2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5：模块检测2

1、模块检测 (二)(时间： 90 分钟满分： 100 分 )一、选择题 (本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分其中 16 题为单项选择题，711 题为多项选择题 )1在下列几种现象中，所选系统动量守恒的是()A原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统答案A解析判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定， 动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，

2、故分析系统受到的外力是关键第二种，从动量的定义判定B 选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零；C 选项末动量为零而初动量不为零；D 选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大2在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n 2 能级发出的谱线属于巴尔末系若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A 2 B 5 C4 D6答案D解析由题知一群氢原子处于n 4 能级，自发跃迁时最多发出的谱线为26C4条10.632 8 m，23氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为 3.39 m已.知波长为 1的激光是氖原子在能级间隔为E

3、1 1.96 eV 的两个能级之间跃迁产生的用E2 表示产生波长为 2的激光所对应的跃迁的能级间隔，第 1页则E2 的近似值为 ()A 10.50 eVB0.98 eVC 0.53 eVD0.37 eV答案D解析由跃迁公式得E1hc， E2 hc，联立可得 E21E10.37 eV，D 对1224光子有能量，也有动量p h，它也遵守有关动量的规律如图1 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 ()

4、图 1A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5下列说法中错误的是 ()A卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为B铀核裂变的核反应方程是：C质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、m2、m3，质子和中子结合成一个 粒子，释放的能量是 (2m1 2m2m3)c2D原子从 a 能级状态跃迁到 b 能级状态时发射波长为 1的光子；原子从 b 能级状态跃迁到 c 能级状态时吸收波长为 2的光子，已知 12，那

5、么原子从 a 能级12状态跃迁到 c 能级状态时将要吸收波长为的光子答案B第 2页解析1919 年，卢瑟福做了粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子，核反应方程为：，选项 A 正确；铀核裂变时，需要中子轰击铀核，所以铀核裂变的核反应方程是，选项 B错误；根据爱因斯坦质能关系式可知，选项C 正确；设波长为1的光子能量为E1，波长为 2的光子能量为E2，原子从 a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为331hc2hc3hc321，可推E ，波长为 ，则 E 1，E 2，E 3；EE E12知 3，D 正确6.如图 2 所示，一沙袋用轻细绳悬于 O 点开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度

6、击中沙袋后均未穿出 第一次弹丸的速度为 v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30.当其第一次返回图示位置时，第二次弹丸以水平速度v2 又1击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30.若弹丸质量是沙袋质量的40倍，则以下结论中正确的是 ()图 2A v1 v2Bv1 v241 42C v1v24241Dv1 v24183答案D解析根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后的速度相同，设为v，用 M 表示沙袋的质量， m 表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次： mv1 (M m)v，第二次： mv2 (M m)v(M2m)v，比较两式可以解得v1v24183.

7、7如图 3 所示，两个完全相同的小球A、B 用等长的细线悬于O 点，线长为 L，第 3页若将 A 由图示位置静止释放，则B 球被碰后第一次速度为零时距最低点的高度可能是 ()图 3LLA. 2B.4LLC.8D.10答案ABC解析A 从静止到最低点，由动能定理得L1 2， 、碰撞，由动量守恒mg2mv2A B得 mvmvAmvB.(取水平向右为正方向 )121212A、B 碰撞前后动能不增加， 2mv2mvA 2mvB ，B球被碰后第一次速度为零12过程中， mvB mgh 且 vAvB，由以上各式，将选项中 h 值代入符合条件即可28钚的一种同位素2392392354Pu 衰变时释放巨大能量

8、， 其衰变方程为PuU He9494922 ，则 ()239的结合能A核反应中 的能量就是 Pu94B核燃料总是利用平均结合能小的核C.23592U 核比 23994Pu 核更稳定，说明 23592U 的结合能大D由于衰变时释放巨大能量，所以239235的平均结合能小Pu 比U9492答案BD解析核燃料在衰变过程中要释放巨大能量，所以总是要利用平均结合能小的核，才能更容易实现， B、 D 正确；核反应中光子的能量是结合能中的一小部235分， A 错； 92U 的结合能小，更稳定，C 错2379由于放射性元素93Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现已知

9、2372099383Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成Bi，下列论断中正确的是 ()A.209237个中子Bi 的原子核比Np 的原子核少 288393B.209237个中子83Bi 的原子核比93Np 的原子核少 18第 4页C衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变D衰变过程中共发生了 4 次 衰变和 7 次 衰变答案BC209237209解析Bi 的中子数为 209 83126，Np 的中子数为 23793 144，Bi839383的原子核比237的原子核少 18 个中子， A错，B 对；衰变过程中共发生了 衰Np932372092 7 (93 83) 4 次，C 对，D 错变

10、的次数为47 次，衰变的次数是27俘获一速度为710一静止的铝原子核 13Al1.010 m/s 的质子 p 后，变为处于激28)发态的硅原子核 14Si.下列说法正确的是 (A核反应方程为2728p 13Al 14SiB核反应过程中系统动量守恒C核反应过程中系统能量不守恒D核反应前后核子数相等， 所以生成物的质量等于反应物的质量之和答案AB解析根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为p2728，正确；核13Al14SiA反应过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B 正确；核反应过程中系统能量守恒， C 错误；由于反应过程中， 要释放大量的能量， 伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反

11、应物的质量之和，D 错误11如图 4 所示为氢原子的能级图， 已知可见光的光子能量范围为1.613.10 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征说法正确的是()图 4A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B用能量为 11.0 eV 的自由电子轰击， 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C处于 n2 能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D处于 n 3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离答案BD第 5页解析用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板能产生光电效应现象，选项 A 错误；用能量为 11.0 eV 的自由电子轰击，可使处于基

12、态的氢原子跃迁到激发态，选项 B 正确；处于 n2 能级的氢原子只能吸收满足能量等于两能级差的紫外线，选项C 错误；处于 n3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，选项D 正确二、填空题 (本题共 2 小题，共 12 分)12. (6 分)贝克勒尔发现天然放射现象， 揭开了人类研究原子核结构的序幕 如图5 中 P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中分成A、 B、 C三束图 5(1)构成 A 射线的粒子是 _；构成 B 射线的粒子是 _；构成 C射线的粒子是 _(2)三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是_射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原

13、子核的是_射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个_粒子(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程：2342342730190Th 91Pa_；_13Al 15P0n.答案(1) 粒子光子粒子(2) 0 4(3) 1e 2He13(6 分)如图 6 所示，在橄榄球比赛中，一个质量为 95 kg 的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动， 想穿越防守队员到底线触地得分 就在他刚要到底线时， 迎面撞上了对方两名质量均为 75 kg 的队员，一个速度为 2 m/s，另一个为 4 m/s，然后他们就扭在了一起图 6(1)他们碰撞后的共同速率是_(结果保留一位有效数字 )(2)在框中标出碰撞

14、后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分： _.第 6页答案(1)0.1 m/s(2)能够得分解析(1)设前锋运动员的质量为m1，两防守队员质量均为m2，速度分别为 v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设 v1 方向为正方向，由动量守恒定律得m1 v1m2v2m2v3 (m12m2)v代入数据解得， v0.1 m/s(2)因 v0，故碰后总动量 p 的方向与 pA 方向相同，碰撞后的状态及动量如图所示，即他们都过了底线，该前锋能够得分三、计算题 (本题共 4 小题，共 44 分)4 g 的尘埃，在空中下落的速度从1 m/s 增加到 3 m/s14(8 分)一粒质量为 4 10时，它的德布罗意波

15、长从多少变化到多少？分析是否可通过衍射现象观察到其波动性 (计算结果在小数点后保留一位有效数字)答案见解析解析速度 v1 1 m/s 时德布罗意波长为1h6.63103427 mv14104 103 1m1.6610 m，速度 v2 3 m/s 时德布罗意波长为h346.6310m5.51028m.2 mv24104 103 3由于波长太短，所以不能通过衍射现象观察到其波动性15(12分已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.528 1010，量子数为n)m 13.6的能级值为Enn2eV.(结果在小数点后保留一位有效数字)(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n 3

16、的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明第 7页这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中波长最短的波长(静电力常量 k 9109 Nm2/C2，电子电荷量 e1.61019 C，普朗克常量 h6.6310 34 J s，真空中光速 c 3.00108 m/s)答案(1)13.6 eV(2)见解析图(3)1.03107 m解析 (1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，e2mv2则 k 2 ，r1r1k12又知 E 2mv ，故电子在基态轨道的动能为：2919 29 10 1.610JEkke 20.528 10102r 1 2.181018 J13.6 eV. 13.6

17、(2)当 n1 时，能级值为 E12eV 13.6 eV；1 13.6当 n2 时，能级值为 E22eV 3.4 eV；2 13.6当 n3 时，能级值为 E32eV 1.51 eV.3能发出的光谱线分别为3 2,2 1,3 1 共 3 种，能级图如图所示(3)由 n3 能级向 n 1 能级跃迁时发出的光子频率最大，波长最短h E3E1，又知 c，348hc6.63 10310 1.0 107 m.第 8页16(12 分)如图 7 所示，质量为 M9 kg 的小车 B 静止在光滑水平面上，小车右端固定一轻质弹簧，质量m 0.9 kg 的木块 A(可视为质点 )靠着弹簧放置并处于静止状态， A

18、与弹簧不拴接，弹簧处于原长状态木块A 右侧车表面光滑，木块 A 左侧车表面粗糙，动摩擦因数 0.75.一颗质量 m00.1 kg 的子弹以 v0 100m/s 的初速度水平向右飞来，瞬间击中木块并留在其中如果最后木块A 刚好不从小车左端掉下来，求：小车最后的速度及最初木块A 到小车左端的距离 (g10 m/s2)图 7答案1 m/s6 m解析全程整体动量守恒，有 m0v0 (M mm0)v1解得 v1 1 m/s子弹打木块的瞬间，对子弹和木块，有m0 v0(m m0)v2解得 v2 10 m/s根据能量守恒，有12122(m m0)v2 2(M mm0)v1 (mm0)gL解得 L6 m.17(12 分 )一质量为 2m 的物体 P 静止于光滑水平地面上， 其截面如图 8 所示图中 ab 为粗糙的水平面，长度为 L；bc 为一光滑斜面，斜面和水平面通过与 ab 和 bc 均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接 现有一质量为 m 的木块以大小为 v0 的水平初速度从 a 点向左运动，在斜面上上升的最大高度为 h，返回后在到达 a 点