物理成才之路选修3——5本册综合能力测试题b

本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2012·山东省实验中学高二检测)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()答案：AB解析：选项A为康普顿效应，选项B为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；选项C为α粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续。

2．(2012·泗水一中高二检测)如图所示，一个质量为0.18kg 的垒球，以25m /s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m /s ，设球棒与垒球的作用时间为0.01s .下列说法正确的是( )①球棒对垒球的平均作用力大小为1260N②球棒对垒球的平均作用力大小为360N③球棒对垒球做的功为126J④球棒对垒球做的功为36JA ．①③B ．①④C ．②③D ．②④答案：A解析：设球棒对垒球的平均作用力为F ，由动量定理得F －·t ＝m(v t －v 0)，取v t ＝45m /s ，则v 0＝－25m /s ，代入上式，得F －＝1260N ，由动能定理得W ＝12mv 2t －12mv 20＝126J ，故①③正确，选项A 正确。

3．光子有能量，也有动量p ＝h λ，它也遵守有关动量的规律。

如图所示，真空中有一“∞”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。

当用平行白光垂直纸面向里照射这两个圆面时，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．沿顺时针方向转动B．沿逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动答案：B解析：由动量定理可知，白光垂直照射到白纸片上，反射能力较好，白光垂直照射到黑纸片上时，吸收性较好，白纸片受到的冲力约为黑纸片受到的冲力的两倍，故俯视看到装置开始逆时针方向转动。

第18章第3节基础夯实1．白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．线状谱C．原子光谱D．吸收光谱答案：A2．关于光谱，下列说法正确的是()A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成答案：C3．下列关于光谱的说法正确的是()A．太阳光谱是连续光谱B．日光灯产生的光谱是连续光谱C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线光谱D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线光谱答案：C解析：太阳发出的白光本来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，被大气层内存在着的从太阳蒸发出来的多种元素的气体吸收，到达地球时形成吸收光谱，故选项A错．日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线光谱，故选项B错．酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱，故选项C正确，选项D错．4．(2010·大庆实验中学高二检测)关于光谱，下列说法正确的是()A．各种原子的发射光谱都是线状谱B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质组成成分答案：ACD5．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中会有钠的________光谱(填“明线”或“吸收”)．答案：明线解析：在酒精灯炽热的灯焰中钠离子由高能态向低能态跃迁发出明亮的黄光，所以可以看到钠的明线光谱．6．各种原子的光谱都是________，说明原子只发出几种特定频率的光．不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是________的．因此这些亮线称为原子的________．答案：线状谱 不一样 特征谱线7．计算巴耳末系中波长最大的光子的能量为多少？答案：3×10－19J解析：据巴耳末公式计算出波长，然后利用公式c ＝λν，E ＝hν，进行计算．据公式1λ＝R (122－1n 2) 可知当n ＝3时，波长最大λ＝656.3nm据公式c ＝λν，E ＝hν得E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3×108656.3×10－9J ＝3×10－19J 8．根据巴耳末公式，可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线，其波长分别为654.55×10－9m 和484.85×10－9m ，求所对应的n 值． 答案：n 1＝3 n 2＝4解析：据巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)得 1654.55×10－9＝1.10×107×(122－1n 21)， 所以n 1＝3，1484.85×10－9＝1.10×107×(122－1n 22)， 所以n 2＝4.能力提升1．(2010·吉林省实验中学高二检测)关于光谱，下面说法中正确的是( )A ．炽热的液体发射连续光谱B ．太阳光谱中的暗线说明太阳内部缺少与这些暗线相对应的元素C ．明线光谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D ．发射光谱一定是连续光谱答案：AC解析：炽热的固体、液体、高压气体发出的是连续光谱，故A正确．太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光经过太阳大气层时产生的吸收光谱，故B不正确．线状光谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可以用于对物质成分进行分析，故C正确．发射光谱可能是连续光谱，也可能是明线光谱，故D不正确．2．(2009·德州高二检测)以下说法正确的是()A．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C．线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析D．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素答案：BC解析：光谱分析既可以用线状谱也可以用吸收光谱，但不能用连续谱，A错，C对；利用光谱分析时，样品中元素达到10－10g就可以被检测的到，灵敏度很高，B对；月亮本身不发光，它的光是反射的太阳光，故通过分析月亮的光谱可以分析太阳的大气中所含的元素，但分析不出月球上有哪些元素，D错．3．如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素答案：BD4．光谱分析使用的光谱是________，光谱分析的优点是________．答案：线状谱灵敏度高5．利用①白炽灯②蜡烛③霓虹灯④在酒精火焰中烧钠和钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有________，能产生明线光谱的有________．答案：①和②③和④解析：白炽灯是炽热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱；在酒精火焰上钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，形成明线光谱，所以题中①和②属于连续光谱，③和④属于明线光谱．6．如图所示的分光镜是用来观察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色光由小孔S 进入平行光管，那么在光屏MN 上的P 处是________，Q 处是________光、R 处是________．答案：红 绿 紫解析：分光镜是根据光的色散现象制成的．复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小．7．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n 2)，n ＝4,5,6……，R ＝1.10×107m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求： ①n ＝6时，对应的波长？②帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？答案：①1.09×10－6m ②3×108m/s 2.75×1014Hz 解析：①由帕邢系公式1λ＝R (132－1n 2)，当n ＝6时，得λ＝1.09×10－6m. ②帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝c λ＝3×1081.09×10－6Hz ＝2.75×1014Hz。

第十九章限时测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害答案：D解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导走，故A错；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，故B错；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，故C错；用γ射线治疗肿瘤对人体有副作用，因此要严格控制剂量，故D正确。

2．(2012·福建龙岩质检)关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是()A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知X是10n，此核反应属于聚变，A正确B错误。

当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。

3．关于核能和核反应，下列说法正确的是()A．根据E＝mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B．根据ΔE＝Δmc2，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量C．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变D．当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应，瞬时放出巨大能量答案：A解析：质量和能量存在一种简单的对应关系，不能说减少的质量变为能量，故A对，B错；太阳内部的热核反应属于轻核聚变，故C 错；发生链式反应时铀块的体积大于临界体积，故D错。

本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(山东师大附中2014～2015学年高二下学期检测)下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是导学号 96140512()答案：A解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。

2．如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A 端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。

则下述说法中正确的是导学号 96140513()①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒②若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒③小车的最终速度与断线前相同④全过程系统的机械能不守恒A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④答案：B解析：取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同。

但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒。

3．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是导学号 96140514() A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知X是10n，此核反应属于聚变，A正确B错误。

当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。

4．(河北邢台一中2014～2015学年高二下学期检测)氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是导学号 96140515()A．一个氢原子从n＝4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离C．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n＝4向n＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为2.55eV答案：A解析：根据C24＝6知，一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，它们向较低能级跃迁时可能辐射出6种不同频率的光子，这时动能增大，电势能减小，故A错误；可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，则紫外线的能量高于3.11eV，而n＝3能级的氢原子能量为－1.51eV，因此处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故B正确。

第19章第5节基础夯实1．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在答案：D解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故A、B、C错．又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D正确．2．(2010·东北三省第一次联考)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是()A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．半衰期不但由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，还受压强、温度等外界因素的影响D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小答案：BD解析：由E k＝hν－W0得，发生光电效应时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能由入射光的频率决定，入射光的强度只决定单位时间内从金属表面逸出的光电子的数量，选项A错误；放射性元素的半衰期不随外界条件(压强、温度)的变化而改变，选项C错误．3．对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是()A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm答案：ABD解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确，如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2，所以选项B正确，某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误．4．(2009·浙江台州调考)下列说法正确的是()A．中子与质子结合成氚核时需吸收能量B．同一元素的两种同位素具有相同的中子数C．当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，辐射出光子D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间答案：D解析：中子与质子结合成氚核属于轻核聚变，存在质量亏损，故放出热量，选项A错；同位素具有相同的质子数，选项B错；从低能级向高能级跃迁要吸收能量，故C错；故只有选项D正确．5．一个质子和一个中子结合成一个氘核，核反应方程是：________，这个过程释放出2.2MeV的能量，这个过程中质量亏损为________kg(要求两位有效数字)答案：11H＋10n―→21H 3.9×10－30解析：11H＋10n―→21H，根据公式ΔE＝Δmc2，可以计算质量亏损．6．已知：氮核质量M N＝14.00753u，氧17核的质量为M0＝17.004 54u，氦核质量M He ＝4.003 87u，氢核质量为M H＝1.008 15u.试判断147N＋42He―→178O＋11H这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？答案：吸收能量能量变化1.2MeV解析：反应前总质量：M N＋M He＝18.011 40u反应后总质量：M O＋M H＝18.012 69u可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应．吸收的能量利用ΔE＝Δm·c2来计算，若反应过程中质量增加1u，就会吸收931.5MeV的能量，故：ΔE＝(18.012 69－18.011 40)×931.5MeV＝1.2MeV7．三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量12.0000u，氦原子的质量为4.0026u.(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳．(3)这个能量合多少MeV?答案：(1)342He―→126C＋ΔE(2)1.165×10－12J(3)7.28 MeV解析：反应前后的质量发生改变，根据ΔE＝Δm·c2可求解出结论．(1)342He―→126C＋ΔE(2)Δm＝3×4.0026u－12.0000u＝0.0078u＝12.948×10－30kgΔE＝Δm·c2＝1.165×10－12J(3)ΔE＝1.165×10－12J＝7.28 MeV能力提升1．(2010·石家庄市第一中学高二检测)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是()A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能答案：D解析：E＝mc2中c为光速，所以物体的能量E与其质量成正比，A对，ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能，B对，一个中子和一个质子结合成氘核，释放出核能．表明此过程中出现了质量亏损，C对．E＝mc2中的E并不是特指核反应中释放的核能D错．2．(2010·山东济南二模)关于原子和原子核，下列说法正确的有()A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C．放射性元素发生衰变时，由于质量亏损，质量数不守恒D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的答案：B解析：汤姆孙发现电子后提出了原子的“枣糕式”模型，选项A错误；核反应电荷数与质量数均守恒，选项C错误；玻尔理论是关于原子结构的一种理论，它成功解释了氢原子光谱不连续的特点，解释了当时出现的“紫外灾难”，“玻尔理论”的提出，打破了经典物理学一统天下的局面，开创了揭示微观世界基本特征的前景，为量子理论体系奠定了基础，这是一种了不起的创举，选项D错误．3．如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是()A．若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B．若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C．若A能分裂成B、C，分裂过程一定要释放能量D．若A能分裂成B、C，分裂过程一定要吸收能量答案：AC解析：由图可知原子序数较小的核D、E结合成原子序数较大的核F时，因F的核子的平均质量小于D、E核子的平均质量，故出现质量亏损，由质能方程知，该过程一定放出核能，所以选项A正确，选项B错误．因为C、B的核子的平均质量小于A核子的平均质量，故A分裂成B、C，分裂过程一定要释放能量，所以选项C正确，选项D错误．4．(2010·福建四校联考)一个质子和一个中子聚变结合成一个氚核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氚核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A．核反应方程是11H＋10n→31H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝h(m1＋m2－m3)c2答案：B解析：11H＋10n→21H＋γ，选项A错误；由题可知，该反应的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m 3，选项B 正确；根据爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2得，该反应辐射出的γ光子的能量为E＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，选项C 错误；由E ＝hν＝h c λ得，λ＝h (m 1＋m 2－m 3)c，选项D 错误． 5．(2010·吉林实验中学高二检测)静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变为钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能．真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2 B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2 答案：C解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218·E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 6．(2009·武汉模拟)一个铍原子核(74Be)从最靠近核的k 层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核(73Li)并放出一个不带电的质量接近于零的中微子V e (质量不计)，人们把这种衰变叫铍核的Ec 衰变．核反应方程为：74Be ＋ 0－1e →73Li ＋Ve.已知一个铍原子质量为m 1，一个锂原子质量为m 2，一个电子质量为m e ，光速为c ，则一个铍原子核发生上述反应释放的能量是( )A ．(m 1－m 2)c 2B ．(m 1＋m 2＋m 2)c 2C ．(m 1＋m e －m 2)c 2D ．(m 2－m 1－m e )c 2答案：C解析：由爱因斯坦质能方程核反应前质量为m 1＋m e ，反应后为m 2，故释放的能量为(m 1＋m e －m 2)c 2，A 、B 、D 错，C 对．7．用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核(31H)和α粒子，并放出4.8MeV 的能量．(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？(4)α粒子的动能是多大？答案：(1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He (2)0.0052u (3)4∶3 (4)2.06MeV解析：(1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He(2)依据ΔE ＝Δmc 2得：Δm ＝4.8931.5u ＝0.0052u (3)根据题意有：0＝m 1v 1＋m 2v 2式中m 1、m 2、v 1、v 2分别为氚核和α粒子的质量和速度，由上式及动能E k ＝p 2/2m ，可得它们的动能之比为：E k 1∶E k 2＝p 22m 1∶p 22m 2＝m 2∶m 1＝4∶3. (4)α粒子的动能：E k 2＝37(E k 1＋E k 2)＝37×4.8MeV ＝2.06MeV .。

第十七章其次、三节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．能够证明光具有波粒二象性的现象是()A．光的干涉、衍射现象和光电效应B．光的反射与小孔成像C．光的折射与偏振现象D．光的干涉、衍射与光的色散答案：A解析：小孔成像说明光沿直线传播，选项C、D说明光的波动性，故选项A正确。

2．下列说法中正确的是()A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案：C解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显而已，故只有C对。

3．有关光的本性，下列说法中正确的是()A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互冲突和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不冲突，A错、D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错。

4．以下说法正确的是()A．任何运动着的物体都具有波动性B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．通常状况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道答案：AD解析：任何运动着的物体都具有波动性，故A对，对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B错。

电子的动量往往比质子的动量小，由λ＝hp知，电子的波长长，故C错。

核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D对。

5．频率为ν的光子，德布罗意波长为λ＝hp，能量为E，则光的速度为()A.Eλh B．pEC.Ep D．h2Ep答案：AC解析：依据c＝λν，E＝hν，λ＝hp，即可解得光的速度为Eλh或Ep。

第17章第4节基础夯实1．下列各种波属于概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波答案：CD解析：光波的波动性具有概率波的规律，任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律．2．在双缝干涉实验中，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的某处，则该处()A．可能出现亮条纹B．可能出现暗条纹C．可能出现亮条纹，也可能出现暗条纹D．可能出现明暗相间的条纹答案：A解析：100个光子中有96个光子落在该处，说明该处落点概率相当大，即可能出现亮条纹．3．(2010·建陵中学高二检测)关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是()A．大量光子产生的效果显示出波动性．个别光子产生的效果显示出粒子性B．光波是一种概率波C．频率大的光较频率小的光的粒子性强，但波动性弱D．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强答案：ABC4．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过狭缝的运动路线是直线D．光的波动性是大量光子运动的规律答案：AD解析：个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A 、D 选项正确．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B 、C 选项错．5．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A ．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B ．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C ．质量为10－3kg 、速度为10－2m/s 的小球，其德布罗意波长约为10－28m ，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D ．人们常利用中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同答案：BD解析：肥皂泡呈现彩色花纹是光的干涉现象，利用热中子研究晶体的结构是利用了中子的衍射现象，干涉和衍射是波动性的表现，故B 、D 正确．6．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )①若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点②若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹③这一实验结果证明了光具有波动性④这一实验结果否定了光具有粒子性A ．①②③对B ．①②④对C ．①③④对D ．②③④对答案：A解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子行为表现为粒子性．上述实验表明光具有波粒二象性，故①②③正确，即A 正确．7．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9m ，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是____．答案：Δp ≥0.53×10－25kg·m/s解析：单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量即Δx ＝1.0×10－9m ， 由ΔxΔp ≥h 4π有： 1．0×10－9×Δp ≥6.63×10－344π，则Δp≥0.53×10－25kg·m/s8．在双缝干涉实验中，某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成．答案：在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点根本不能预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波．能力提升1．(2010·石家庄市第一中学高二检测)下列说法正确的是()A．光波是一种概率波B．光波是一种电磁波C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变答案：AB解析：据光的电磁说可知B选项正确．据光的波粒二象性可知，光是一种概率波，A 选项正确，任何单色光在传播过程中其频率总保持不变，但波速v却随介质的改变而改变(v＝cn)．据E＝hν知，单色光在传播过程中，单个光子的能量总保持不变，C选项不正确．据n＝cv，v＝νλ得λ＝cν·n，光密介质的折射率较大，故当光从光密介质进入光疏介质时波长变大，D选项错误．2．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是()A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的轨道C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出波动性答案：BCD解析：曝光时间不长时，个别光子表现出粒子性，使底片上出现了不规则的点子，而曝光时间足够长时，大量光子的行为表现出波动性，底片上出现了规则的干涉条纹．综上所述B、C、D项正确．3．下列说法中正确的是()A．光的波粒二象性，就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B ．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C ．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征D ．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波 答案：CD解析：牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，都不正确．4．经150V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D. 电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置答案：D解析：电子被加速后其德布罗意波长λ＝h p＝1×10－10m ，穿过铝箔时发生衍射． 5．1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图所示，图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．答案：概率 概率6．我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光，一个频率是106Hz 的无线电波的光子的能量是多大？一个频率为6×1014Hz 的绿色光子和1018Hz 的γ光子的能量各是多大？请结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明：为什么低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著．答案：由公式E ＝hν得：E 1＝hν1＝6.63×10－34×106J ＝6.63×10－28J E 2＝hν2＝6.63×10－34×6×1014J ＝3.978×10－19J E 3＝hν3＝6.63×10－34×1018J ＝6.63×10－16J低频电磁波的光子能量小，波长长，容易观察到干涉和衍射现象，波动性显著，在衍射的亮纹处表示到达的光子数多，概率大，而在暗纹处表示到达的光子数少，概率小，相比之下，高频电磁波光子能量大，波长极短，很难找到其发生明显衍射的狭缝或障碍物，因而波动性不容易观察到，粒子性显著．7．20世纪，剑桥大学学生G ·泰勒做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示，小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹，泰勒对此照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是5×10－13J.(1)假设起作用的光波长约为500nm ，计算从一个光子到来和下一光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离．(2)如果当时实验用的箱子长为1.2m ，根据(1)的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？答案：(1)8×10－7s 2.4×102m (2)见解析 解析：每秒到达底片的能量与每个光子的能量的比值就是每秒到达底片的光子数，认为光子是依次到达底片的，根据时间间隔，可计算出光子间的平均距离．(1)对于λ＝500nm 的光子能量为E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3.00×108500×10－9J ＝4.0×10－19J 因此每秒到达底片的光子数为n ＝E ′E ＝5×10－134.0×10－19＝1.25×106(个) 如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是：Δt ＝1n s ＝11.25×106s ＝8×10－7s 故相邻两个光子间平均距离为：d ＝cΔt ＝3.0×108×8×10－7m ＝2.4×102m (2)由(1)的计算结果可知，两光子间距有2.4×102m ，而箱子长只有1.2m ，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动．这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性，因此，衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域，这个实验支持了光波是概率波的观点．。

【成才之路】2014-2015学年高中物理本册综合能力检测B 新人教版选修3-4本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．分析下列物理现象：(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。

这些物理现象分别属于波的( )A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应答案：A2．(河北衡水中学2013～2014学年高二下学期二调)图(1)是利用砂摆演示简谐运动图象的装置。

当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系。

第一次以速度v1匀速拉动木板，图(2)给出了砂摆振动的图线；第二次仅使砂摆的振幅减半，再以速度v2匀速拉动木板，图(3)给出了砂摆振动的图线。

由此可知，砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是( )A．T1T2＝B．T1T2＝C．v1v2＝D．v1v2＝答案：D解析：单摆摆动的周期由摆长决定，与振幅无关，故T1T2＝，设板长为d，图(2)对应速度：v1＝d2T，图(3)对应的速度：v2＝d4T，则v1v2＝21，故选D。

3.a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b的折射光线更靠近法线，由此可判定( )A ．a 比b 更容易发生衍射现象B ．当光从介质射向空气中，a 、b 要发生全反射的临界角分别为C a 、C b ，则C a <C b C ．在介质中b 的速度较大D ．单色光b 的频率较低 答案：A解析：如图，由sin θ1sin θ2＝n 可知b 的折射率大于a 的折射率。

第19章第3节基础夯实1．关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是()A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹直而粗的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ射线D．威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负答案：B解析：云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故A错；由于α粒子的电离本领大贯穿本领小，故α粒子在云室中的径迹直而粗，即B正确；γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细而弯曲的是β射线，所以C错误；把云室放到磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，故D错误．2．(2010·江苏苏北四市二模)请将下列两个核反应方程补充完整．(1)42He＋147N→178O＋________.(2)23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋________.答案：(1)11H(2)210n解析：写核反应方程式时，要遵循电荷数与质量数守恒．3．现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝(Tc)的注射液注入被检测者的动脉，经过40min后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影．心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出．心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出，医生根据显像情况就可以判定被检测者心脏血管有无病变并判定病变位置．你认为检测用放射性元素锝的半衰期应接近下列数据中的() A．10min B．10hC．10s D．10y(年)答案：B4．2000年8月12日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海海域沉入海底，艇上118名官兵全部遇难，消息传出，世界震惊(1)核潜艇的动力来源是()A ．放射性元素衰变释放的能量B ．重金属放出的化学能C ．重核裂变放出的核能D ．轻核聚变放出的核能在巴伦支海，几十年来，人们在那里倾泻了不少核废料，这些核废料占沉没到全球海洋全部核物质的23.前苏联的一艘核潜艇“共青团员”号在1989年沉没此海的1600m 深处，已开始释放核物质，在科拉半岛上有100多艘已退役的核潜艇停泊在港口，部分已开始泄漏核废料，“库尔斯克”号的沉没再次引起人们的恐慌．(2)核废料对海洋环境将长期起污染作用，其原因是( ) A ．铀和钚衰变速度很快 B ．核废料存在放射性 C ．核废料半衰期很长 D ．核废料中的重金属有毒(3)核物质的放射性导致海洋生物发生变异，放射性导致生物体的( ) A ．细胞灼伤 B ．基因突变 C ．基因互换D ．基因重组(4)放射性对生物体造成损失，其物理机制是( ) A ．热作用 B ．电离作用 C ．穿透作用D ．物理化学作用答案：(1)C (2)BCD (3)B (4)D5．(2010·山东青岛一模)1934年，法国科学家约里奥一居里夫妇用α粒子轰击铝(2713Al)，产生出中子和磷的放射性同位素，因首次获得人工放射性物质而得到1935年的诺贝尔化学奖．请写出该核反应的方程式．____________________________________答案：42He ＋2713Al →10n ＋3015P6．建材中的放射性物质衰变生成具有放射性的氡气，会导致肺癌．(1)建材中含量最多的钋222(222 84Po)发生________次β衰变生成氡222(222 86Rn)．(2)氡气致癌是由于氡气的( ) A ．电离作用B ．穿透作用C ．物理化学作用D ．生物化学作用(3)正常细胞恶变为癌细胞的原因是( ) A ．基因突变B ．基因重组C．基因互换D．染色体变异答案：(1)2(2)D(3)A7．如图所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中A是放射性物质，F是铝箔，S为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是()A．α粒子射到屏上产生的B．α粒子从F打出的粒子射到屏上产生的C．α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的D．放射性物质放出的γ射线射到屏上产生的答案：C解析：α粒子贯穿本领弱，被铝箔挡住，所以看到的亮点是α粒子击中氮核后新产生的粒子产生的，而不是α粒子产生的，另α粒子击中氮核后产生的是质子，而不是γ射线，所以正确选项是C.8．正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新手段．PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回转加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出核反应方程．答案：168O＋11H―→137N＋42He解析：由题意可知：氧16(168O)在质子(11H)的轰击下产生了氮13(137N)和另一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另外一种粒子是42He，所以核反应方程为：168O＋11H―→137N＋42He.能力提升1．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与4014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案：BD解析：同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；3015P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D对．故正确答案为B、D.2．(2009·广东汕头模拟)在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子：①31H＋X1→42He＋10n②147N＋42He→178O＋X2③94Be＋42He→126C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4以下判断中正确的是()A．X1是质子B．X2是中子C．X3是中子D．X4是质子答案：CD解析：由质量数和电荷数守恒可知：X1是21H(氘核)；X2是11H(质子)；X3是10n(中子)；X4是11H(质子)；故选项C、D正确．3．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害答案：D解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导走，故A错；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，故B错；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，故C错；用γ射线治疗肿瘤对人体有副作用，因此要严格控制剂量，故D正确．4．(2010·江苏苏、锡、常、镇四市一模)根据核反应方程23892U→23490Th＋m n X，完成填空：mX粒子中含有________个中子；物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核(147N)，发现了n________，该核反应方程是：________.答案：2质子147N＋42He→178O＋11H5．同位素这个概念是1913年英国科学家索迪(1877～1956)提出的．许多元素都存在同位素现象，在目前已发现的114种元素中，稳定同位素约300多种，而放射性同位素达1500种以上，而且大多数是人工制造的．(1)中国科学院近代物理研究所的科学家利用兰州重离子加速器在重质量半中子区首次制得镤元素的一种同位素(234Pa)．已知23490Th(钍)―→234Pa(镤)＋0－1e(电子)，则234Pa原子核里的中子数应为________．(2)1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是拿走α放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期．①写出α粒子轰击铝箔(2713Al)产生中子的核反应方程式，并请写出核反应和一般化学反应的不同点(请答3点)．②上述产生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式________．答案：(1)143(2)2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n ；3015P ―→3014Si ＋0＋1e解析：(1)由方程两边的质量数和电荷数相同，可知234Pa 中质子数为91，则中子数为234－91＝143.(2)①②铝核被α粒子击中后产生中子的反应为2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n ；3015P 是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，该反应为：3015P ―→3014Si ＋0＋1e ，核反应和一般化学反应的不同点：核反应是原子层次上的变化，而化学反应是分子层次上的变化(或核反应前后元素发生变化，化学反应前后则元素种类不变)；一种同位素不论处于何种状态，它们的核反应性质是相同的，而它们的化学性质是不同的；同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的．6．如图所示，M 、N 为一对处于匀强电场中且与场强方向平行的荧光板，两板区域内的正中A 点上有一静止的238 92U 核发生α衰变，放出一个α粒子和一个反冲Th 核，设α粒子初速度方向为x 轴正方向(x 轴与电场线垂直，如图所示)，最后α粒子和反冲核分别击中荧光板，使荧光板发出闪光．(1)写出238 92U 的α衰变方程(2)求M 、N 板上的闪光点与x 轴的距离之比d Md N答案：(1)238 92U ―→234 90Th ＋42He (2)5 265∶2 解析：(1)238 92U ―→234 90Th ＋42He(2)设α粒子的质量为m 1、初速度大小为v 1，Th 核质量为m 2、初速度大小为v 2，它们在x 轴方向上的位移大小为s ，从衰变到分别与N 、M 板相撞发出闪光的时间为t 1、t 2根据动量守恒定律m 1v 1＝m 2v 2得v 1v 2＝m 2m 1t 1＝s v 1，t 2＝sv 2，粒子沿电场方向的位移d ＝12at 2＝qEs 22m v 2则M 、N 板上的闪光点到x 轴距离之比d M d N ＝q 2m 1v 21q 1m 2v 22＝q 2m 2q 1m 1＝90×2342×4＝5 265∶2。

第19章 第2节基础夯实1．(2010·河北衡水中学高二检测)下列说法中正确的是( )A ．氡的半衰期为3.8天，若有一定数量的氡原子核，经7.6天后就一个氡原子核也没有了B ．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子核是有复杂结构的C ．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子D ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力在三者中是最弱的答案：B2．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的( )A ．质子数减少一个，中子数不变B ．质子数增加一个，中子数不变C ．质子数增加一个，中子数减少一个D ．质子数减少一个，中子数增加一个答案：C解析：发生一次β衰变，原子核里有一个中子变为一个质子和一个电子．即10n ―→11H ＋ 0－1e3．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，相同质量的A 和B .经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B ＝( )A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶1答案：C解析：设A 、B 原来的质量均为m ，则20天后：m A ＝m (12)t T A ＝m (12)5 m B ＝m (12)t T B ＝m (12)4 ∴m A ∶m B ＝1∶24．(2010·江苏盐城中学高二检测)一个原子核X 进行一次α衰变后成为原子核c d Y ，然后又进行一次β衰变，成为原子核f g Z ：a b X →c d Y →f g Z ，它们的质量数a 、c 、f 及电荷数b 、d 、g之间应有的关系中不正确的是( )A ．a ＝f ＋4B ．c ＝fC ．d ＝g ＋1D ．b ＝g ＋1答案：C5．(2009·邯郸一中高二检测)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单质中长B ．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C ．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D ．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过 7.6天后就只剩下一个答案：C解析：放射性元素的半衰期与其是单质还是化合物无关，与所处的物理、化学状态无关，只取决于原子核的内部因素，故A 、B 错；半衰期是一个统计规律，对于少量的原子核不适用，故C 对，D 错．6．本题中用大写字母代表原子核，E 经α衰变变成F ，再经β衰变变成G ，再经α衰变变成H ，上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH ，另一系列衰变如下：P ――→βQ ――→βR ――→αS ，已知P 与F 是同位素，则( )A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素答案：B7．A 、B 原子核静止在同一匀强磁场中，一个放出α粒子，一个放出β粒子，运动方向均与磁场垂直，它们在磁场中的运动径迹及两个反冲核的径迹如图所示，则可以判定径迹________为α粒子，径迹________为β粒子．答案：1 3解析：在衰变过程中，α粒子和β粒子与剩余核组成的系统动量守恒，即放射出的粒子与反冲核动量大小相等，方向相反，由r ＝m v /Bq 可知，r 与q 成反比，由此可知两图中小圆径迹为反冲核的径迹，又根据左手定则可以判知，左侧外切圆是α衰变，右侧内切圆是β衰变，故本题应依次填1和3.8．完成衰变方程．(1)β衰变：244 83Bi ―→________＋0－1e ，210 84Po ―→210 85At ＋________， 234 90Th ―→234 91Pa ＋________，(2)α衰变：234 90Th ―→________＋42He ，238 92U ―→234 90Th ＋________，6629Cu ―→6227Co ＋________. (3)其中234 90Th 衰变成234 91Pa 的半衰期为1.2min ，则64g 234 90Th 经过6min 还有________g 未衰变．答案：(1)、(2)见解析 (3)2解析：(1)244 83Bi ―→244 84Po ＋ 0－1e ，210 84Po ―→210 85At ＋ 0－1e ，234 90Th ―→234 91Pa ＋0－1e. (2)234 90Th ―→230 88Ra ＋42He ，238 92U ―→234 90Th ＋42He ，6629Cu ―→6227Co ＋42He. (3)由半衰期公式得m ＝m 0(12)t T得m ＝64×(12)61.2g ＝2g 9．碳14具有放射性，其半衰期T ＝5686年，空气中碳12跟碳14的存量比约为10∶1.2，活着的生物体中碳的这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再吸收碳，碳14以T ＝5686年的半衰期减少，因此测得生物遗骸中的碳12与碳14存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代，现测得一古代遗骸中碳14与碳12的存量比为空气中的23，试计算该古代遗骸距今的时间．答案：3326年解析：设活着和死亡时古生物中含14C 的质量分别为m 0和m ，含12C 的质量为M ，则：m 0M ＝1.210，m M ＝23×1.210∴m0m＝32，∵m＝m0(12)t/T，∴2t/T＝m0m＝32∴t＝3326年能力提升1．(2010·广东深圳一模)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D．在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱答案：BD解析：α衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来，即211H＋210n→42 He，发生α衰变时，核内质量数减少4，选项A错误；β衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，即10n→11H＋0－1e，发生β衰变时，核内中子数减少1，核子数不变，选项B正确而C错误；由三种射线性质可得，选项D正确．2．(2010·吉林省实验中学高二期末)天然放射性元素232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208 82Pb(铅)．下列论断中正确的是()A．铅核比钍核少24个中子B．铅核比钍核少8个质子C．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变答案：BD解析：铅核核子数比钍核核子数少24个，而不是中子数少24个，A项错；铅核质子数为82，钍核质子数为90，故铅核比钍核少8个质子，B项对；钍核的衰变方程为23290Th―→208 82Pb＋x42He＋y0－1e，式中x、y分别为α和β的衰变次数由质量数守恒和电荷数守恒有4x＋208＝232，2x－y＋82＝90，解得x＝6，y＝4.即衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，C项错而D项对．综上所述，本题正确选项为B、D.3．下列有关半衰期的说法正确的是()A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度答案：A解析：放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映出放射性元素衰变速度的快慢，若衰变越快，半衰期越短，某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理状态或化学状态无关，故上述选项只有A选项正确．4．(2009·福建英才中学高二检测)建材中的放射物质，衰变成放射性的氡气，会导致肺Po)，它经过多少次β衰变能生成氡癌，其中建材中放射性元素中含有很多的是钋222(22284222(222 86Rn)()A．222次B．136次C．2次D．86次答案：C解析：钋(222)衰变成氡(222)质量数没有变，故仅发生了β衰变，次数为86－84＝2次，故A、B、D错，C对．5．最近几年，研究原子核的科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X经过6次α衰变后的产物是253100Fm，由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是() A．124,259B．124,265C．112,265 D．112,277答案：D解析：α粒子的质量数和电荷数分别是4和2，故生成的超重元素的电荷数即原子序数等于6×2＋100＝112，质量数等于6×4＋253＝277.6．(2008·上海)放射性元素的原子核在α衰变或β衰变成新核时，往往伴随着________辐射．已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过t＝T1·T2时间后测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A:m B＝________.答案：γ2T2:2T1解析：原子核发生衰变时，蕴藏在核内的能量释放出来，使新核处于较高的能级，不稳定，当新核发生跃迁时，会以γ射线的方式向外辐射能量，故第一个空填γ.放射性元素经过一段时间衰变后的剩余质量m＝m02t/T(其中T为该放射性元素的半衰期)，可得m A2T1T2T1＝m B2T1T2T2得m A:m B＝2T2:2T17．如图所示，静止在匀强磁场中的一个10 5B粒子，俘获一个速度为v＝7.3×104m/s的中子发生核反应，生成一个氦核与一个新核，若测得氦核的速度为2×104m/s，方向与反应前中子运动方向相同．回答下面问题．(1)写出核反应方程．(2)画出核反应后两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图．(3)求出氦核与新核轨道半径之比．答案：10 5B＋10n―→42He＋73Li(2)图略(3)1207解析：(1)核反应方程如下：10 5B＋10n―→42He＋73Li(2)由动量守恒知：m n v n＝mαvα＋m1v1∴1×7.3×104＝4×2×104＋7×v1v1＝－0.1×104m/s即生成的新核Li的运动方向同中子的运动方向相反，两粒子运动轨迹如图所示．(3)由洛仑兹力提供粒子做圆周运动的向心力 ∴q v B ＝m v 2/R ，R ＝m v Bq ∴氢核与Li 核在磁场中运动的轨道半径之比 R 2R 1＝m 2v 2m 1v 1·q 1q 2＝4×2×104×37×0.1×104×2＝1207。

【成才之路】2021高中物理本册综合能力检测新人教版选修33本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时刻90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(潍坊一中2020～2020学年高二下学期期末)下图描画的是一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情形下速率分布的情形，符合统计规律的是( )答案：A解析：气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率增大，且分子速率分布出现“两头少、中间多”的特点。

温度高时速率大的分子所占据的比例越大，因此A正确。

2．(厦门市2020～2020学年高二下学期期末)以下说法正确的是( )A．露珠呈球状是由于表面张力的作用B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．在温度不变的情形下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强增大D．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动答案：A解析：表面张力使液体表面收缩，因此露珠呈球状，A正胡；单晶体和多晶体都有固定熔点，B错；温度不变，饱和汽压不变，C错；布朗运动用肉眼是看不到的，D错。

3．由于海水水面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，如此使得风专门难把水珠刮起，只能够形成海浪，因此海洋上的风只带有少量的水沫；而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间几乎没有作用力，因此风专门容易刮起大量的沙子……依照以上规律联系所学知识请你设想，玻璃烧杯中盛有少许水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在烧杯中呈如何样的形状( )答案：D解析：宇宙飞船内完全失重，且水银不浸润玻璃。

因为水银不浸润玻璃，因此在完全失重的情形下，水银的形状只由表面张力决定。

因为表面张力作用下水银的表面要收缩至最小，最终呈球形。

本册综合能力检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2011·江苏淮海中学高二期中)电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步．下列说法正确的是( )A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小答案：ACD2．(临沂高二期末考试)两个带有中心轴的金属圆圈a和b，其上都有多根辐向金属条，现用两根金属导线分别将它们的中心轴与对方的边缘接触，整套装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，如下图所示，不计一切摩擦．若圆圈a在外力作用下以恒定的角速度ω逆时针转动时，则圆圈b的转动情况是( )A ．逆时针转动B ．顺时针转动C ．圆圈b 的角速度等于圆圈a 的角速度ωD ．圆圈b 的角速度小于圆圈a 的角速度ω 答案：BD解析：在a 中找一辐条，根据右手定则可以判定出产生的感应电流的方向，其他辐条也产生同样的电动势，各辐条产生的总电动势相当于电池并联，并联的电动势为E a ，感应电流的方向如下图．在b 中找一辐条，由左手定则得出受力方向如图，其他辐条受力也是使b 顺时针转动，B 正确．由于b 在转动时也产生反抗其发生相对运动的感应电动势E b ，电路中的总电动势E ＝E a －E b >0，可得E a >E b ，即圆圈b 的角速度小于圆圈a 的角速度ω，D 正确．3．(2011·临沂模拟)随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是( )A ．输电线上损耗的功率为P 20RU 22B ．输电线上损耗的功率为P 20RU 21C ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电效率答案：C解析：设发电厂输出功率为P ，则输电线上损耗的功率ΔP ＝P －P 0，ΔP ＝I 2R ＝P 2RU 21，A 、B 项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C 项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D 项错误．4．(2010·通州高二检测)如下图所示是一交变电流的i －t 图象，则该交变电流的有效值为( )A ．4AB ．22A C.83A D.2303A 答案：D解析：设该交变电流的有效值为I ，由有效值的定义得(I m2)2Rt 1＋I 2m Rt 2＝I 2Rt .而t ＝t 1＋t 2，代入数据解得：I ＝2303A ，故D 正确．5．如下图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的，和为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；、、为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变，I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大答案：BC解析：因U 1不变，据U 1U 2＝n 1n 2得U 2不变，当S 断开时，副线圈电阻变大，电流减小I 2减小，R 1上的电压减小，R 2、R 3上的电压变大，I 3变大，又I 1U 1＝I 2U 2，可知I 1变小，故B 、C 选项正确．6．(2010·山东潍坊高二期中)如下图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t 为NTC 型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，R 1为定值电阻，下列说法正确的是( )A ．交流电压u 的表达式u ＝362sin100πt VB ．变压器原、副线圈中的电流之比随R t 处温度的变化而变化C ．R t 处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D ．R t 处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大 答案：AD7．(2011·海淀区模拟)如x2图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域．直角边长为L ，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外，一边长为L 、总电阻R 的正方形闭合导线框abcd ，从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 垂直磁场匀速穿过磁场区．取电流沿a →b →c →d →a 的方向为正，则图中表示线框中感应电流i 随bc 边位置坐标x 变化的图象正确的是( )答案：C解析：在进入磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度越来越大，产生的感应电动势、感应电流越来越大，穿过线圈的磁通量越来越大，由楞次定律可判断出感应电流沿顺时针方向，即为正值；在出磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度越来越大，则感应电流越来越大，穿过线圈的磁通量越来越小，由楞次定律可判断，感应电流为逆时针方向，即为负值．综上所述，C正确．8．(2011·绵阳中学高二期中)如下图所示，光滑导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直于导轨平面，当金属棒ab沿导轨下滑到稳定状态时，灯泡的电功率为P，其他电阻不计，要使灯泡在棒稳定运动状态下的电功率为2P，则应( )A．将导轨间距变为原来的2倍B ．换一电阻减半的灯泡C ．将磁场磁感应强度B 加倍D ．换一质量为原来2倍的金属棒 答案：D解析：导体棒达到稳定状态时，有mg sin θ＝BIL ＝B 2L 2v mR ①灯泡功率P ＝BLv m2R②由①②式得P ＝mg sin θ2RB 2L 2根据上式可判只有D 项正确．9．(2011·杭州外国语学校高二期末)如下图，水平桌面上一个面积为S 的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B 1随时间t 的变化关系如图(1)所示.0至1s 内磁场方向垂直线框平面向下. 圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L ，电阻为R ，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B 2，方向垂直导轨平面向下，如图(2)所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f 随时间变化的图象是下图中的(设向右为静摩擦力的正方向)哪一个( )答案：A解析：根据楞次定律、左手定则和导体的平衡条件可判A 项正确．10．两根相距L 的足够长的金属直角导轨如下图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R .整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度V 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度V 2向下匀速运动．重力加速度为g .以下说法正确的是( )A ．ab 杆所受拉力F 的大小为μmg ＋B 2L 2V 12RB ．cd 杆所受摩擦力为零C ．回路中的电流强度为BL V 1＋V 22RD ．μ与V 1大小的关系为μ＝2RmgB 2L 2V 1答案：AD解析：根据右手定则及左手定则、安培定则可知，对ab ，F ＝μmg ＋F 安，对bc ，μF 安＝mg ，因为F 安＝B 2L 2V 12R，故AD 正确，又因为cd 不切割磁感线，故C 错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，共18分．把答案直接填在横线上)11．(5分)原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话．现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进后的电路原理示意图如下图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ的匝数相等，R 0＝1.2kΩ，R ＝3.6kΩ，R x 为可变电阻．当R x 调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时R x ＝________kΩ.答案：1.8解析：当Ⅰ、Ⅱ线圈所在的回路对称时，从听筒中就听不到话筒发出的声音了．即R x 与R并联后的总电阻与R0相等，即可形成回路对称．则R x·RR x＋R＝R0代入数据R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，解得R x＝1.8kΩ.12．(2011·山东曲阜一中高二期末)(6分)如下图所示是研究电磁感应现象的实验仪器，虚线框内给出了原、副线圈导线的绕法，实验前已查明电流表中电流从左接线柱流入时指针向左偏．(1)用笔画线代替导线在答卷对应的图上连接好实验电路．(2)若实验中原线圈插入副线圈后，开关S闭合的瞬间，观察到电流表指针向左偏，试在电路连接图中标出电源的正、负极．(3)若将原线圈拔出，则拔出时电流表指针向________偏．答案：(1)(2)如下图所示(3)右13．(7分)如图甲所示是某同学探究热敏电阻阻值随温度的变化规律时设计的电路图．(1)根据电路图，在图乙的实物上连线．(2)通过实验，他得到了该热敏电阻的伏安特性曲线如图丙所示，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而________．(3)他将这个热敏电阻接入如图丁所示的电路中，已知电源电压为9V ，R 1＝30Ω，内阻不计的毫安表读数为500mA ，则R 2的阻值为________．答案：(1)连接实物图如下图所示(2)减小 (3)25Ω解析：由热敏电阻伏安特性曲线可知：随电流、电压的增大(即功率增大，温度升高)，曲线斜率也增大，因此电阻阻值减小．电源内阻不计，则通过R 1的电流I 1＝E R 1＝930A ＝300mA.通过R 2和R 的电流为I 2＝I A －I 1＝500mA －300mA ＝200mA ，由R 的伏安特性曲线可以读出，当I 2＝200mA 时，R 两端的电压为U ＝4V ， 则R 2两端的电压U 2＝E －U ＝5V ，所以R 2＝U 2I 2＝5200×10－3Ω＝25Ω.三、论述·计算题(共4小题，42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(2011·郑州模拟)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，电阻r ＝1.0Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝nB m S 2πT cos(2πTt ) ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值； (2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T4的时间内，通过小灯泡的电荷量．答案：(1)8.0V (2)2.88W (3)4.0×10－3C解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2s ，所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST＝8.0V(2)电流的最大值I m ＝E mR ＋r＝0.80A有效值I ＝I m2＝225 A小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88W(3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E ＝nS ΔBΔt平均电流I ＝ER ＋r＝nS ΔBR ＋r Δt通过灯泡的电荷量Q ＝I Δt ＝nS ΔB R ＋r＝4.0×10－3C 15．(10分)(青岛模拟)置于水平面上的光滑平行金属导轨CD 、EF 足够长，两导轨间距为L ＝1m ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ＝0.5T ，电阻为r ＝1Ω的金属棒ab 垂直导轨放置且与导轨接触良好．平行金属板M 、N 相距d ＝0.2m ，板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为B ，金属板按如下图所示的方式接入电路．已知滑动变阻器的总阻值为R ＝4Ω，滑片P 的位置位于变阻器的中点．有一个质量为m ＝1.0×10－8kg 、电荷量为q ＝＋2.0×10－5C 的带电粒子，从左端沿两板中心线水平射入场区．不计粒子的重力，问：(1)若金属棒ab 静止，求粒子初速度v 0多大时，可以垂直打在金属板上；(2)当金属棒ab 以速度v 匀速运动时，让粒子仍以初速度v 0射入磁场后，恰能从两板间沿直线穿过，求金属棒ab 运动速度v 的大小和方向．答案：(1)100m/s (2)50m/s 方向水平向右解析：(1)金属棒静止时，在两板之间只有磁场，带电粒子沿中心线垂直进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，垂直打在金属板上时，其运动半径为d2，则有：Bqv 0＝m v 20d2粒子的速度为：v 0＝Bqd2m＝100m/s (2)金属棒以速度v 匀速运动时产生的感应电动势为：E ＝BLv ，闭合电路中的电流为：I ＝E R ＋r ，两金属板间的电压为：U ＝I R2带电粒子沿直线通过两金属板时，它所受的电场力和洛伦兹力平衡，即：Bqv 0＝Udq 由以上各式解得：v ＝5dv 02L ＝5×0.2×1002×1m/s ＝50m/s由左手定则知带电粒子所受洛伦兹力方向向上，因电场力和洛伦兹力平衡，所以电场力向下，M 板电势高，由右手定则知ab 棒向右运动．16．(2011·绵阳市高二期末)(11分)相距L ＝1.5m 的足够长金属导轨竖直放置，质量为m ＝1kg 的光滑金属棒ab 通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd 水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同，ab 、cd 两棒的电阻均为r ＝0.9Ω，导轨电阻不计. ab 棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F 作用下从静止开始，沿导轨匀加速运动，g 取10m/s 2.求：(1)在运动过程中，ab 棒中的电流方向？cd 棒受到的安培力方向？ (2)求出ab 棒加速度大小和磁感应强度B 的大小？ (3)从t 1＝0到t 2＝2s ，金属棒ab 的机械能变化了多少？答案：(1)从b 流向a ；垂直导轨平面向里 (2)a ＝1m/s 2；B ＝1.2T (3)ΔE ＝22J 解析：(1)在运动过程中，ab 棒中的电流方向从b 流向a .cd 棒受到的安培力方向是垂直导轨平面向里．(2)设ab 棒加速度大小为a ，当t 1＝0时，F 1＝11N ，则F 1－mg ＝ma a ＝1m/s 2当t 2＝2s 时，F 2＝14.6N ，设ab 棒速度大小为v ，其中电流为I ，则F 2－mg －BIL ＝ma v ＝at 2 BLv ＝2Ir解得B ＝1.2T(3)从t 1＝0到t 2＝2s ，ab 棒通过的距离为h ，则h ＝12at 22设金属棒ab 的机械能变化为ΔE ，则ΔE ＝mgh ＋12mv 2 ΔE ＝22J17．(11分)(2011·吉安模拟)如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m ，电阻为R .在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN 和M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc 边平行，磁场方向与线框平面垂直．现金属线框由距MN 的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v －t 图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量．求：(1)金属线框的边长． (2)磁场的磁感应强度．(3)金属线框在整个下落过程中所产生的热量． 答案：(1)v 1(t 2－t 1) (2)1v 1t 2－t 1mgR v 1(3)2mgv 1(t 2－t 1)＋12m (v 22－v 23)解析：由v －t 图象知，t 1～t 2时间段是线框匀速进入过程，线框边长即为该段时间发生的位移：L ＝v 1(t 2－t 1)(2)匀速进入过程，合力为零，安培力等于重力．mg ＝BIL ＝B 2L 2v 1RB ＝1LmgR v 1＝1v 1t 2－t 1mgR v 1(3)设金属线框在进入磁场过程中金属线框产生的热量为Q 1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得W 重－W 安＝0Q 1＝W 安 Q 1＝W 重＝mgL设金属线框在离开磁场过程中金属线框产生的热量为Q 2，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得W 重－W ′安＝12mv 23－12mv 22Q 2＝W ′安线框产生的总热量Q ＝Q 1＋Q 2 解得：Q ＝2mgv 1(t 2－t 1)＋12m (v 22－v 23)。

第十七章限时测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2010·上海市松江二中高二检测)下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是() A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D．大量光子产生的效果往往显示粒子性答案：C2．在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是()A．到达亮条纹处的概率比到达暗条纹处的概率大B．到达暗条纹处的概率比到达亮条纹处的概率大C．该光子可能到达观察屏的任意位置D．以上说法均不正确答案：AC解析：亮条纹说明光子落在该处概率大，但不是100%.3．对光的认识，以下说法正确的是()A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显．答案：ABD解析：个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的行为呈现出波动规律，故正确选项有A、B、D.4．如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间太短D ．电源正负极接反答案：BD解析：光电管电路中形成电流的条件：一是阴极在光的照射下有光电子逸出，二是逸出的光电子应能在电路中定向移动到达阳极，其中有无光电子逸出决定于入射光的频率是否高于阴极材料的极限频率，与入射光的强弱、照射时间长短无关；光电子能否到达阳极，应由光电子的初动能大小和光电管两极间所加电压的正负和大小共同决定．一旦电源正负极接反，即使具有最大初动能的光电子也不一定能到达阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不一定能形成光电流，故该题的正确答案是B 和D.5．频率为ν的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为E k ，若以频率为2ν的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是( )A ．2E kB ．E k ＋hνC ．E k －hνD ．E k ＋2hν答案：B解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 知，当入射光的频率为ν时，可计算出该金属的逸出功W ＝hν－E k .当入射光的频率为2ν时，光电子的最大初动能为E ′k ＝2hν－W ＝E k ＋hν.故正确答案为B.6．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U )，该粒子的德布罗意波长为( )A.h2mqUB.h 2mqUC.h 2mqU 2mqUD.hmqU答案：C解析：设加速后的速度为v ，由动能定理得：qU ＝12m v 2所以v ＝2qUm由德布罗意波长公式：λ＝h p＝h m2qU m＝h2mqU 2mqU 7．近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景，关于红外线和光通信，以下说法中正确的是( )①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程 ②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输 ③红外线的频率比可见光的频率高 ④红外光子的能量比可见光子的能量大 A ．①② B ．③④ C ．①③D ．②④答案：A解析：①、②比较明显都是正确的，红外线频率比可见光小，由ε＝hν，知其光子能量比可见光小．③、④错误，故选项A 正确．8．(2010·大庆实验中学高二检测)频率为ν的光子，具有的能量为hν、动量为hνc .将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称光子的散射．下列关于光子散射说法中正确的是( )A ．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B ．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大C ．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长D ．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率 答案：D9．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K 时，电路中有光电流，则( )A ．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K 时，电路一定没有光电流B ．若换用波长为λ2(λ2<λ0) 的光照射阴极K 时，电路中光电流一定增大C ．若将变阻器滑动头P 从图示位置向右滑一些，仍用波长λ0的光照射，则电路中光电流一定增大D ．若将变阻器滑动头P 从图示位置向左滑过中心O 点时，其他条件不变，则电路中仍可能有光电流答案：D解析：尽管λ1>λ0频率ν1<ν0，但它不一定不能发生光电效应，A 错，用λ2的光一定能发生光电效应，但光电流由光强决定，因此光电流不一定增大，B 错．变阻器滑动头P 右滑，U AK 增大，若滑动前已达饱和电流，那么光电流不增大，因此C 错，若滑动头左滑U AK <0是反向电压，只要未超过反向遏止电压，就有光电流，因此D 正确．10．(2010·河北衡水中学高二期末)人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所示表示的实验能说明光具有波动性的是( )答案：ABD第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．在日常生活中，我们不会注意到光是由光子构成的，这是因为普朗克常量很小，每个光子的能量很小，而我们观察到的光学现象中涉及大量的光子，试估算60W 的白炽灯1s 内发出的光子数________个．答案：1.5×1020解析：可设白炽灯发出的光子频率为6×1014Hz ，每份光子的能量大约为E ＝hν＝6.63×10－34×6×1014J ＝4.0×10－19J,60W 的白炽灯在1s 内发出的光子数n ＝60×14.0×10－19＝1.5×1020(个)．12．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围是1.4×10－3～1.6×10－3m ，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，“温室效应”使空气全年的平均温度升高，空气温度升高， 从微观上看就是空气中分子的________．(已知普朗克恒量h ＝6.6×10－34J·s ，真空中的光速c ＝3.0×108m/s ，结果取两位有效数字)答案：2.1×1011～1.9×1011Hz 1．4×10－22～1.3×10－22J 平均动能增大解析：由c ＝λν得ν＝c λ则求得频率范围2.1×1011～1.9×1011Hz 又由E ＝hν得能量范围为1.4×10－22～1.3×10－22J温度越高分子无规则运动更剧烈，无规则运动平均动能也越大． 13．铝的逸出功是4.2eV ，现在用波长200nm 的光照射铝的表面． (1)光电子的最大初动能是________； (2)遏止电压是________； (3)铝的极限频率是________．答案：(1)2.01eV (2)2.01V (3)1.01×1015Hz解析：(1)由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0可得：E k ＝h cλ－W 0＝6.63×10－34×3×1082×10－7J －4.2×1.6×10－19J ＝3.23×10－19J ＝2.01eV . (2)由eU c ＝E k 得遏止电压U c ＝E ke ＝2.01V .(3)由W 0＝hν0的极限频率ν0＝W 0h ＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz ≈1.01×1015Hz 14．(2010·农七师高二检测)如图所示，一静电计与锌板相连，在A 处用一紫光灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将________．(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针________(填“有”或“无”)偏转．答案：(1)减小 (2)无解析：①锌板在紫外线照射下，发生光电效应现象，有光电子飞出，锌板带正电；将一带负电的金属球与锌板接触，将锌板上的正电荷中和一部分，锌板正电荷减少，则静电计指针偏角将减小．②要发生光电效应现象，照射光的频率必须大于被照射金属的极限频率，而与照射光的强度无关．用黄光照射，静电计指针无偏转，即不能发生光电效应现象．当改用强度更大的红外线照射时，因为红外线的频率比黄光低，所以用红外线照射更不能发生光电效应现象，静电计指针无偏转．三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(7分)对应于3.4×10－19J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色的？答案：5.13×1014Hz 5.85×10－7m 黄光解析：根据公式ε＝hν和ν＝c λ得ν＝εh ＝3.4×10－196.63×10－34Hz ＝5.13×1014Hz λ＝c ＝3.0×1085.13×1014m ＝5.85×10－7m 5．13×1014Hz 的频率属于黄光的频率范围，它是黄光．16．(7分)如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F 上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速电压U ＝104V ，电子质量为m ＝0.91×10－30kg.电子被加速后通过小孔K 1和K 2后入射到薄的金膜上，发生衍射，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．答案：1.23×10－11m解析：电子加速后的动能E K ＝12m v 2＝eU ，电子的动量p ＝m v ＝2mE k ＝2meU .由λ＝h p 知，λ＝h 2meU，代入数据得λ≈1.23×10－11m.17．(7分)已知钠发生光电效应的极限波长为λ0＝5×10－7m ，现用波长为4×10－7m 的光照射用钠作阴极的光电管．求：(1)钠的逸出功W 0；(2)为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？ 答案：(1)3.978×10－19J (2)0.62V解析：(1)逸出功W 0＝hνc ＝h c λ0＝3.978×10－19J(2)光电子最大初动能E k ＝hν－W 0＝h c λ－W 0＝0.99×10－19JE k ＝eU c ，U c ＝E k /e ＝0.62V .18．(9分)具有波长λ＝0.71A 。

本册综合能力检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2010·山东青岛高三检测)下列说法正确的是( )A ．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光B ．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹C ．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场向外传播就形成了电磁波D ．根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关答案：AD解析：因为红光比绿光的折射率小，从光密介质射入光疏介质时发生全反射的临界角C ＝arcsin 1n就大，所以绿光先发生全反射，故A 正确；光的双缝干涉实验中，如果光屏上某一位置出现明条纹，则说明双缝到该位置的光程差一定是半个波长的偶数倍，故一直是明条纹，所以B 错；均匀变化的电场只能产生稳定的磁场，而稳定的磁场则不能再产生电场，所以不能形成电磁波，故C 不对；根据相对论时空观，时间与物质的存在有关，长度与物体的运动速度有关，所以D 正确．2．如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A 、B 、C 三个时钟，下列说法正确的是( )A ．A 时钟走得最慢，B 时钟走得最快B ．A 时钟走得最慢，C 时钟走得最快C ．C 时钟走得最慢，A 时钟走得最快D ．B 时钟走得最慢，A 时钟走得最快答案：C解析：A 、B 、C 在同一转盘上，它们的角速度相同，由v ＝r ·ω可知r 越大，线速度v 越大．Δt ＝Δτ1－⎝⎛⎭⎫v c 2可知，v 越大，Δt 越大，也就是说钟走得越慢．从图中可以看出，A 时钟的线速度最小，C 时钟的线速度最大，故A 时钟走得最快，C 时钟走得最慢．3．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( )A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列答案：BC解析：一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，我们由左向右看可看到彩色条纹．又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的．从右向左看到的是折射光，折射光的偏折角与介质厚度有关，光经过薄膜后的偏折角很小，大面积光束照射后，各单色光的折射光相互重叠，所以难以看到折射时的色散现象．4．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比是()A．将提前B．将延后C．某些区域将提前，在另一些地区将延后D．不变答案：B解析：假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上B点的人将在太阳到达A′点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，太阳光将沿如图示AB曲线进入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出，但在B处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线以下，相当于日出时刻提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．5．(2010·辽师大附中高二检测)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，两列波的速度均为v＝0.4m/s，两列波的振幅均为A＝2cm.图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是()A ．t ＝1s 时刻，质点M 的位移为－4cmB ．t ＝1s 时刻，质点M 的位移为4cmC ．t ＝0.75s 时刻，质点P 、Q 都运动到M 点D ．质 点P 、Q 的起振方向都沿y 轴负方向答案：AD6．一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图所示，红光与紫光出射光线都由圆心O 点沿OC 方向射出，则( )A ．AO 是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少B ．AO 是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长C ．AO 是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长D ．AO 是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少答案：A解析：设AO 光、BO 光的入射角为θA 、θB ，OC 光对应的折射角为θ，由折射定律可知，n A ＝sin θsin θA ，n B ＝sin θsin θB，可知，n A <n B .AO 为红光，BO 为紫光，由n ＝c v 可知，v A >v B ，光在玻璃中的穿过时间为t ＝R v ，所以t A <t B ，综上所述，只有A 正确．7．在水中同一深处有红、黄、绿、紫四个不同颜色的球，如果从水面的上方垂直水面俯视这四个不同颜色的球，看起来位置按由浅到深的顺序下列排列正确的是( )A ．紫色球、绿色球、黄色球、红色球B ．黄色球、绿色球、紫色球、红色球C ．绿色球、紫色球、黄色球、红色球D ．红色球、黄色球、绿色球、紫色球答案：A解析：从水面看水中的球，觉得比实际位置要浅，是由于折射所致，而在这几种色光中，紫光折射率最大．偏折最厉害，红光折射率最小，偏折最轻．故A 项正确．8．如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A 、B 两个大小相同的星球表面的振动图象，其中实线是A 星球上的，虚线是B 星球上的，则两星球的平均密度ρA ∶ρB 是( )A ．1∶2 B.2∶1C ．4∶1D ．8∶1答案：C 9．(2008·天津南开模拟)如下图所示．甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P 的振动图象，则下列判断正确的是( )A ．该波的传播速率为4 cm/sB ．该波的传播方向沿x 轴正方向C ．经过0.5 s 时间，质点P 沿波的传播方向向前传播2 mD ．该波在传播过程中若遇到3 m 的障碍物，能发生明显衍射现象答案：D解析：由图知，波长λ＝4 m ，周期T ＝1 s ，波速v ＝λT＝4 m/s ，A 错；由乙图知，t ＝0时，质点P 向下振动，则由甲图知，波向左传播，B 错；经0.5 s 振点P 完成半次全振动又回到平衡位置，C 错；因障碍物长度小于波长，衍射现象比较明显，D 对．10．(2010·湖北黄冈中学高二检测)如图所示，MM ′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，那么根据该光路图做出下列判断中正确的是( )A ．该介质的折射率为22B ．光在介质中的传播速度23c (c 真空中光速) C ．光线从介质射向空气时有可能发生全反射D ．光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45°答案：BCD解析：n ＝sin60°sin45°＝62，A 项错误；v ＝c n ＝23c ，B 正确；当光线由光密介质射向光疏介质时有可能发生全反射，C 正确；根据sin c ＝1n可判定D 项正确． 第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．(2010·山东潍坊高三模拟)在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汗的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝．(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(“大”或“小”)；(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对明纹的形成予以解释． 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)越大 (2)越大 (3)小(4)同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，有的区域光振动加强，有的区域光振动减弱，光振动加强区域呈现明纹．解析：(1)根据Δx ＝L dλ知，d 越小，Δx 越大；(2)L 越大，Δx 越大；(3)红色光的波长长，蓝色光的波长短，根据Δx ＝L dλ知，用蓝色光照射条纹间距比红色光小． 12．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L 和周期T 计算重力加速度的公式是g ＝____________.如果已知摆球直径为2.00 cm ，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是________．如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是________s ，此单摆的摆动周期是________s.答案：4π2L T 2 0.8740m 或87.40cm,75.2s,1.88s 解析：单摆摆长应等于测量值88.40cm 减去摆球的半径1cm ，得到87.40cm.13．如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC ；在垂直于AC 面的直线MN 上插两枚大头针P 1、P 2，在AB 面的左侧透过棱镜观察大头针P 1、P 2的像，调整视线方向，直到P 1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P 3、P 4，使P 3________，P 4________.记下P 3、P 4的位置，移去大头针和三棱镜，过P 3、P 4的位置作直线与AB 面相交于D ，量出该直线与AB 面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n ＝________，并在图中画出正确完整的光路图．答案：让P 2的像挡住 挡住P 1、P 2的像 挡住P 3以及P 1、P 2的像2见解析图解析：通过作图找出BC 面上的反射点和AB 面上的出射点，则由几何知识可得各角的大小，如图所示，则n ＝sin45°sin30°＝2，其实验原理与用两面平行的玻璃砖相同，故P 1的像让P 2的像挡住、P 3挡住P 1、P 2的像，P 4应挡住P 3以及P 1、P 2的像．14．(2010·沈阳二中高二检测)有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS 系统较准确的探究了单摆周期T 和摆长L 的关系．然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T 2－L 图象，如图甲所示，已知天津市比上海市的纬度高，则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是________(填“A ”或“B ”)．另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a 、b 两个摆球的振动图象，如图乙所示，由图象可知单摆摆长之比L a L b ＝________，在t ＝2s 时b 球振动方向是：________(填“＋y ”或“y ”)．答案：B ；4∶9；＋y三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(6分)(2010·海口市高三调研)如图所示，甲乙两船相距40m ，一列水波在水面上从左向右传播，当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.4m.若波速为4m/s ，通过计算回答：(1)9s 后甲处于上升还是下降状态？(2)9s 内甲上下运动了多少路程？答案：(1)下降状态 (2)1.8m解析：(1)由图可知，两船员之间相距212λ＝40m ，λ＝16m 由v ＝λT 得T ＝λv ＝164s ＝4s 因为9s ＝214T 所以9s 时甲船向下运动(2)由题意知，船振动的振幅A ＝0.2m甲船在9s 内走过的路程d ＝9A ＝1.8m.16．(7分)(2010·陕西渭南市高三检测)如图所示，实线和虚线分别是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0和t ＝0.06s 时刻的波形图．已知在t ＝0时刻，x ＝1.5m 处的质点向y 轴正方向运动．(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T <t <4T ，求该波的波速．答案：(1)向右传播 (2)12.5Hz (3)75m/s解析：(1)该波向右传播(2)t ＝43T m ＝0.06s f n ＝1T m＝12.5Hz (3)若3T <t <4T ，则t ＝(3＋34)T ，T ＝0.2415s v ＝λT ＝1.20.24×15m/s ＝75m/s17．(8分)(2010·山东青岛一模)半径为R 的14透明圆柱体固定于地面上，透明圆柱体对红光的折射率为n ＝2，如图所示．今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上．求圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度．答案：23－33R 解析：光线从圆柱体射出的临界角满足sin C ＝1n ＝12C ＝30° 地面上黑暗部分如图中阴影所示，其长度为：l AB ＝l OB －l OA ＝R cos30°－R ＝23－33R 18．(9分)人的心电图的出纸速度(纸带移动的速度)是2.5 cm/s ，记录下的某人的心电图如图所示．图纸上每格边长为5 mm ，求：(1)此人的心率为多少次/分；(保留两位有效数字)(2)若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80 mL 血液，他的血压(可看作心脏压送血液的平均压强)为1.5×104 Pa.据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P.答案：(1)75次/分 (2)1.5W解析：从图象上找出相邻的两个最大振幅之间对应的时间，此即心跳的一个周期，则人的心率可知．根据压强p ＝F S ，可知在时间t 内压力所做的功W ＝Fl ＝psl ＝pV ，则功率P ＝W t可知．(1)由图象上看出相邻的两个最大振幅在纸上对应的长度a ＝4×5mm ＝20mm ＝2cm ，对应心跳的周期T ＝a v 纸＝22.5s ＝0.8s 可见人的心率f ＝60T ＝600.8次/分＝75次/分(2)由压强p ＝F S ，V ＝Sl ，则压力做功为W ＝F ·V S＝pV ；取时间t ＝1min ，则心跳做功的平均功率P ＝W t ＝pV t ＝1.5×104×80×10－6×7560W ＝1.5W 19．(10分)(2010·东北三省第一次模拟)如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝10cm 的四分之一圆弧，AB 与水平面屏幕MN 垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n 1＝233，n 2＝ 2.(1)判断在AM 和AN 两处产生亮斑的颜色；(2)求两个亮斑间的距离．答案：(1)在AM 处产生的亮斑颜色为红色，在AN 处产生的亮斑颜色为红色与紫色的混合色(2)(52＋10)cm解析：(1)设红光和紫光的临界角分别为C 1、C 2，sin C 1＝1n 1＝32，C 1＝60°，同理C 2＝45°，i ＝45°＝C 2，i ＝45°<C 1所以紫光在AB 面发生全反射，而红光在AB 面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC 垂直，所以在AM 处产生的亮斑P 1为红色，在AN 处产生的亮斑P 2为红色与紫色的混合色(2)画出如图光路图，设折射角为r ，两个光斑分别为P 1、P 2.根据折射定律n 1＝sin r sin i求得sin r ＝63由几何知识可得：tan r＝RAP1解得AP1＝52cm由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，解得AP2＝10cm 所以P1P2＝(52＋10)cm。

第19章第6节基础夯实1．(2010·吉林省实验中学高二检测)原子核23592U俘获一个慢中子后发生裂变，核反应方程式为，23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋aX，其中X为某种粒子，a为X的个数．则以下说法正确的是()A．a＝3B．X为电子C．上述原子核中的核子数最多的是23592UD．上述原子核中的中子数最少的是23592U答案：AC2．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关答案：C解析：要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积或临界质量，故A、D错，C对．铀235俘获慢中子发生裂变的概率大，快中子使铀235发生裂变的几率小，故B错．3．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等，在下列核反应中，属于核裂变反应的是()A.105B＋10n―→73Li＋42HeB.23892U―→23490Th＋42HeC.147N＋42He―→178O＋11HD.23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋310n答案：D解析：由链式反应特点知：反应过程中由一个中子引发裂变，放出2～3个中子促成链式反应，故D正确．4．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核23592U为燃料的反应堆中，当23592U 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：235U＋10n―→13954Xe＋9438Sr＋310n.92已知23592U的原子质量为235.043 9u，10n的原子质量为1.008 7u，13954Xe的原子质量为138.917 8u ，9438Sr 的原子质量为93.915 4u ，且1u 的质量对应的能量为9.3×102MeV ，此裂变反应释放出的能量是________MeV .答案：1.8×102解析：ΔE ＝Δm ·c 2＝(235.043 9＋1.008 7－138.917 8－93.915 4－3×1.0087)×9.3×102MeV ＝1.8×102MeV5．每昼夜消耗220g 铀235的原子能发电站，如果效率为25%，它能产生的电功率是多大？(每个铀核裂变时放出的能量是200MeV)答案：5.24×107W解析：220g 铀235中含铀核数量为N ＝220235×6.02×1023＝5.64×1023个 N 个铀核裂变放出能量为E ＝5.64×1023×200MeV ＝1.13×1026MeV转化成电能E 电＝E ×25%＝2.83×1025MeV＝2.83×1025×106×1.6×10－19J ＝4.53×1012J一昼夜时间为t ＝24×3 600s ＝86 400s所以电功率P ＝E 电t ＝4.53×101286 400W ＝5.24×107W 6．如图所示，我国秦山核电站第一期工程装机容量为30万千瓦．如果1g 铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010J ，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，此核电站每年要消耗多少铀235？(一年按365天计算)答案：1.15×102kg解析：核电站每天的发电量为W ＝Pt ＝3×108×24×3 600J ＝2.592×1013J每年的发电量W 总＝365W ＝9.46×1015J ，而1g 铀完全裂变时产生的能量为8.2×1010J.所以，每年消耗的铀的质量为m ＝9.46×10158.2×1010g ＝1.15×102kg. 能力提升1.235 92U 吸收一个慢中子后，分裂成136 54Xe 和9038Sr ，还放出( )A．1个α粒子B．3个中子C．10个中子D．10个质子答案：C解析：设放出的粒子的质量数为x，电荷数为y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒.由题意可知由此判定该核反应放出的一定是中子，且个数是10，C选项正确．2．当一个重核裂变时，它能产生的两个核()A．一定是稳定的B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D．可以是多种形式的两个核的组合答案：BD解析：重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2～3个中子，故中子数会减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项B、D正确．3．(2009·汕头高二检测)下面是铀核裂变反应中的一个：23592U＋10n―→13654Xe＋9038Sr＋1010n 已知铀235的质量为235.043 9u，中子质量为1.008 7u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2u，则此核反应中()A．质量亏损为Δm＝235.043 9u＋1.008 7u－89.907 7 u－135.907 2uB．质量亏损为Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)uC．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)×(3×108)2JD．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)×931.5MeV答案：BD解析：计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1u的亏损放出能量931.5MeV”计算总能量，故D对，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错．4．(2009·宁夏银川一中一模)关于核能和核反应，下列说法正确的是()A．根据E＝mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B．根据ΔE＝Δmc2，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量C．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变D．当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应，瞬时放出巨大能量答案：A解析：质量和能量存在一种简单的对应关系，不能说减少的质量变为能量，故A对，B 错；太阳内部的热核反应属于轻核聚变，故C错；发生链式反应时铀块的体积大于临界体积，故D错．5．为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在《核电中长期发展规划》中要求2020年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是() A．核能发电对环境的污染比火力发电要小B．核能发电对环境的污染比火力发电要大C．所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D．既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能答案：AC解析：目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错．6．2005年，是我国纪念抗日战争和世界反法西斯战争胜利60周年.1945年7月，为了加速日本军国主义的灭亡，促使日本早日无条件投降，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹．落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2×104t TNT爆炸的能量(约8.4×1013J)，由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？(已知裂变的核反应方程23592U＋10n→14156Ba＋9236 Kr＋310n＋201 MeV，阿伏加德罗常数N＝6.02×1023)答案：1.02kg解析：由核反应方程知，一个铀核裂变能放出201MeV的能量，1mol铀核裂变放出的能量为ΔE1＝6.02×1023×201MeV＝1.936×1013J，1 mol铀核的质量为0.235kg，则原子弹中铀核的质量为m＝EΔE1×0.235kg＝8.4×1013 1.936×1013×0.235kg＝1.02kg.7．在其它能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n 为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________.以m U、m Ba、m Kr 分别表示23592U、14156Ba、9236Kr核的质量，m n、m P分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中的传播速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________.(2)有一座发电能力为P ＝1.00×106kW 的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%，假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE ＝2.78×10－11J ，235 92U 核质量m U ＝390×10－27kg ，求每年(1年＝3.15×107s)消耗的235 92U 的质量．答案：(1)10n 3 (m U －m Ba －m Kr －2m n )c 2(2)1.10×103kg解析：根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程．计算质量亏损，再用质能方程计算核反应过程中放出的核能．(1)10n 3 (m U －m Ba －m Kr －2m n )c 2(2)反应堆每年提供的核能E 总＝PT η其中T 表示1年的时间以M 表示每年消耗的235 92U 的质量，得M ∶m U ＝E 总∶ΔE解得：M ＝m U PT ηΔE代入数据得M ＝1.10×103kg。

第19章第7、8节基础夯实1．(2010·石家庄市第一中学高二检测)下列说法正确的是()A.157N＋11H→126C＋42He是α衰变方程B.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程C.23892U→23490Th＋42He是核裂变反应方程D.42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程答案：BD解析：本题主要考查核反应方程问题，A中方程为人工转变方程，A错．B为核聚变方程，B正确．C为α衰变方程，C错．D为原子核的人工转变方程，D正确，正确答案BD.2．根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是()A．夸克、轻子、胶子等粒子B．质子和中子等强子C．光子、中微子和电子等轻子D．氢核、氘核、氦核等轻核答案：A解析：宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子结合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此A 正确，B、C、D的产生都在A之后，故B、C、D错．3．1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中属于研究两弹的基本的核反应方程式是()A.147N＋42He―→178O＋11HB.23592U＋10n―→9038Sr＋13654Xe＋1010nC.23892U―→23490Th＋42HeD.21H＋31H―→42He＋10n答案：BD4．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )A ．“人造太阳”的核反应方程是21H ＋31H ―→42He ＋10nB ．“人造太阳”的核反应方程是235 92U ＋10n ―→141 56Ba ＋9236Kr ＋310nC ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE ＝Δmc 2D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是E ＝12mc 2 答案：AC解析：“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核反应是轻核聚变而不是重核裂变，故选项A 正确，选项B 错误．核能大小的计算根据爱因斯坦的质能方程，故选项C 正确，选项D 错误．5．(2010·吉林省实验中学高二检测)一个中子和一个质子相结合生成一个氚核，若它们的质量分别是m 1、m 2、m 3，则( )A ．由于反应前后质量数不变，所以m 1＋m 2＝m 3，反应前后没有能量变化B ．由于反应时释放出了能量，所以m 1＋m 2>m 3C ．由于反应在高温高压下进行，从而吸收能量，所以m 1＋m 2<m 3D ．反应时放出的能量为(m 1＋m 2－m 3)c 2(其中c 是真空中的光速)答案：BD解析：该反应过程释放能量，应计算反应过程中静止质量的减少量，即反应前各原子核质量之和减去反应产物所有质量之和，故正确选项为BD.6．产生聚变的条件是________，我们往往采用________的方法来满足上述条件，这种反应叫做________，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.8×1026J ，就是从________反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程____________．答案：使轻核之间的距离减小到10－15m 把它们的温度加热到很高 热核反应 热核411H ―→42He ＋201e 7．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．近几年来，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2.014 1u ，氚原子的质量为3.016 0u ，氦原子的质量为4.002 6u ，中子的质量为1.008 7u,1u ＝1.66×10－27kg.(1)写出氘和氚聚变的反应方程．(2)试计算这个核反应释放出来的能量．(3)若建一座功率为3.0×105kW 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半转化成了电能，求每年要消耗的氘的质量？(一年按3.2×107S 计算，光速C ＝3.0×108m/s ，结果取两位有效数字)答案：(1)21H ＋31H →42He ＋10n (2)2.8×10－12J(3)23kg解析：(1)21H ＋31H →42He ＋10n(2)ΔE ＝Δmc 2＝(2.0141＋3.016 0－4.002 6－1.008 7)×1.66×10－27×9×1016J ＝2.8×10－12J(3)M ＝2Pt ΔE×M D ＝ 2×3×108×3.2×107×2.0141×1.66×10－272.8×10－12kg ＝23kg能力提升1．(2010·河北衡水中学高二检测)太阳的能量来自于热核反应，其中一种核反应是四个质子聚变成一个α粒子，同时放出两个正电子和两个没有静止质量的中微子．已知α粒子的质量为m α，质子的质量为m p ，电子的质量为m e ，c 为光在真空中的传播速度，N 为阿伏伽德罗常数．在这种核反应中1000g 的氢核聚变所放出的能量为( )A ．1000(4m p ＋m α＋2m e )Nc 2B ．1000(m α＋2m e －4m p )Nc 2C ．250(4m p －m α－2m e )Nc 2D ．250(m α＋2m e －4m p )Nc 2答案：C2．如图所示，中子内有一个电荷量为＋23e 的上夸克和两个电荷量为－13e 的下夸克，有一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如图所示给出的四幅图中，能正确表示出夸克所受静电作用力的是( )A B C D答案：B解析：因为三个夸克分布在正三角形的顶点上，具有“对称”性，再考虑到同种电荷和异种电荷间的力的性质，上夸克受到的合力竖直向下，下夸克受到的合力竖直向上，故选项B 是正确的．3．K －介子衰变的方程为：K －―→π－＋π0，其中K －介子π－介子带负的基本电荷，π0介子不带电．一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切如图所示，它们的半径R K －与R π－之比为2∶1，π0介子的轨迹未画出，由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6答案：C解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知：轨道半径R ＝m v Bq ＝p Bq∝p 所以p k －p π－＝R K －R π－＝21即p π－＝12p k － 又由动量守恒定律p k －＝p π0－p π－得p π0＝p k －＋p π－＝32p k － 所以p π－p π0＝134．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c .下列说法正确的是( )A ．核反应方程是11H ＋10n →31H ＋γB ．聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3C ．辐射出的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)c 2D ．辐射出的γ光子的波长λ＝h (m 1＋m 2－m 3)c 2答案：B解析：核反应方程是11H ＋10n →21H ＋γ；辐射出的γ光子的能量E ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2；γ光子的波长λ＝h (m 1＋m 2－m 3)c5．太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳能资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能，严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这也称为“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源，其核反应方程是________；若m H ＝1.007 3u ，m He ＝4.002 6u ，m e ＝0.000 55u ，则该反应中的质量亏损是________u ；如果1u 相当于931.5MeV 的能量，则该反应中释放的能量是________MeV .由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球公转的周期________．(填“较长”“较短”“没有变化”)答案：411H ―→42He ＋20＋1e 0.0255 u 23.75MeV 较短解析：411H ―→42He ＋20＋1e ，核反应的质量亏损为Δm ＝4m H －m He －2m e ＝4×1.007 3u －4.002 6u －2×0.000 55u ＝0.025 5u.该核反应释放的能量为ΔE ＝0.025 5×931.5MeV ＝23.75MeV .在很久很久以前，太阳的质量比现在大，太阳和地球间的万有引力比现在的大，由F ＝m (2πT)2r ，可知很久很久以前，地球公转的周期较短． 6．如下一系列核反应是在恒星内部发生的．p ＋12 6C ―→13 7N 13 7N ―→13 6C ＋e ＋＋νp ＋13 6C ―→14 7N p ＋14 7N ―→15 8O15 8O ―→15 7N ＋e ＋＋ν P ＋15 7N ―→12 6C ＋α其中p 为质子，α为α粒子，e ＋为正电子，ν为中微子，已知质子的质量为m p ＝1.672648×10－27kg ，α粒子的质量为m α＝6.644 929×10－27kg, 正电子的质量为m e ＝9.11×10－31kg ，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c ＝3.00×108m/s ，试计算该系列核反应完成后释放的能量．答案： 3.95×10－12J解析：为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系统反应最终等效为4p ―→α＋2e ＋＋2ν设反应后释放的能量为Q ，根据质能关系和能量守恒得4m p c 2＝m αc 2＋2m e c 2＋Q代入数值可得Q ＝3.95×10－12J。

第五章综合能力测试(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．对于电能输送的以下说法正确的是()A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是要采用高压输电C．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是增大导线的横截面积D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近，技术和经济条件等答案：AD2．下面是可调光的台灯电路示意图，哪种(或几种)电路是可取的()D．无可能的电路答案：BC解析：三个电路中用来改变电灯两端电压的分别是电阻、感抗、变压器，效果最好的是C，它是用变压器改变电压；而最不可取的是A，利用串联电阻虽然起到了降压作用，但电阻消耗了一定的电功率．而B电路利用电感的感抗降低电压来调，虽然它占据一定的电功率，但不消耗电能3．(2010·东北师大附中高二期中)现用电压为380V的正弦交流电给额定电压为220V的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有()答案：ABC解析：AB 为分压器，CD 为变压器．4．如图所示，两只阻值不相同的电阻，阻值之比为1∶2分别通以正弦波和方波电流．电流的最大值相等，则两只电阻产生的热功率的比是( )A ．1∶4B ．1∶2C ．1∶1D ．2∶1答案：A解析：正弦波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q 正＝(12)2RT ，则P 正＝Q T ＝12R方波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为 Q 方＝I 22RT ，则P 方＝QT ＝2RP 正P 方＝14，A 正确． 5．一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑动片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)( )A ．V 1、V 2不变，A 1增大，A 2减小，P 增大B ．V 1、V 2不变，A 1、A 2增大，P 增大C ．V 1、V 2不变，A 1、A 2减小，P 减小D ．V 1不变，V 2增大，A 1减小，A 2减小，P 减小 答案：C解析：理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故电压表V 1，V 2示数不变；滑片P 向上移，使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流I 2减小，由于变压比不变．故原线圈中的电流也将减小；输出功率P 出＝U 2I 2减小，P 入＝P 出，因而输入功率也将减小．6．如图，交流发电机的矩形线圈边长ab ＝cd ＝0.4m ，ad ＝bc ＝0.2m ，线圈匝数N ＝100，电阻r ＝1Ω，线圈在磁感应强度B ＝0.2T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以ω＝100πrad/s的角速度匀速转动，外接电阻R ＝9Ω，以图示时刻开始计时，则( )A ．电动势瞬时值e ＝160πsin(100πt )VB ．t ＝0时线圈中磁通量变化率最大C ．t ＝1/2s 时线圈中感应电动势最小D ．交变电流的有效值是82πA 答案：BD解析：在题图所示位置时，产生的感应电动势最大，E m ＝NBSω＝160πV ，e ＝160πcos(100πt )V ，所以选项A 、C 是错误的，选项B 是正确的．电动势的有效值是E ＝160π2V ，所以交变电流的有效值是I ＝ER ＋r＝82πA ，故选项D 是正确的．7．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则( )A ．流过电阻的电流是20AB ．与电阻并联的电压表的示数是1002VC ．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD ．变压器的输入功率是1×103W 答案：D解析：由图可知交流电源的有效值为220V ，变压器输出电压为u 2＝n 2n 1u 1＝100V .∴I ＝u 2R ＝10010A ＝10A ，A 选项错；U ＝IR ＝100V ，B 选项错．Q ＝I 2Rt ＝6×104J ，C 选项错； P ＝IU ＝1000W ，D 项正确．8．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的，为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变，I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大 答案：BC解析：因U 1不变，据U 1U 2＝n 1n 2得U 2不变，当S 断开时，副线圈电阻变大，电流减小I 2减小，R 1上的电压减小，R 2、R 3上的电压变大，I 3变大，又I 1U 1＝I 2U 2，可知I 1变小，故B 、C 选项正确．9．如图所示中的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线圈，下列说法中正确的是( )A ．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表B ．甲图中的电表是直流电压表，乙图中的电表是直流电流表C ．互感器在使用时，铁芯或副线圈一定要接地D ．线圈匝数n 1>n 2，n 3>n 4，也可以n 1<n 2，n 3<n 4 答案：AC解析：电压互感器并联于电路中n 1>n 2 ,电流互感器串联于电路中n 3<n 4.10．如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab 在导轨上匀速运动，第二位同学使ab 在导轨上做变速运动，但两位同学对ab 杆做的功一样多，第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W 1，第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W 2，它们相比较( )A ．W 1＝W 2B ．W 1>W 2C ．W 1<W 2D ．不能比较答案：B解析：匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab 变速运动，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．一交流电压随时间变化的图象如图所示，则此交流电的频率是________Hz ，若将该电压加在10μF 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V ；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________A.答案：50 200 0.14解析：由图知T ＝0.02s ，U m ＝200V 而f ＝1T∴f ＝50Hz ，电容器耐压值应不小于200V ， I ＝U m 2·1R ＝10021000＝0.14A. ∵保险丝熔断电流指有效值∴电路中保险丝熔断电流不能低于0.14A.12．有一个理想变压器，原线圈匝数n 1＝1100匝，接在220V 交流电源上，当它对11只并联的“36V ,60W ”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈匝数n 2＝________，通过原线圈电流I 1＝________.答案：180匝，3A解析：该变压器输出电压为36V 输出功率 P 2＝60×11W ＝660W U 1＝220V U 2＝36V n 2＝n 1·U 2U 1＝180匝由能量关系I 1＝I 2U 2/U 1 I 1＝(11×60/220)A ＝3A13．有一交流电压的变化规律为u ＝311sin314t (V)．若将一辉光电压为220V 的氖管接上此交流电压，则在1s 内氖管发光的时间是________s.答案：0.5s解析：辉光电压为220V 的氖管，电压超过220V ，才能正常发光即u ＝311sin314t ≥220V t ≥1400s ① 由题意知ω＝100π，T ＝2πω＝0.02s1秒中包含50个周期，在一个周期内有两次发光，所以t ′＝50×2Δt ＝100Δt Δt ＝12(T－4t )②联立①②得t ′＝0.5s三、论述·计算题(共4小题，42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)一理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接入u 1＝1410sin100πt V 的交流电，副线圈通过电阻R ＝1Ω的导线对标有“220V ,40W ”字样的白炽灯供电，问能供多少盏灯正常工作？答案：165盏解析：原线圈电压有效值： U 1＝U 1m 2＝14102V ＝1000V ，副线圈电压有效值：U 2＝n 2n 1U 1＝14×1000V ＝250V ，每盏灯额定电流：I 0＝P U ＝40220A ＝211A ，由U 2＝220V ＋I 2R ＝220V ＋NI 0R ，得N ＝U 2－220I 0R ＝250－220211×1盏＝165盏．15．(10分)(2008·启东模拟)如图所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd ，其ab 和cd 边长l 1＝0.4m ，ad 和bc 边长l 2＝0.2m ，匝数n ＝100匝，它在磁感应强度B ＝0.2T 的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴OO ′匀速转动，当开关S 断开时，电压表的示数为102V ，开关S 闭合时，外电路上标有“10V,10W ”的灯泡恰好正常发光，求：(1)导线框abcd 在磁场中转动的角速度？(2)S 闭合后，当导线框从图示位置转过θ＝60°时的过程中通过灯泡的电荷量？ 答案：(1)12.5rad/s (2)225C 解析：(1)E ＝102V E m ＝20V ＝nBωS ω＝E m nBL 1L 2＝20100×0.2×0.4×0.2rad/s ＝12.5rad/s(2)S 闭合后U L ＝10V P L ＝10W I ＝P L U L ＝1A ，所以R 总＝EI＝102Ω q ＝n ΔΦR 总＝100×12BL 1L 2102＝100×12×0.2×0.4×0.2102C ＝225C16．(11分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100W ，使用的区间变压器匝数比为，恰好能使额定电压为220V 的用电器正常工作．现在因家用电器增加，每户平均消耗电功率为250W ，若变压器输入电压仍为6600V ，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器匝数比为多少？答案：2209解析：未换变压器前：I ＝P 总U 用＝440×100220A ＝200A输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝6165×6600V ＝240V则R 线＝240－220200Ω＝0.1Ω换变压器后I ′＝P ′总U 用＝250×440220A ＝500A则U ′线＝I ′R 线＝50V所以变压器输送电压：U ′2＝U 用＋U ′线＝270V 则n ′1n ′2＝U 1U ′2＝6600270＝220917．(11分)如图所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B ＝52πT ，线框的CD 边长为20cm ，CE 、DF 长均为10cm ，转速为50r/s.若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在e －t 坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，在t 时刻线框转过的角度为ωt ，此时刻e ＝Bl 1l 2ωcos ωt 即e ＝BSωcos ωt ，其中B ＝52πT ，S ＝0.1×0.2m 2＝0.02m 2，ω＝2πn ＝2π×50rad/s ＝100πrad/s ， 故e ＝52π×0.02×100πcos100πt V ，即e ＝102cos100πt V .(2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示．。