【骄子之路】2023高考物理一轮复习 第十三章 光学 电磁波 相对论简介阶段综合测评

阶段综合测评十三　选修3－5(时间：90分钟　满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．有的小题给出的几个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的几个选项中有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不答得0分)1．(2015届北京市房山区高三期末考试)下列说法正确的是(　　)A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B.U→Th＋He是核裂变反应方程C．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，能量增加D．将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变解析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项A正确；U→Th＋He是α衰变，选项B错误；一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，放出光子，能量减少，选项C错误；放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项D错误．答案：A2．(2015届北京市丰台区高三期末考试)如果大量氢原子处在n＝4的能级，可能有几种频率的光辐射出来？其中频率最大的光是氢原子在哪两个能级间跃迁时发出来的？(　　)A．4种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝1能级跃迁时发出B．6种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝1能级跃迁时发出C．4种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝3能级跃迁时发出D．6种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝3能级跃迁时发出解析：大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射6种频率的光子，其中频率最大也就是能量最大的光子是从n＝4跃迁到n＝1能级时释放的，故选项B正确．答案：B3．(2015届江苏省盐城市高三质检)下列说法中正确的是(　　)A．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质B．铀核(U)衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能一定小于铀核的比结合能C．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象7\nD．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加解析：β衰变的实质是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，电子发射到核外，就是β粒子，故选项A正确；一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B错误；实验表明，只要照射光的频率足够大，就一定能发生光电效应现象，故选项C错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，要吸收光子，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加，故选项D正确．答案：AD4．(2015届衡水市高三点睛大联考)三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦(He)，则下面说法正确的是(　　)A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大2D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，写出核反应方程式为：X→Y＋e，Y＋H→Z＋He，显然，A是错误的；X核的中子数为(m－n)，Z核的中子数为[(m－3)－(n－2)]，(m－n)－[(m－3)－(n－2)]＝1，可见X核比Z核多一个中子，B错误；X核的质量数m比Z核质量数(m－3)大3，C错误；X核与Z核的总电荷数是n＋(n－2)＝2(n－1)，Y核电荷是(n－1)，D正确．答案：D5．(2015届开封市高三二模)下列说法正确的是(　　)A．康普顿效应进一步证实了光的波动特性B．天然放射元素衰变的快慢与所处的化学、物理状态有关C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特性D．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的E．爱因斯坦提出了光子说成功地解释了光电效应现象解析：康普顿效应是光的散射现象，进一步证明光的粒子性，选项A错误，天然放射元素衰变快慢与所处化学、物理状态无关，选项B错误；经典物理学不能解释原子的稳定性，也不解释原子光谱是不连续的，具有分立特性，选项C正确；普朗克为了解释黑体辐射提出了能量是量子化的，选项D正确；爱因斯坦提出光子说成功解释光电效应现象，选项E正确．答案：CDE6．(2015届湖南省郴州市高三二模)下列说法正确的是(　　)A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说7\nE．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应解析：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A正确；宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性，选项B错误；β衰变中产生的β射线实际上是原子核内中子释放一个电子变成质子的过程，故选项C错误；爱因斯坦对光电效应进行研究，提出光子说，成功解释光电效应，选项D正确；对任何一种金属都存在一个“最大波长”即最小频率，入射光的波长必须小于这个波长，才能发生光电效应，选项E正确．答案：ADE7．(2015届银川市宁大附中高三模拟)下列说法中正确的是(　　)A．α粒子散射实验证明了原子核还可以再分B．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能较大D．基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子解析：天然放射现象说明原子核还可以再分，选项A错误；α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构，选项B错误；若用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，X射线的频率大于绿光的频率，由光电效应方程可知，用X射线照射时，光电子的最大初动能较大，选项C正确；基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，向低能态跃迁能发射多种频率的光子，选项D正确．答案：CD8．氢原子的部分能级如图所示．已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子(　　)A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光解析：从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光子能量最小为10.2eV，最大为13.6eV，可见其频率高于可见光，即波长比可见光短；从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光子能量最小为1.89eV，最大为3.4eV，可见发出的光并不都为可见光；从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光子能量最小为0.66eV，最大为1.51eV，频率低于可见光；从n＝3能级向n＝2能级跃迁发出的光子能量为1.89eV，属于可见光的区域．7\n答案：AD9．如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是(　　)A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的解析：增大a光的强度，从金属板飞出的光电子增多，金属板带电荷量增大，验电器的指针偏角一定增大，选项A错误；a光照射金属板时，光电子从金属板飞出，金属板带正电，验电器的金属小球带正电，选项B错误；经分析，a光在真空中的频率大于b光在真空中的频率，故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项C正确；氢原子跃迁，因为|E4－E1|＞|E5－E2|，故选项D正确．答案：CD10．关于核反应方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知Th的半衰期为T，则下列说法正确的是(　　)A.Pa比Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变B．N0个Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为N0ΔE(N0数值很大)C.Th的比结合能为D.Th的化合物的半衰期比T长解析：Pa和Th具有相同的核子数，但Pa比Th多一个质子，所以Pa比Th少一个中子，Th具有放射性，X粒子是从原子核中射出的，X粒子是电子，即该衰变为β衰变，选项A正确；经过2T时间有N0的Th发生了衰变，放出的能量为N0ΔE，故选项B正确；Th的比结核能是该原子核分解为核子时需要的能量与核子数的比值，故选项C错误；Th的化合物的半衰期也为T，故选项D错误．答案：AB第Ⅱ卷(非选择题，共50分)二、填空题(本题共2小题，共12分)11．(6分)(2015届宁夏银川市唐徕回民中学高三模拟)小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.7\n(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J.解析：(1)金属板K为阴极，电极A为阳极．(2)由题中图象可知，当遏止电压为零时的频率即为铷的截止频率，应为5.13×1014Hz，根据W0＝hν0＝6.63×10－34×5.13×1014J＝3.40×10－19J.答案：(1)阳极　(2)(5.12～5.18)×1014　(3.39～3.43)×10－1912．(6分)放射性物质Po和Co的核衰变方程为：Po→Pb＋X1，Co→Ni＋X2，方程中的X1代表的是________，X2代表的是________．解析：根据质量数和电荷数守恒可得X1的质量数为4，质子数为2，即为He，X2的质量数为0，电荷数为－1为e.答案：He　e三、计算题(本题共4小题，共38分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)13．(9分)(2015届河北省邯郸市高三期末考试)如图，质量分别为m1＝1.0kg和m2＝2.0kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变．该系统以速度v0＝0.10m/s沿光滑水平面向右做直线运动．某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动．经过时间t＝5.0s后，测得两球相距s＝4.5m，求：(1)刚分离时a、b两小球的速度大小v1、v2；(2)两球分开过程中释放的弹性势能Ep.解析：(1)根据已知，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2①s＝v1t－v2t②由①②得v1＝0.70m/s，v2＝－0.20m/s.(2)由能量守恒定律得7\n(m1＋m2)v＋Ep＝m1v＋m2v代入数据得Ep＝0.27J.答案：(1)0.70m/s　－0.20m/s　(2)0.27J14．(9分)(2015届河北省唐山市高三模拟)质量为m1的物体A以某一速度值由斜面底端冲上斜面，恰能到达斜面顶端，如图所示．将质量为m2的物体B放置在斜面上某点，且处于静止状态，物体B到斜面顶端的距离为斜面长度的1/4，A物体再次以相同的初速度冲上斜面，A、B发生弹性碰撞后，B物体刚好能够到达斜面顶端．两物体可视为质点，且二者与斜面间的动摩擦因数相同．求A、B两物体的质量比m1∶m2.解析：两物体向上滑行时，mgsinθ＋μmgcosθ＝ma二者加速度相同，二者刚好能滑到斜面顶端由v2＝2a，可知m1碰前的速度与m2碰后的速度相等在碰撞过程中，设碰前m1的速度和碰后m2的速度为v，碰后m1的速度为v1m1v＝m1v1＋m2vm1v2＝m1v＋m2v2由以上两式可得m1∶m2＝1∶1.答案：1∶115．(10分)(2015届湖南省郴州市高三二模)两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为m＝2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量M＝4kg的物块C静止在前方，如图所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．求在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度v1为多大？(2)系统中弹性势能的最大值Ep是多少？解析：(1)根据题意，A、B、C三物块动量守恒，当弹簧的弹性势能最大时满足：2mv＝(2m＋M)v1带入数值得：v1＝3m/s.(2)根据动量守恒，当BC刚刚完成碰撞时满足：mv＝(m＋M)vBC此后系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时满足：7\nmv2＋(M＋m)v＝(2m＋M)v＋Ep.带入数值后整理得：Ep＝12J.答案：(1)3m/s　(2)12J16．(10分)如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m.P2的右端固定一轻质弹簧，弹簧的自由端恰好在P2的左端A点．物体P置于P1的最右端．质量为2m且可以看作质点．P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)．P与P2之间的动摩擦因数为μ，求(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；(2)此过程中弹簧最大压缩量x.解析：(1)碰撞时由动量守恒定律可得：(m＋2m)v0＝2mv0＋(m＋m)v1解得：v1＝v0由于物体P与P1、P2之间的力为内力，三者整体由动量守恒定律可得：(m＋2m)v0＝(m＋m＋2m)v2解得：v2＝v0.(2)整个过程由能量守恒定律可得：(m＋m)v＋2mv＝(m＋m＋2m)v＋μ·2mg·2x解得：x＝.答案：(1)v1＝v0　v2＝v0　(2)x＝7