2020年高考物理试卷分类汇编之15-选修3-5（含解析）

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2020年高考试卷分类汇编之15---选修3-5
1.2020年上海学业考试1．β射线是（ ）
（A）原子核放出的电子流 （B）原子核外电子电离形成的电子流
（C）原子核放射出的电磁波 （D）原子核外电子受激发产生的电磁波
答案：A
解析：β 射线是原子核衰变时放出的高速电子流，选项A正确。
2.2020年上海学业考试15．质量m＝1.67×10－27kg的质子在高能粒子加速器中被加速到动能Ek＝1.60×10－20J。某同学根据计算出该质子速度大小v＝4.38×108m/s（计算无误），此速度值的不合理之处是________，这说明_____________。
答案：超过真空中的光速， 一式只适用于宏观低速物体，
解析：动能公式只适用于宏观低速物体，对高速运动的微观粒子不适用。
3.2020年上海学业考试17．倒入容器的啤酒会形成大量泡沫。将啤酒倒入量筒，实验结果表明泡沫的破裂与原子核的衰变遵循同样的统计规律，量筒中液面以上泡沫体积V随时间t变化的关系如图所示。泡沫上表面下降速度____________（选填：“增大”、“不变”或“减小”）。假设泡沫均匀分布，量筒中泡沫从t＝0开始，经过1.5个“半衰期”后剩余的体积约为________cm3。
答案：变小，60，
解析：由图可知：图像的斜率随时间的增大而减小，即泡沫上表面下降速度在变小；
原子核的衰变规律是：原子核每经过一个半衰期减小为原来数目的一半，
由图可知：t=100s时，V=120cm3，t=300s时，V=60cm3，t=500s时，V=30cm3，
所以半衰期为200s，从t＝0开始，经过1.5个“半衰期”后即经过t=300s时，剩余的体积约为60cm3。
4.2020年北京学业考试2．氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
C．从能级跃迁到能级需吸收0.66eV的能量
D．能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量
答案∶C
解析∶A．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故A错；
B．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为
从能级跃迁到能级辐射的光子能量为
比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B错误；
C．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为
，故C正确；
D．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误；
故选C。
5.2020年浙江卷4.在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线
B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
答案：D
解析：AB．凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射，故人体一直都会辐射红外线，故A错误，B错误；
CD．人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越高，温度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就会辐射出个各部位的温度；红外体温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的，故C错误，D正确。
故选D。
6.2020年浙江卷5.下列说法正确的是（ ）
A．质子的德布罗意波长与其动能成正比
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线
C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
答案：D
解析：A．由公式，可知质子的德布罗意波长，，
故A错误；
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；
C．由，当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；
D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。
故选D。
7.2020年浙江卷14.太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（ ）
A．X粒子是质子
B．X粒子的质量为
C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
答案：BC
解析：A．，由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；
B．根据能量关系可知
解得，选项B正确；
C．太阳每秒放出的能量
损失的质量，选项C正确；
D．因为
则太阳每秒因为辐射损失的质量为，选项D错误。
故选BC。
8.2020年天津学业考试1．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是
【答案】D
【解析】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误；
B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误；
C．实验是有关电磁波的发射与接收，与原子核无关，故C错误；
D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D正确；
故选D。
9.2020年天津学业考试3．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较
A．红外线的光子能量比紫外线的大
B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
【答案】B
【解析】A．因为红外线的频率小于紫外线，根据
可知红外线的光子能量比紫外线的低，故A错误；
B．根据，可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；
C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误；
D．光都具有偏振现象，故D错误。
故选B。
10.2020年山东学业考试2.氚核发生β衰变成为氦核。假设含氚材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104 s时间内形成的平均电流为5.010-8 A。已知电子电荷量为1.610-19 C，在这段时间内发生β衰变的氚核的个数为（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据
可得产生的电子数为 个
因在β衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.0×1016个。
故选B．
11.2020年理综新课标Ⅰ卷6.下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表粒子的有（　　）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】粒子为氦原子核He，根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，可知A选项中的X1为He，B选项中的X2为He，C选项中的X3为中子n，D选项中的X4为He。
故选BD。
12.2020年理综新课标Ⅱ卷18．（6分）
氘核（H）可通过系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式6H→2He+2H+2n+43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃绕时释放的热量相等；已如1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV＝1.6×10﹣13J，则M约为（　　）
A．40kg B．100kg C．400kg D．1000kg
答案：C
解析：根据反应式6H→2He+2H+2n+43.15MeV可知，
6个氘核发生聚变反应可放出43.15MeV的能量，则平均每个氘核可放出7.19MeV的能量，
若1kg海水中含有的1.0×1022个氘核全都发生聚变反应，其释放的能量为7.19×1022MeV；
则质量为M的标准煤燃绕时释放的热量Q＝7.19×1022×1.6×10﹣13J＝11.5×109J，
而1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，则
；故ABD错误，C正确；
故选：C。
14.2020年物理江苏卷12.“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（　　）
A. I增大，λ增大 B. I增大，λ减小
C. I减小，λ增大 D. I诚小，λ减小
【答案】B
【解析】黑体辐射的实验规律如图
特点是，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度I增大；随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以λ减小。
故选B。
15.2020年物理江苏卷13.大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为λ1和λ2，则该激发态与基态的能量差为_____，波长为λ1的光子的动量为_____。（已知普朗克常量为h，光速为c）
【答案】 (1). (2).
【解析】 [1]根据可知波长越短，对应光子的频率越大，对应跃迁的能级差越大；可知最短波长λ2对应基态到激发态的能量差最大，结合得
[2]波长为λ1对应的光子动量为
16.2020年物理江苏卷14.一只质量为1.4kg的乌贼吸入0.1kg的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。
【答案】28m/s
【解析】乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力；选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得
解得喷出水的速度大小为
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