綜合檢測(cè)B(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題(1～8題為單選題，9～12題為多選題，每題4分，共48分)1．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A．光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率無(wú)關(guān)D．入射光頻率大于極限頻率時(shí)才能產(chǎn)生光電子答案D解析由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程知，只有當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)才能產(chǎn)生光電子，光電流幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的，其大小與光強(qiáng)有關(guān)，與光照時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，易知eU0＝Ek＝hν－W(其中U0為遏止電壓，Ek為光電子的最大初動(dòng)能，W為逸出功，ν為入射光的頻率)．由以上分析知，A、B、C錯(cuò)誤，D正確．2．以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程：x＋eq\o\al(7,3)Li→2y，y＋eq\o\al(14,7)N→x＋eq\o\al(17,8)O，y＋eq\o\al(9,4)Be→z＋eq\o\al(12,6)C.x、y和z是3種不同的粒子，其中z是()A．α粒子 B．質(zhì)子C．中子 D．電子答案C解析由于核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒，則x＋3＝2y， ①y＋7＝x＋8， ②y＋4＝z＋6. ③由①②③聯(lián)立解得：x＝1，y＝2，z＝0，故z為中子，選項(xiàng)C正確．3．在下列幾種現(xiàn)象中，所選系統(tǒng)動(dòng)量守恒的有()A．原來(lái)靜止在光滑水平面上的車(chē)，從水平方向跳上一個(gè)人，人車(chē)為一系統(tǒng)B．運(yùn)動(dòng)員將鉛球從肩窩開(kāi)始加速推出，以運(yùn)動(dòng)員和鉛球?yàn)橐幌到y(tǒng)C．從高空自由落下的重物落在靜止于地面上的車(chē)廂中，以重物和車(chē)廂為一系統(tǒng)D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一個(gè)物體沿斜面滑下，以物體和斜面為一系統(tǒng)答案A解析判斷動(dòng)量是否守恒的方法有兩種：第一種，從動(dòng)量守恒的條件判定，動(dòng)量守恒定律成立的條件是系統(tǒng)受到的合外力為零，故分析系統(tǒng)受到的外力是關(guān)鍵．第二種，從動(dòng)量的定義判定，B選項(xiàng)敘述的系統(tǒng)，初動(dòng)量為零，末動(dòng)量不為零．C選項(xiàng)末動(dòng)量為零而初動(dòng)量不為零．D選項(xiàng)，在物體沿斜面下滑時(shí)，向下的動(dòng)量增大．4．一個(gè)不穩(wěn)定的原子核質(zhì)量為M，處于靜止?fàn)顟B(tài)．放出一個(gè)質(zhì)量為m的粒子后反沖，已知放出的粒子的動(dòng)能為E0，則原子核反沖的動(dòng)能為()A．E0 B.eq\f(m,M)E0C.eq\f(m,M－m)E0 D.eq\f(Mm,M－m)E0答案C解析由動(dòng)量守恒定律(M－m)v＝mv0＝p，又Ek＝eq\f(p2,2M－m)，E0＝eq\f(p2,2m)由以上各式可得Ek＝eq\f(m,M－m)E0，C正確．5．據(jù)媒體報(bào)道，叛逃英國(guó)的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡，英國(guó)警方調(diào)查認(rèn)為毒殺利特維年科的是超級(jí)毒藥——放射性元素釙(eq\o\al(210,84)Po)．若該元素發(fā)生α衰變，其半衰期是138天，衰變方程為eq\o\al(210,84)Po→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．X原子核含有124個(gè)中子B．X原子核含有206個(gè)核子C．γ射線(xiàn)是由處于激發(fā)態(tài)的釙核從較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的D．100g的eq\o\al(210,84)Po經(jīng)276天，已衰變的質(zhì)量為75g答案C解析X原子核中的核子數(shù)為210－4＝206個(gè)，B項(xiàng)正確．中子數(shù)為206－(84－2)＝124個(gè)，A項(xiàng)正確．γ射線(xiàn)是核反應(yīng)前后因質(zhì)量虧損釋放的能量以γ光子的形式放出產(chǎn)生的，C項(xiàng)錯(cuò)．經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，剩余的釙的質(zhì)量為原來(lái)的四分之一，則已衰變的質(zhì)量為原來(lái)的四分之三，D項(xiàng)正確．6．圖1中曲線(xiàn)a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是()圖1A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡C．c、d為α粒子的徑跡D．c、d為β粒子的徑跡答案D解析γ粒子不帶電，不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)．由左手定則可判定，a、b粒子帶正電，c、d粒子帶負(fù)電，又知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，故A、C均錯(cuò)，D正確．7．如圖2所示為氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為1.90eV的金屬銫，下列說(shuō)法正確的是()圖2A．這群氫原子能發(fā)出6種頻率不同的光子，其中從n＝4躍遷到n＝3所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B．這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光子，其中從n＝4躍遷到n＝1所發(fā)出的光頻率最高C．金屬銫表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為12.75eVD．金屬銫表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為10.85eV答案D解析這群氫原子能發(fā)生Ceq\o\al(2,4)＝6種頻率不同的光子，其中從n＝4躍遷到n＝3所發(fā)出的光波的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，從n＝4躍遷到n＝1所發(fā)出的光的頻率最高，故A、B錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能對(duì)應(yīng)入射光子的頻率最高時(shí)，最大入射光能量對(duì)應(yīng)的入射光子的頻率最高，即ΔE＝E4－E1＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，由光電效應(yīng)方程知Ek＝ΔE－W＝10.85eV，C錯(cuò)，D對(duì)．8．如圖3所示，在光滑水平面上，有質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩滑塊，它們中間夾著一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧(彈簧與A、B不拴連)，由于被一根細(xì)繩拉著而處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)剪斷細(xì)繩，在兩滑塊脫離彈簧之后，下述說(shuō)法正確的是()圖3A．兩滑塊的動(dòng)能之比EkA∶EkB＝1∶2B．兩滑塊的動(dòng)量大小之比pA∶pB＝2∶1C．兩滑塊的速度大小之比vA∶vB＝2∶1D．彈簧對(duì)兩滑塊做功之比WA∶WB＝1∶1答案A解析根據(jù)動(dòng)量守恒定律知，兩滑塊脫離彈簧后動(dòng)量大小相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；mAvA＝mBvB，故vA∶vB＝mB∶mA＝1∶2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由Ek＝eq\f(p2,2m)得EkA∶EkB＝eq\f(mB,mA)＝eq\f(1,2)，A項(xiàng)正確；由W＝ΔEk知WA∶WB＝EkA∶EkB＝1∶2，D項(xiàng)錯(cuò)誤．9．關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是()A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D．α、β和γ三種射線(xiàn)中，γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)答案BCD解析自然界中絕大部分元素沒(méi)有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；α、β和γ三種射線(xiàn)電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確．10．科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量．核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV.下列表述正確的有()A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個(gè)核反應(yīng)都沒(méi)有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)答案AD11．一靜止的鋁原子核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()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．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D．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致答案ABD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；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C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)子初速度的方向相同，故D項(xiàng)正確．12．我國(guó)女子短道速滑隊(duì)在2013年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3000m接力三連冠．觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面，并且開(kāi)始向前滑行，待乙追上甲時(shí)，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出，如圖4所示．在乙推甲的過(guò)程中，忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用，則()圖4A．甲對(duì)乙和乙對(duì)甲的沖量大小相等、方向相反B．甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等方向相反C．甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量D．甲對(duì)乙做多少負(fù)功，乙對(duì)甲就一定做多少正功答案AB解析在甲、乙相互作用的過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，即甲對(duì)乙和乙對(duì)甲的沖量大小相等、方向相反，甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等、方向相反，選項(xiàng)A、B正確．由Ek＝eq\f(p2,2m)和W＝ΔEk可知，選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤．二、填空題(本題共2個(gè)小題，共12分)13．(6分)在快中子增殖反應(yīng)堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂變時(shí)釋放出快中子，周?chē)?3892U吸收快中子后變成23992U，23992U很不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)兩次β衰變后變成23994Pu.已知1個(gè)23992U核的質(zhì)量為m1,1個(gè)23994Pu核的質(zhì)量為m2,1個(gè)電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c.(1)23992U的衰變方程是________________________________________________________；(2)23992U衰變釋放的能量為_(kāi)___________________________________________________．答案(1)eq\o\al(239,92)U→23994Pu＋2eq\o\al(0,－1)e(2)(m1－m2－2me)c2解析(1)發(fā)生β衰變質(zhì)量數(shù)不發(fā)生改變，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知，其衰變方程為：eq\o\al(239,92)U→eq\o\al(239,94)Pu＋2eq\o\al(0,－1)e；(2)一次衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損為：Δm＝m1－m2－2me根據(jù)質(zhì)能方程有：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－2me)c2.14．(6分)如圖5甲所示，在橄欖球比賽中，一個(gè)質(zhì)量為95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動(dòng)，想穿越防守隊(duì)員到底線(xiàn)觸地得分．就在他剛要到底線(xiàn)時(shí)，迎面撞上了對(duì)方兩名質(zhì)量均為75kg的隊(duì)員，一個(gè)速度大小為2m/s，另一個(gè)速度大小為4m/s，然后他們就扭在了一起．圖5(1)他們碰撞后的共同速率是________(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)．(2)在圖乙中標(biāo)出碰撞后他們動(dòng)量的方向，并說(shuō)明這名前鋒能否得分：________.答案(1)0.1m/s(2)見(jiàn)解析圖能解析(1)設(shè)前鋒運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為M1，兩防守隊(duì)員質(zhì)量均為M2，速度分別為v1、v2、v3，碰撞后的速度為v，設(shè)v1方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得M1v1－M2v2－M2v3＝(M1＋2M2)v代入數(shù)據(jù)解得，v≈0.1m/s(2)因v>0，故碰后總動(dòng)量p的方向與pA方向相同，碰撞后的狀態(tài)及動(dòng)量如圖所示，即他們都過(guò)了底線(xiàn)，該前鋒能得分．三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共40分)15．(8分)氫原子的能級(jí)圖如圖6所示．原子從能級(jí)n＝3向n＝1躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)．有一群處于n＝4能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)所發(fā)出的光照射該金屬．求該金屬的截止頻率和產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字．圖6答案2.9×1015Hz0.66eV解析E3－E1＝hν解得ν≈2.9×1015Hzn＝4向n＝1躍遷所放出的光子照射金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能最大，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程Ek＝(E4－E1)－(E3－E1)得Ek＝0.66eV.16．(8分)一個(gè)鈹核(eq\o\al(9,4)Be)和一個(gè)α粒子反應(yīng)后生成一個(gè)碳核，放出一個(gè)中子，并釋放出5.6MeV的能量(保留兩位有效數(shù)字)．(1)寫(xiě)出這個(gè)核反應(yīng)過(guò)程．(2)如果鈹核和α粒子共130g，且剛好反應(yīng)完，求共放出多少能量？(3)這130g物質(zhì)反應(yīng)過(guò)程中，其質(zhì)量虧損是多少？答案(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(2)5.4×1012J(3)6.0×10－5kg解析(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n.(2)鈹核和氦核的摩爾質(zhì)量之和μ＝μBe＋μα＝(9＋4)g/mol＝13g/mol，鈹核和氦核各含的摩爾數(shù)n＝eq\f(M,μ)＝eq\f(130,13)mol＝10mol，所以放出的能量ΔE＝n·NA·E放＝10×6.02×1023×5.6MeV≈3.371×1025MeV≈5.4×1012J(3)質(zhì)量虧損Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(5.4×1012,3.0×1082)kg＝6.0×10－5kg.17．(10分)冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡(jiǎn)化為如下過(guò)程：如圖7所示，運(yùn)動(dòng)員將靜止于O點(diǎn)的冰壺(視為質(zhì)點(diǎn))沿直線(xiàn)OO′推到A點(diǎn)放手，此后冰壺沿AO′滑行，最后停于C點(diǎn)．已知冰面和冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，冰壺質(zhì)量為m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度為g.圖7(1)求冰壺從O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的沖量大小．(2)若將BO′段冰面與冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小為0.8μ，原只能滑到C點(diǎn)的冰壺能停于O′點(diǎn)，求A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離．答案(1)meq\r(2μgL)(2)L－4r解析(1)由－μmgL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，得vA＝eq\r(2μgL).由I＝mvA，將vA代入得I＝meq\r(2μgL).(2)設(shè)A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離為s，由－μmgs－0.8μmg(L＋r－s)＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，將vA代入得s＝L－4r.18．(14分)在光滑水平面上靜置有質(zhì)量均為m的木板AB和滑塊CD，木板AB上表面粗糙，滑塊CD上表面是光滑的eq\f(1,4)圓弧，其始端D點(diǎn)切線(xiàn)水平且在木板AB上表面內(nèi)，它們