鄰兩刻線間的距離為 cm，碰前，滑塊A在 ×10 cm＝5 cm＝ m．碰后，滑塊A向左移動，位移約為 cm＝ m．滑塊B×7 cm＝ m，所用時間皆為 s．根據(jù)速度公式v＝得 (1)vA＝＝ m/s＝ m/s， vA′＝＝ m/s＝ m/s， vB′＝ m/s＝ m/s. 以向右為正方向， ΔpA＝mAvA′－mAvA ×(－0.05) × kg·m/s ＝－ kg

15、·m/s，方向向左． (2)碰撞前總動量 p＝pA＝mAvA× kg·m/s ＝ kg·m/s. 碰撞后總動量 p′＝mAvA′＋mBvB′ ×(－0.05) × kg·m/s ＝ kg·m/s. 所以作用前后總動量守恒． 【答案】　(1) kg·m/s　方向向左　(2)守恒 12． (10分)釷核Th發(fā)生衰變生成鐳核Ra并放出一個粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場時，其速度為v0，經(jīng)電場加速后，沿Ox方向進入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平板電極S2.當(dāng)粒子從P點離開磁場時，其速度方向與

16、Ox方位的夾角θ＝60°，如上圖所示，整個裝置處于真空中． (1)寫出釷核的衰變方程； (2)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R； (3)求粒子在磁場中運動所用時間t. 【解析】　(1)釷核衰變方程90Th―→He＋88Ra. ① (2)設(shè)粒子離開電場時速度為v，對加速過程只有電場力做功，所以根據(jù)動能定理有：qU＝mv2－mv② 粒子在磁場中運動時，洛倫茲力提供向心力，設(shè)其運動的圓周半徑為R，根據(jù)牛頓定律有：qvB＝m ③ 由②③兩式可以解得圓周運動的半徑 R＝ .④ (3)粒子做圓周運動的回旋周期：T＝＝ ⑤ 粒子在磁場中運動時間t＝T⑥ 由⑤⑥兩式可以解得t＝. 【答案】　(1)Th―→He＋88Ra　(2) (3)