綜合檢測B(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12個小題，每題4分，共48分，全部選對得4分，漏選得2分，錯選不得分)1．(多選)(2016·書生中學高二第二學期期中)下列說法正確的是()A．光子不但具有能量，也具有動量B．玻爾認為，氫原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的C．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期D．原子核的質量大于組成它的核子的質量之和，這個現象叫做質量虧損答案AB2．光電效應實驗中，下列表述正確的是()A．光照時間越長光電流越大B．入射光足夠強就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率無關D．入射光頻率大于極限頻率時才能產生光電子答案D解析由愛因斯坦光電效應方程知，只有當入射光頻率大于極限頻率時才能產生光電子，光電流幾乎是瞬時產生的，其大小與光強有關，與光照時間長短無關，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc為遏止電壓，Ek為光電子的最大初動能，W0為逸出功，ν為入射光的頻率)．由以上分析知，A、B、C錯誤，D正確．3．(多選)如圖1所示，我國女子短道速滑運動中，“接棒”的運動員甲提前站在“交棒”的運動員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出．在乙推甲的過程中，忽略運動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則()圖1A．甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量B．甲、乙的動量變化一定大小相等、方向相反C．甲的動能增加量不一定等于乙的動能減少量D．甲對乙做多少負功，乙對甲就一定做多少正功答案BC4．(多選)(2016·臺州六校高二第二學期期中)圖2四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是()圖2A．圖甲：使鋅板發生光電效應的是弧光燈發出的紫光B．圖乙：盧瑟福通過α粒子散射實驗，發現了質子和中子C．圖丙：氫原子能級是分立的，原子發射光子的頻率是不連續的D．圖丁：鈾核裂變中放出新的中子又引起新的裂變，形成鏈式反應答案CD5．(多選)(2016·浙江名校協作體模擬)下列說法正確的是()A．原子核發生α衰變后，新核的原子序數將減小2位B．天然放射現象一定伴隨有電子的得失C．光電效應發生后，遏止電壓和入射光的頻率有關D．氫原子由高能級向低能級躍遷要吸收光子答案AC解析由核反應遵循電荷數守恒和質量數守恒可知A正確；天然放射現象發生在原子核內部，與電子得失無關，B錯誤；光電效應發生后由Ek＝hν－W0和Ek＝eUc，得eUc＝hν－W0，知C正確；氫原子由高級向低能級躍遷要放出光子，D不正確，綜上應選A、C.6．以下是物理學史上3個著名的核反應方程：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．質子C．中子 D．電子答案C7．圖3中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應強度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是()圖3A．a、b為β粒子的徑跡B．a、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，不會發生偏轉，故B錯．由左手定則可判定，a、b粒子帶正電，c、d粒子帶負電，又知α粒子帶正電，β粒子帶負電，故A、C均錯，D正確．8．據媒體報道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡，英國警方調查認為毒殺利特維年科的是超級毒藥——放射性元素釙(eq\o\al(210,84)Po)．若該元素發生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，則下列說法中錯誤的是()A．X原子核含有124個中子B．X原子核含有206個核子C．γ射線是由處于激發態的釙核從較高能級向較低能級躍遷時發出的D．100g的eq\o\al(210,84)Po經276天，已衰變的質量為75g答案C解析X原子核中的核子數為210－4＝206(個)，B項正確．中子數為206－(84－2)＝124(個)，A項正確．γ射線是核反應前后因質量虧損釋放的能量以γ光子的形式放出產生的，C項錯．經過兩個半衰期，剩余的釙的質量為原來的四分之一，則已衰變的質量為原來的四分之三，D項正確．9．(多選)科學家使用核反應獲取氚，再利用氘和氚的核反應獲得能量．核反應方程分別為：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的質子數是3，中子數是6C．兩個核反應都沒有質量虧損D．氘和氚的核反應是核聚變反應答案AD10．(多選)(2017·杭州高三第一學期期中四校聯考)圖4是氫原子的能級圖，a是n＝4能級躍遷到n＝2能級時產生的光，b是n＝5能級躍遷到n＝3能級時產生的光．鈉的極限頻率ν＝5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子電荷量e＝－1.6×10－19C，則()圖4A．a光的頻率大于b光的頻率B．在水中傳播時，a光的速度大于b光的速度C．a光照射鈉時能產生光電子，b光則不能D．a光與b光的能量之比為97∶255答案AC11．(多選)(2016·金華、溫州、臺州部分學校高二3月聯考)關于近代物理學的結論中，下面敘述中正確的是()A．氫原子從n＝6躍遷至n＝2能級時輻射出頻率ν1的光子，從n＝5躍遷至n＝2能級時輻射出頻率ν2的光子，頻率為ν1的光子的能量較大B．已知鈾238的半衰期為4.5×109年，地球的年齡約為45億年，則現在地球上存有的鈾238原子數量約為地球形成時鈾238原子數量的一半C．β衰變能釋放出電子說明了原子核中有電子D．在核反應中，質量守恒、電荷數守恒答案AB解析氫原子在不同能級之間發生躍遷，那么從高能級到低能級釋放的光子能量hν等于能級差，因此有hν1＝E6－E2，hν2＝E5－E2，A對；鈾238的半衰期為4.5×109年，地球的年齡約為45億年，剛好為一個半衰期，故現在地球上存有的鈾238原子數量約為地球形成時鈾238原子數量的一半，B對；原子核內部只有質子和中子，β衰變是原子核內的一個中子轉化為一個質子和一個電子時，電子從核內釋放出來，故C錯；核反應遵循質量數和電荷數守恒，不是質量守恒，故D錯，故選A、B.12．(多選)如圖5所示，子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊后不再穿出，此時木塊動能增加了6J，那么此過程產生的內能可能為()圖5A．10J B．8JC．6J D．4J答案AB解析設子彈的初速度為v0，射入木塊后子彈與木塊共同的速度為v，木塊的質量為M，子彈的質量為m.根據動量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v得：v＝eq\f(mv0,m＋M)木塊獲得的動能為ΔEk＝eq\f(1,2)Mv2＝eq\f(Mm2v\o\al(2,0),2M＋m2)＝eq\f(Mmv\o\al(2,0),2M＋m)·eq\f(m,M＋m)系統產生的內能為Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(Mmv\o\al(2,0),2M＋m)可得Q＞ΔEk＝6J，故A、B正確．二、填空題(本題共2個小題，共12分)13．(6分)在快中子增殖反應堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂變時釋放出快中子，周圍的23892U吸收快中子后變成23992U，23992U很不穩定，經過兩次β衰變后變成23994Pu.已知1個23992U核的質量為m1,1個23994Pu核的質量為m2,1個電子的質量為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________________________________________________．答案(1)eq\o\al(239,92)U→23994Pu＋2eq\o\al(0,－1)e(2)(m1－m2－2me)c2解析(1)發生β衰變質量數不發生改變，根據電荷數守恒可知，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)一次衰變過程中的質量虧損為：Δm＝m1－m2－2me根據質能方程有：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－2me)c2.14．(6分)(2016·瑞安中學高二第二學期期中)氣墊導軌(如圖6)工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力．為了探究碰撞中的不變量，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為m的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為f.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續運動，如圖7為某次實驗碰撞前后打出的點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出碰撞前長度s1、s2和碰撞后紙帶長度s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞后兩滑塊的質量和速度大小的乘積為________，若滿足________________，則碰撞前后兩滑塊的總動量守恒．圖6圖7答案eq\f(2ms3f,5)s1－s2＝2s3三、計算題(本題共4個小題，共40分)圖815．(8分)氫原子的能級圖如圖8所示．原子從能級n＝3向n＝1躍遷所放出的光子正好使某種金屬材料產生光電效應．有一群處于n＝4能級的氫原子向較低能級躍遷時所發出的光照射該金屬．求該金屬的截止頻率和產生光電子最大初動能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，結果保留兩位有效數字．答案2.9×1015Hz0.66eV解析E3－E1＝hνc解得νc≈2.9×1015Hzn＝4向n＝1躍遷所放出的光子照射金屬產生光電子最大初動能最大，根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝(E4－E1)－(E3－E1)得Ek＝0.66eV.16．(8分)一個鈹核(eq\o\al(9,4)Be)和一個α粒子反應后生成一個碳核，放出一個中子，并釋放出5.6MeV的能量．(結果均保留兩位有效數字)(1)寫出這個核反應方程．(2)如果鈹核和α粒子共130g，且剛好反應完，求共放出多少能量？(3)這130g物質反應過程中，其質量虧損是多少？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量之和μ＝μBe＋μα＝(9＋4)g/mol＝13g/mol，鈹核和氦核各含的摩爾數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＝3.3712×1025MeV≈5.4×1012J(3)質量虧損Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(5.4×1012,3.0×1082)kg＝6.0×10－5kg.17．(10分)(2016·溫州十校高二下學期期中)一單擺擺球質量m＝0.2kg，擺長l＝0.9m，今將擺球拉離與豎直方向成10°角處由靜止釋放，求擺球運動到最低點的過程中重力的沖量和合力的沖量．(g＝10m/s2，cos10°＝0.98)答案eq\f(3π,10)N·s或0.942N·s，方向豎直向下0．12N·s，方向沿水平方向解析T＝2πeq\r(\f(l,g))IG＝mgeq\f(T,4)＝eq\f(3π,10)N·s或0.942N·s方向：豎直向下mgl(1－cos10°)＝eq\f(1,2)mv2v＝eq\r(2gl1－cos10°)＝0.6m/sI合＝mv＝0.12N·s.方向：沿水平方向．18．(14分)(2017·嘉興新高考選考科目3月測試)如圖9所示為一種核反應研究設備的示意圖．密閉容器中為钚的放射性同位素eq\o\al(239,94)Pu，可衰變為鈾核eq\o\al(235,92)U和α粒子，并放出能量為E0的γ光子(eq\o\al(239,94)Pu可視為靜止，衰變放出的光子動量可忽略)．衰變產生的質量為m、帶電荷量為q的α粒子，從坐標為(0，L)的A點以速度v0沿＋x方向射入第一象限的勻強電場(場強方向沿y軸負方向)，再從x軸上坐標(2L,0)的C處射入x軸下方垂直紙面向外的勻強磁場，經過勻強磁場偏轉后回到坐標原點O.若粒子重力可忽略不計，求：圖9(1)電場強度E大小；(2)磁感應強度B的大小