1、1单元滚动检测卷十二 波粒二象性 原子结构 原子核考生注意：1.本试卷分选择题部分和非选择题部分，共 4 页.2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间 90 分钟，满分 100 分.选择题部分一、选择题(本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.下列说法中正确的是( )A.放射性元素发生一次 衰变，原子序数减小 1B.一群氢原子从 n5 的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出 10 种不同频率的光子C.卢瑟福通过 粒子散射实验说明了原子核内部是有结
2、构的D.原子核衰变时电荷数和质量都守恒答案 B解析 放射性元素发生一次 衰变，原子序数增加 1，A 错误；一群氢原子从 n5 的激发态跃迁到基态时，C 10，有可能辐射出 10 种不同频率的光子，B 正确； 粒子散射实验25说明了原子的核式结构，C 错误；原子核衰变时电荷数和质量数守恒，质量不守恒，D 错误.2.一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A.可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B.可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C.只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D.只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线答案 B解
3、析 处于较高能级的电子可以向较低的激发态跃迁，能量减小，原子要放出光子，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子，故 A、C、D 错误，B正确.3.(2018宁波市 3 月选考)撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，如图 1 所示，完整的过程可以简化成三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落.撑杆跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是( )2图 1A.持杆助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力B.撑杆起跳上升阶段，弯曲的撑杆对人的作用力大于人对撑杆的作用力C.撑杆起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态D.最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是
4、因为受到了一个向前的冲力答案 C4.(2018温州市期末改编)如图 2 所示，在高速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随桶一起转动，在保证衣服不滑动的情况下，下列说法错误的是( )图 2A.桶转速减小时，衣服对桶壁的压力变小B.桶转速减小时，衣服对桶壁的压力变大C.桶转速增大时，衣服受到的摩擦力不变D.桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动答案 B解析 衣服受到重力、桶壁的支持力和静摩擦力的作用，由于衣服在脱水桶内壁上不掉下来，竖直方向上的重力与静摩擦力二力平衡，靠支持力提供向心力，随着脱水桶转速的减小，支持力减小，衣服对桶壁的压力也减小，但静摩擦力不变，故 A、C 正确，B 错误；衣服
5、对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着脱水桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，故 D 正确.5.(2018台州中学统练)如图 3 所示，地球可以看做一个球体， O 点为地球球心，位于临海的物体 A 和位于赤道上的物体 B，都随地球自转做匀速圆周运动，则( )3图 3A.物体的周期 TATBB.物体的周期 TA TBC.物体的线速度大小 vAvBD.物体的角速度大小 AvA，故 C 错误.6.(2018宁波市重点中学联考)如图 4 所示，相距为 d 的平行板 A 和 B 之间有电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场.电场中 C 点距 B
6、 板的距离为 0.3d， D 点距 A 板的距离为0.2d，有一个质量为 m 的带电微粒沿图中虚线所示的直线从 C 点运动至 D 点，若重力加速度为 g，则下列说法正确的是( )图 4A.该微粒在 D 点时的电势能比在 C 点时的大B.该微粒做匀变速直线运动C.在此过程中电场力对微粒做的功为 0.5mgdD.该微粒带正电，所带电荷量大小为 qmgE答案 C7.(2018余姚中学期中)质量为 m、带电荷量为 q 的小物块，从倾角为 的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，如图 5所示，若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法正确的
7、是( )图 54A.小物块一定带正电荷B.小物块在斜面上运动时做匀速直线运动C.小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D.小物块在斜面上下滑过程中，小物块对斜面的压力为零时的速率为mgcosBq答案 D8.(2018台州中学统练改编)如图 6 所示，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V,12Ah”字样.它正常工作时电源输出电压为 30V，额定输出功率为 180W.由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为 80%，不考虑其他部件的摩擦损耗.已知运动时自行车受到的阻力恒为 288N，下列说法正确的是( )图 6A.电源内阻为 1，额定工作电流为 5AB.电动自行车电动机的
8、内阻为 6C.电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是 2.4hD.电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是 3600m答案 D解析 由 P UI 可知，额定工作电流 I A6A，电源内阻为PU 18030r 1，故 A 错误；电动车电动机的热功率 P 热 (180%) P36W，则由E UI 36 306P 热 I2r1可得， r1 1，故 B 错误；电池容量 Q12Ah，电流 I6A，则可得： t3662 h2h，故 C 错误；电动车匀速行驶时 F Ff，则由 80%P Ffv，解得 v0.5m/s，则自QI 126行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是 x vt0.57200m3600
9、m，故 D 正确.二、选择题(本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分)9.按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能.当一个氢原子从 n4 能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是( )A.氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加B.氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加5C.氢原子可能辐射 6 种不同波长的光D.氢原子可能辐射 3 种不同波长的光答案 BD10.(2018嘉兴市期末)关于如图 7 所示图片中的
10、物理现象，描述正确的是( )图 7A.甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象B.乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象C.丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象D.丁图，用竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应答案 BCD解析 水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故 A 错误；水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，故 B 正确；两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，故 C 正确；用竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率
11、发生变化，属于波的多普勒效应，故 D 正确.11.下列说法正确的是( )A.方程式 U Th He 是重核裂变反应方程23892 23490 42B. 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力D.原子核所含核子单独存在时的总质量等于该原子核的质量答案 BC解析 方程式 U Th He 是 衰变，选项 A 错误； 衰变所释放的电子是原子核23892 23490 42内的中子转化成质子时所产生的，即 n H e，选项 B 正确；核力是短程力，与核子10 1 0 1间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力，选项 C
12、正确；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，选项 D 错误.12.如图 8 所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 的关系图象.由图象可知下列说法正确的是( )图 86A.该金属的逸出功等于 EB.该金属的逸出功等于 h cC.入射光的频率为 2 c时，产生的光电子的最大初动能为 ED.入射光的频率为 时，产生的光电子的最大初动能为 c2 E2答案 ABC解析 根据 Ek h W0结合 Ek 图象得，该金属的截止频率等于 c，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，所以逸出功等于 E，且 E h c，故 A、B 正确；当入射光的频率为2 c时，产生的光电子的
13、最大初动能为 Ek2 h c h c E，故 C 正确；当入射光的频率为时，小于极限频率，不能发生光电效应，故 D 错误. c213.氢原子的能级图如图 9 所示，一群氢原子处于 n3 的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量可能是( )图 9A.13.6eV B.12.09eVC.10.2eV D.1.89eV答案 BCD解析 一群氢原子处于 n3 的激发态可能发生的跃迁有 32,31,21，根据公式h Em En可得，若 32，放出的光子能量为 1.89eV，若 31，放出的光子能量为12.09eV，若 21，放出的光子能量为 10.2eV，故 A 错误，B、C、D 正确.14.(2019
14、届湖州市质检)2006 年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过 Ca(钙 48)4820轰击 Cf(锎 249)发生核反应，成功合成了质量数为 297 的第 118 号元素.实验表明，该元24998素的原子核先放出 3 个相同的质量不为零的粒子 X，再连续经过 3 次 衰变后，变成质量数为 282 的第 112 号元素的原子核.则( )A.上述过程中的粒子 X 是电子B.118 号元素的核内含有 179 个中子C.在 衰变过程中，起主要作用的是强相互作用D.在合成第 118 号元素的核反应过程中，质量数守恒，所以质量不变答案 BC解析 因为在衰变的过程中质量数守恒，电荷数守恒.根据电荷数守
15、恒可得，7118321120，所以 X 粒子的电荷数为零，再根据质量数守恒，297432823，所以 X 粒子的质量数为 1，所以 X 粒子为中子，A 错误；118 号元素的核内含有中子数297118179 个，B 正确； 衰变是原子核内的质子和中子结合成 粒子的过程，故起主要作用的是强相互作用，C 正确；在合成第 118 号元素的核反应过程中，质量数守恒，质量会亏损，D 错误.15.在匀强磁场中有一个静止放置的放射性元素的原子核 X，某时刻沿垂直磁场方向放射出一个粒子后新核和粒子的运动轨迹如图 10 所示.已知两个圆轨迹的半径之比为 911，其中一个的运动方向如图所示，则可知( )图 10A
16、.a 是新核的轨迹B.磁场方向垂直于纸面向里C.该放射性元素进行的是 衰变D.该放射性元素原子核的核电荷数为 90答案 CD16.(2018湖州市、衢州市、丽水市高三期末)如图 11 所示， MN 为半圆形玻璃砖截面的直径， OO为过圆心且垂直于 MN 的直线.两束单色光 a、 b 关于 OO对称，从空气垂直 MN 射入玻璃砖中.已知 a、 b 两束光在真空中的波长分别为 1、 2，光子的能量分别是 E1、 E2，在该玻璃砖中运动的时间分别为 t1、 t2(不考虑反射光的运动时间)，则根据光路图，下列判断正确的是( )图 11A.E1E2B. 1E2， 1m2B.轨道应是光滑的C.两小球的半径
17、要相同D.每次小球 1 都要从同一高度由静止滚下(2)另一位同学设计了如图 13 所示实验.质量为 mA的钢球 A 用细线悬挂于 O 点，质量为 mB的钢球 B 放在离地面高度为 H 的平台边缘 N 点( O 点在 N 点正上方)，悬线在 A 球释放前伸直，且悬线与竖直线的夹角为 ， O 点到 A 球球心的距离为 L； A 球释放后摆动到最低点时恰与B 球正碰，碰撞后， A 球把轻质指示针 OC 推到与竖直线夹角为 处， B 球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸 D，保持 角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个 B 球的落点，确定平均落点到平台的水平距离 s，得出的表达式为_.(利
18、用图中的物理量给出).9图 13答案 (1)ACD(2)mA mA mB2L1 cos 2L1 cos s2H18.(8 分)小王同学测量两节串联干电池组的电动势和内阻，其连接的部分实验电路图如图14 甲所示.图 14(1)请用笔画线代替导线，在图甲中完成实物连接.(2)连接好电路，小王检查无误后，闭合开关，开始实验.电压表指针如图乙所示，读数为_V.(3)小王在图丙中已描出各点，请作出电源的 U I 图象.(4)根据所作的 U I 图象，可得两节干电池的总电动势为 E_V，总内阻10r_.(结果均保留三位有效数字)答案 见解析解析 (1)实物连接图如图 a 所示；(2)电压表量程为 3.0V
19、，则指针示数为 1.80V；(3)U I 图象如图 b 所示；(4)根据图象可得，两节干电池的总电动势 E3.00V，内阻 r 4.26.3.0 1.00.4719.(8 分)某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生 或 衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康，原来静止的氡核( Rn)发生一次 衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能22286量为 E00.09MeV 的光子.已知放出的 粒子动能为 E 5.55MeV，忽略放出光子的动量，但考虑其能量，1u931.5MeV/ c2.(1)写出衰变的核反应方程；(2)衰变过程
20、中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)答案 (1) Rn Po He(2)6.1610 3 u22286 21884 42解析 (1)衰变方程为： Rn Po He22286 21884 42(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0 p pPo，即新核钋(Po)的动量与 粒子的动量大小相等，又 Ek ，可求出新核钋(Po)的动能为 EPo E ，p22m 2109由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、 粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量为 E E EPo E0 mc2故衰变过程中总的质量亏损 m ，代入数据解得 m6.1610 3 u. Ec21120.(10 分)(20
21、18湖州市、衢州市、丽水市高三期末)某游乐场的滑梯可以简化为如图 15所示的竖直面内的 ABCD 轨道， AB 为长 L6m、倾角 37的斜轨， BC 为水平轨道， CD为半径 R15m、圆心角 37的圆弧，轨道 AB 段粗糙，其余各段均光滑.一小孩(可视为质点)从 A 点以初速度 v02 m/s 下滑，沿轨道运动到 D 点时的速度恰好为零(不计经过 B3点时的能量损失).已知该小孩的质量 m30 kg，取 sin 370.6，cos 370.8， g 取10 m/s2，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求：图 15(1)该小孩第一次经过圆弧 C 点时，对圆弧轨道的压力；(2)该小孩
22、与 AB 段的动摩擦因数；(3)该小孩在轨道 AB 上运动的总路程 s.答案 (1)420N，方向竖直向下 (2)0.25 (3)21m解析 (1)由 C 到 D 速度减为 0，由动能定理可得 mg(R Rcos37)0 mvC2， vC2 m/s12 15在 C 点，由牛顿第二定律得 FN mg m ，得 FN420NvC2R根据牛顿第三定律，小孩对轨道的压力大小为 420N，方向竖直向下.(2)A 到 D 过程，由动能定理得： mgLsin mgL cos mgR(1cos )0 mv0212(或 A 到 C 过程，由动能定理得： mgLsin mgL cos mvC2 mv02)12 1
23、2解得 0.25(3)从 A 点以初速度滑下，最终会静止在 BC 轨道的 B 处.由动能定理得： mgLsin mgs cos 0 mv02，可得 s21m.1221.(10 分)(2018温州市 3 月选考)如图 16 所示， xOy 为平面直角坐标系， x 轴水平， y 轴竖直.在 x 轴上、下方空间都分布着垂直 xOy 平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小分别为 B、3 B(图中未画出)，整个空间还分布着沿竖直方向的匀强电场.一质量为 m、电荷量为 q 的小球，从坐标原点 O 处以与 x 轴正方向成 30角的速度 v 射入第一象限，小球做匀速圆周运动.已知 g 为重力加速度，空气阻力不计
24、，求：12图 16(1)该匀强电场的场强大小和方向；(2)小球从离开 O 点到第四次经过 x 轴时间内的平均速度大小；(3)小球从离开 O 点后 T(T 为粒子的运行周期)时刻的位置坐标.58答案 (1) 竖直向下 (2) (3)( ， )mgq 3v4 mvqB 3mv3qB解析 (1)由 mg qE 得， Emgq方向竖直向下(2)由 qvB m ， qv3B m ，v2r1 v2r2T1 ， T2 得：2 r1v 2 r2vr1 ， r2mvqB mv3qBT1 ， T22 mqB 2 m3qB小球的运动轨迹如图所示小球前进的位移 x OP42( r1 r2)4mv3qB小球前进的时间
25、t2( )T16 5T26 16 m9qB小球的平均速度 vxt 3v4(3)T T16 5T26 8 m9qB因 ，即此时小球位于图中的 P55T8 5 m9qB T16 2T26故横坐标为 ，纵坐标为 ，mvqB 3mv3qB13即位置坐标为( ， )mvqB 3mv3qB22.(10 分)如图 17 甲所示，间距 L0.4m 的金属轨道竖直放置，上端接定值电阻 R11，下端接定值电阻 R24.其间分布着两个有界匀强磁场区域：区域内的磁场方向垂直纸面向里，其磁感应强度 B13T；区域内的磁场方向竖直向下，其磁感应强度 B22T.金属棒 MN 的质量 m0.12kg、接入轨道间的电阻 r4，
26、金属棒与轨道间的动摩擦因数 0.8.现从区域的上方某一高度处由静止释放金属棒，当金属棒 MN 刚离开区域后 B1便开始均匀增加.整个过程中金属棒的速度随下落位移的变化情况如图乙所示， “v2 x”图象中除 ab 段外均为直线， Oa 段与 cd 段平行.金属棒在下降过程中始终保持水平且与轨道间接触良好，轨道电阻及空气阻力均忽略不计，取重力加速度 g10m/s 2，两磁场间互不影响.求：图 17(1)金属棒在图象上 a、 c 两点对应的速度大小；(2)金属棒经过区域的时间；(3)B1随时间变化的函数关系式(从金属棒离开区域后计时)；(4)从金属棒开始下落到刚进入区域的过程中回路产生的焦耳热.答案
27、 (1)2m/s 4 m/s (2)0.825s (3) B1311.25 t(T) (4)6.50J解析 (1)由题意知 va22 gx1， x10.2m，代入得 va2m/s由平衡条件得： mg B1LI， I ， R 总 r 4.8，联立得 vc4m/sB1LvcR总 R1R2R1 R2(2)由动量定理得： mgt B1L t mvc mva，I其中 q t ，IB1Lx2R总x22.7m0.2m2.5m代入得 t0.825s(或 t s)3340(3)金属棒通过区域的过程中， mg B 2LI 棒 ，14故 I 总 2 I 棒 A， R 总 R1 3154 rR2r R2Lx2 I 总 R 总 ，代入得 T/s B1 t B1 t 454所以 B13 t311.25 t(T)454(4)由能量守恒可知： Q1 mg(x1 x2) mvc2，12代入数据得 Q12.28Jx3 vct gt 2， x33.15m2.7m0.45m，解得 t0.1s12Q2 I 总 2R 总 t( )230.1J4.22J154Q Q1 Q26.50J.
