1、优质文档优质文档山东省沂源一中 2006-2007 学年度高二物理选修 3-5 模块终结性检测试卷（考试时间：90 分钟；满分：100 分）命题人：任会常一、选择题（本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 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，全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，选错或不答的不得分。 ）1关于光电效应,以下说法正确的是（ ）A金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B光电流的强度与入射光的强度无关C用不可见光照射金属,一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D对于任何一种金属都存在一个极限波长,入射光的波长必须小于这
2、个波长,才能产生光电效应2下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是（ ）A同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用C氡的半衰期是 3.8 天，若有 4 g 氡原子核，则经过 7.6 天就只剩下 1 gD氡的半衰期是 3.8 天，若有 4 个氡原子核，则经过 7.6 天就只剩下一个 3光子有能量，也有动量 p= ，它也遵守有关动量的规律.如图 1 所示，真空中有一h“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴 OO在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片.当用
3、平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是（ ）A顺时针方向转动 B逆时针方向转动C都有可能 D不会转动4英国物理学家卢瑟福用 粒子轰击金箔，发现了 粒子的散射现象下图 2 中，O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的 粒子的运动轨迹的图是（ ）5 “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚 239（ ） ，这种钚 239 可由铀Pu2394图 1O图 2优质文档优质文档239（ ）经过 n 次 衰变而产生，则 n 为 （ ）U239A2 B239 C14
4、5 D926氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV，氦离子能级的示意图如图 3 所示.在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ）图 3A.40.8 eV B.43.2 eV C.51.0 eV D.54.4 eV 7一个电子（质量为 m，电量为 -e）和一个正电子（质量为 m，电量为 e） ，以相等的初动能 Ek相向运动，并撞到一起发生“湮灭”而产生两个频率相同的光子，设产生的光子频率为 ，则这两个光子的能量都为 ，动量分别为 P 和 P ，则下面关系式错误的是（ h）A ， B ，2chP 21cC ， D ，kEm
5、)(kEmhP8如图 4 是描述原子核核子的平均质量 与原子序数 Z 的关系曲线，由图可知下列说法正确的是（ ）A将原子核 A 分解为原子核 B、 C 可能吸收能量B将原子核 D、 E 结合成原子核 F 可能吸收能量C将原子核 A 分解为原子核 B、 F 一定释放能量D将原子核 F、 C 结合成原子核 B 一定释放能量9如图 5，X 为未知的放射源， L 为薄铝片.若在放射源和计数器之间加上 L，计数器的计数率大幅度减小；在 L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变.则 X 可能是X B 计 数 器L图 5A. 和 的混合放射源 B.纯 放射源C. 和 的混合放射源 D.纯
6、放射源图 4优质文档优质文档10甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，如图 6 所示.甲和她的冰车质量共为 30 kg，乙和他的冰车质量也是 30 kg.游戏时，甲推着一个质量为 15 kg 的箱子，共同以 2 m/s 的速度滑行.乙以同样大小的速率迎面滑来 .为避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙.箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计摩擦.甲要以如下哪个速度（相对于冰面）将箱子推出，才能避免与乙相撞（ ）4 m/s 5 m/s 6 m/s 7 m/sA都可以B都可以 C都可以D只有可以111998 年 9 月 23 日，铱卫星通讯系统在美国和欧洲正式投入商业运行.原计划的铱卫星系统是在距
7、地球表面 780 km 的太空轨道上建立的一个由 77 颗小卫星组成的星座，这些小卫星均匀分布在覆盖全球的 7 条轨道上，每条轨道上有 11 颗卫星.由于这一方案的卫星排列与化学元素铱原子核外 77 个电子围绕原子核运动的图景类似，所以简称为铱星系统.自然界中有两种铱的同位素，质量数分别为 191 和 193.则（ ）A这两种同位素的原子核内的中子数之比为 191193B这两种同位素的原子核内的中子数之比为 5758C这两种同位素的质子数之比为 191193D这两种同位素的质子数之比为 575812如图 7 所示， MN 和 PQ 为置于水平面上足够长的光滑导轨，匀强磁场 B 垂直导轨平面，金
8、属滑杆 ab 和 cd 的质量均为 m开始时 ab 杆静止，并使 cd 杆有一个方向向右的初速度 0，整个装置的电磁辐射忽略不计，导轨 MN 和 PQ 的电阻不计。整个过程中下述说法正确的是：（ ）A系统的机械能守恒 B两滑杆组成的系统动量守恒C滑杆 ab 做匀加速直线运动 D整个回路产生的热量 Q=m 02/4二、填空题（本题共 6 小题，共 24 分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答。 ）13一颗质量为 5.0kg 的炮弹，以 200m/s 的速度运动时，它的德布罗意波长 1= m.假设它以光速运动，它的德布罗意波长 2= ;若要使它的德布罗意波长与波长是400nm 的紫光波长相等，则
9、它运动的速度 v= m/s.14正电子（ PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素 15O 注入人体，参与人体的代谢过程 15O 在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象根据 PET 原理，回答下列问题：（1）写出 15O 的衰变和正负电子湮灭的方程式（2）将放射性同位素 15O 注入人体， 15O 的主要用途（）A利用它的射线 B作为示踪原子 C参与人体的代谢过程 D有氧呼吸（3）设电子质量为 m，电量为 q，光速为 c，普朗克常数为 h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长= 图 6图 7优质文档优质
10、文档（4） PET 中所选的放射性同位素的半衰期应 （填“长”或“短”或“长短均可” ）15糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因.利用高度聚焦的激光束进行治疗，90的患者都可以避免失明的严重后果.一台功率为 10 W 的氩激光器，能发出波长 =500 nm 的激光.每次 “点焊”视网膜需要 210-3 J 的光能，所以每次“点焊”的时间只有_s.在这段时间内发出的激光光子数是_.16核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫
11、重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为 2.0141u，氚原子的质量为 3.0160u，氦原子的质量为 4.0026u，中子的质量为 1.0087u，1u = 1.6610-27kg。则这个核反应释放出来的能量 E = 。 （光速 c=3.00108m/s，结果取二位有效数字）17如图 8 所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内， K 为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为 1.9eV） ， A 为阳极。在 a、 b 间不接任何电源，用频率为 （高于铯的极限频率）的单色光照射阴极 K，会发现电流表指针有偏转。这时，若在 a、 b 间接入直流电
12、源， a 接正极， b 接负极，并使 a、 b 间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到 2.1V 时，电流表的示数刚好减小到零。则 a、 b 间未接直流电源时，通过电流表的电流方向为 ；从阴极 K 发出的光电子的最大初动能 EK= J；入射单色光的频率 = 。18如图 9 所示，质量为 3.0kg 的小车在光滑水平轨道上以 2.0m/s 速度向右运动一股水流以 2.4m/s 的水平速度自右向左射向小车后壁，已知水流流量为 5.010-5m3/s，射到车壁的水全部流入车厢内则经过 t= s 时间小车就开始反向运动。 （水的密度为1.0103kg/m3）三、计算题（本题有 5 小题：共
13、40 分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 ）19.一光电管的阴极用极限波长 0=5.010-7m 的钠制成。用波长 =3.010-7m 的紫外线照射阴极，光电管阳极 A 和阴极 K 之间的电势差 U =2.1V，光电流的饱和值 I =0.56mA。(l)求每秒内由 K 极发射的电子数。(2)求电子到达 A 极时的最大动能。V AK Aa b单色光图 8v1 水流图 9优质文档优质文档(3)如果电势差 U 不变，而照射光的强度增到原值的 3 倍，此时电子到达 A 极时的最大动能是多少？(普朗克恒量 h=6.63
14、10-34Js，电子的电量 e=1.610-19C)。20一群氢原子处于量子数 n=4 能级状态，氢原子的能级图如图 10 所示，则：（1）氢原子可能发射几种频率的光子？（2）氢原子由量子数 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？几种金属的逸出功金属 铯 钙 镁 钛逸出功 W/eV 19 27 37 4121已知氘核质量为 2.0136 u，中子质量为 1.0087 u, 的质量为 3.0150 u.两个He32氘核聚变成 并放出一个中子 .若两个氘核以相
15、等的动能 0.35 MeV 做对心碰撞即可发生He32上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的 和中子的动能各是多e32少兆电子伏？(质量亏损为 1 u 时，释放的能量为 931.5 MeV)22如图 11 所示，有界匀强磁场的磁感应强度为 B，区域足够大，方向垂直于纸面向里，直角坐标系 xoy 的 y 轴为磁场的左边界， A 为固定在 x 轴上的一个放射源，内装镭核（ ）沿着与+ x 成 角方向释放一个 粒子后衰变成氡核（ ） 。 粒子在 y 轴上的826RaRnN 点沿 方向飞离磁场， N 点到 O 点的距离为 l，已知 OA 间距离为 ， 粒子质量为 m， l2电荷量为
16、q，氡核的质量为 。m0（1）写出镭核的衰变方程；（2）如果镭核衰变时释放的能量全部变为 粒子和氡核的动能，求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。图 11图 10优质文档优质文档23如图 12，足够长的水平传送带始终以大小为 v3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量为 M2kg 的小木盒 A， A 与传送带之间的动摩擦因数为 03，开始时， A 与传送带之间保持相对静止。先后相隔 t3s 有两个光滑的质量为 m1kg 的小球 B 自传送带的左端出发，以 v015m/s 的速度在传送带上向右运动。第 1 个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与盒保持相对静止，第 2 个球出发后历时 t1 s 而与
17、木盒相遇。求（取g10m/s 2）（1）第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度时多大？（2）第 1 个球出发后经过多长时间与木盒相遇？（3）自木盒与第 1 个球相遇至与第 2 个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少？BAvv0图 12优质文档优质文档参考答案http:/www.DearEDU.com一、选择题1D 解析：金属电子的逸出功由金属本身决定,与入射光的频率无关,A 错;光电流的强度与入射光的强度成正比,B 错;不可见光包括能量大的紫外线、X 射线、 射线,也包括能量比较小的红外线、无线电波,C 错;金属逸出功的存在,决定了入射光的波长必须小于极限波长,
18、才能产生光电效应,D 对.2BC 解析：根据对半衰期的正确理解，说法正确的是 BC.3B 解析：本题考查光子的动量.光照射到黑纸片上被吸收，照射到白纸片上被反射，因此白纸片受到的冲量大，装置逆时针转动.故正确选项为 B.4BD 解析：据课本图 18.2-3 原子核式模型的 粒子散射图景，可立即判定 BD 正确。5A 解析：由 衰变规律，质量数不变，质子数增加 1， 比 质子增加 2， Pu2394U2所以发生 2 次 衰变6B 解析：根据玻尔理论，氢原子吸收光子能量发生跃迁时光子的能量需等于能级差或大于基态能级的绝对值.氦离子的跃迁也是同样的.因为 E 2-E1=-13.6-(-54.4) e
19、V=40.8 eV，选项 A 是可能的.E3-E1=-6.0-(-54.4) eV=48.4 eVE4-E1=-3.4-(-54.4) eV=51.0 eV，选项 C 是可能的.E -E1=0-(-54.4)=54.4 eV，选项 D 是可能的. 所以本题选 B.7ABD 解析：由动量守恒定律得 ，则 由能量守恒定律得P0，则 。hmck22kEmc28CD 解析：因 B、 C 核子平均质量小于 A 的核子平均质量，故 A 分解为 B、 C 时，出现质量亏损，故放出核能，故 A 错，同理可得 B 错，C、D 正确。9C 解析：本题考查三种射线的特点.由于 粒子的贯穿本领较小，在放射源和计数器之
20、间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明含有 粒子;在铝片 L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的是 射线而不是 射线，因此放射源为 和 的混合放射源.故正确选项为 C.10C 解析: 本题涉及甲、乙和箱子三个物体，把这三个物体作为一个系统（整体） ，因冰面的摩擦力较小可以忽略，故系统总动量守恒.三个物体作用前，甲与箱子以 v0运动，乙以 v0反向运动，三个物体作用后，乙与箱子以 v2运动，甲以 v1运动，取甲与箱子运动的方向为正方向，由动量守恒定律，有 （ M+m） v0-Mv0=Mv1+（ M+m） v2甲、乙不相碰的临界条件为 v1=v2甲推出箱
21、子的过程动量守恒，有 （ m+M） v0=mv+Mv1 由解得推出箱子的最小速度为 v=5.2 m/s11B 解析：本题考查原子核的组成及同位素.同位素是指具有相同质子数和不同中子数的同种元素.由题意知铱的质子数为 77，两种同位素的中子数分别为 114、116，则两种同位素的中子数之比为 5758，质子数之比为 11.故正确选项为 B.12BD 两滑杆组成的系统，合外力为零，系统动量守恒， 02mcd 滑杆的一部分动能转化为滑杆 ab 的动能和回路的内能 解得：21Q优质文档优质文档Q=m 02/4，综上所述，BD 正确。二、填空题136.6310 -37；4.4210 -43；3.310
22、-28解析：子弹的德布罗意波长为： 1=h/p=h/mv=6.6310-37m它以光速运动时的德布罗意波长为： 2=h/p=4.4210-43m由 = h/mv 得： v=h/ m=3.310-28m/s14 （1）根据题意得， O N+ e， e+ e 2 15870101（2）B 正确 （3）根据 E=h =mc2和 c= / 可得 =h/mc （4）根据同位素的用途，半衰期应极短 15210 -4，510 15解析：由 E=Pt得 t= s=210-4 sP1023由 E=nhc得 n= = =51015.h834910.6.5216 E = 2.810-12J解析：核反应释放出来的能量
23、: E = mc2 ，而 m = (m 氘 m 氚 )( m He m n)=0.0188 u，由计算得： E = 2.810-12J 。 17从下向上；3.3610 -19J；9.6510 14Hz解析：.光电子由 K 向 A 定向移动，光电流由 A 向 K，因此通过电流表的电流从下向上。具有最大初动能的电子刚好不能到达 A 板，对该电子用动能定理， EK=Ue 得最大初动能为 2.1eV=3.3610-19J由光电效应方程： EK=h -W，得 =9.651014Hz1850解:由题意知，小车质量 m=3.0kg ，速度 v1=2.0m/s ；水流速度 v2=2.4m/s，水流流量Q= m
24、3/s，水的密度 = kg/m3。510.0.1设经 t 时间，流入车内的水的质量为 M，此时车开始反向运动，车和水流在水平方向没有外力，动量守恒，所以有 mv1- Mv2=0 又因为 M=V V=Qt 由以上各式带入数据解得 t=50s 三、计算题19解析：(1)每秒内由 K 极发射的电子数： 个1205.3/eItn优质文档优质文档(2)由爱因斯坦光电效应方程得：J)10.50.3(1063.)1( 778400 hcWEk=2.6510-19J再由动能定理，有： kmEeU到达 A 极时的最大动能为:(J)=6.0110-19J1.206.165.299Ekm(3)当光强度增到原值三倍时
25、，电子到达 A 极时的最大动能不变。20解析：（1）可发射 6 种频率的光子。（2）由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为 ，代入数据得 E=255eV24E（3） E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应 根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为 Wkm代入数据得， eV（或 1010 19 J）65.0kmE210.99 MeV 2.97 MeV解析：核反应方程为 + + H21e32n10由题给条件可求出质量亏损为 m=2.01362 u(3.0150+1.0087) u=0.0035 u 释放的核能为 E= mc2=931.50.0035 MeV=3.26 M
26、eV因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为 核和中子的动能.设He32和中子的质量分别为 m1、 m2，速度分别为 v1、 v2，反应后动能分别为 E1、 E2.则由动量He32守恒及能量的转化和守恒定律，得m1v1 m2v2=0 E1+E2=2E0+ E 解得 E1=(2E0+ E)/4=(20.35+3.26)/4 MeV=0.99 MeV E2=3(2E0+ E)/4=2.97 MeV. 22解析：（1）镭核衰变方程为： HeRan42286268（2）镭核衰变放出 粒子和氡核，分别在磁场中做匀速圆周运动， 粒子射出 轴y时平行于 x 轴，设 粒子在磁场中的轨道半径为 R，其圆
27、心位置如图 d-1 中 点，有O，则 2)(Rlll85优质文档优质文档粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 ，即 ，RvmgB2qB粒子的动能为 lqvE128)5()(2)(1 衰变过程中动量守恒 ， 0则氡核反冲的动能为 01202mEv qBlE8)5(202123解析：（1）设第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度为 v1,根据动量守恒定律： 0()mvMv代入数据，解得： v1=3m/s （2）设第 1 个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为 s，第 1 个球经过 t0与木盒相遇,则： 0stv设第 1 个球进入木盒后两者共同运动的加速度为 a，根据牛顿第二定律： ()()mMga解得： 3m/s2 3/as设木盒减速运动的时间为 t1,加速到与传送带相同的速度的时间为 t2，则：=1s 12vt故木盒在 2s 内的位移为零 依题意： 01120()stvtt代入数据，解得： s=7.5m t0=0.5s . （3）自木盒与第 1 个球相遇至与第 2 个球相遇的这一过程中,传送带的位移为 S，木盒的位移为 s1,则： m 10()8.5Svttm 12(vt故木盒相对与传送带的位移： m 16sS11则木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是： 54J 54QfsJ12图 d-1
