模块综合检测(三)

1、模块综合检测（三）选修3-5（90分钟 100分）第I卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分,共48分。多选题已在题号后标出）1. （多选）（2014 衡水模拟）下列说法中正确的是（）A. 般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关B. 对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关C. 汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构D. E二mC表明物体具有的能量与其质量成正比E. “人造太阳”的核反应方程是nlou5 23 92nt doK96S3B4 64 512. （2014 唐山模拟）关于核反应及有关的射线，下列说法正确的是（）A. 丫射线是高速

2、运动的中子流B. a射线比B射线更容易使气体电离C. 太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D. 核反应堆产生的能量来自轻核聚变3. 如图所示,光滑水平面上有一辆质量为2m的小车,车上左右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始两个人和车一起以速度vo向右匀速运动。某一时 刻,站在车右端的乙先以相对于地面向右的速度u跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度u跳离小车。两人都离开小车后，小车的速度将是A.voB.2voC. 大于Vo小于2voD.大于2vo4. （2013 福建高考）在卢瑟福a粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止 不动,下列各图画出的是其中两个a粒子经历金箔散射过

3、程的径迹，其中正确的是（）5. 下列说法正确的是（）A. 当氢原子从激发态跃迁到基态时，要吸收能量B. 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质C. 大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有6种D. 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关6. （2013 天津高考）下列说法正确的是（）A. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B. a射线、B射线、丫射线都是高速运动的带电粒子流C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关7. 用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电

4、效应。下列判断正确的是（）A. 用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时，该金属的逸出功大B. 用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时，该金属的截止频率高C. 用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时，逸出光电子所需时间 短D. 用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时，逸出的光电子最 大初动能大8.在光滑的水平面上有a、b两球,其质量分别是ma、ma。Va两球仕t时刻发生止碰,并且仕碰撞过程中无机械冃匕损失 ，b两球在碰撞前后的速度图像如图所小。卜列关系正确的Ob '!f. !1是（）aA.mJ>maB.mvmaC.ma=maD.无法判断9. （

5、2012 重庆高考）以下是物理学史上3个著名的核反应方程x 爲Li 2yy【N x ； Oy ； uBe一zCx、y和z是3种不同的粒子，其中z是（）A. a粒子B.质子C.中子 D.电子10. （多选）（2014 贵阳模拟）如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原-1.51子,下列说法中正确的是（）斗32 -3AA. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁B. 这群氢原子能够发出6种不同频率的光C. 这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eVD. 如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应 ，其中一种一定是由n=3能 级跃迁到 n=1 能级发出的E. 从n=4能级跃迁

6、到n=3能级发出的光的波长最长11. （多选）（2013 新课标全国卷H ）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ）A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰变成a粒子和另一原子核, 衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C. 铯原子核 （13355Cs）的结合能小于铅原子核208( 82Pb）的结合能D. 比结合能越大 , 原子核越不稳定E. 自由核子组成原子核时 , 其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能12. （ 多选）（2014 长沙模拟 ） 下列说法正确的是 （）A. 光子像其他粒子一样 , 不但具有能量 , 也具有动量B. 玻尔认为

7、, 原子中电子轨道是量子化的 , 能量也是量子化的C .将由放射性元素组成的化合物进行高温分解, 会改变放射性元素的半衰期D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这种现象叫作质量亏损E. 普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说第H卷（非选择题共52分）二、综合题 （ 本题共 6 小题, 共 52 分。需写出规范的解题步骤 ）13. （8 分） 某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验 , 气垫 导轨装置如图甲所示 , 所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空 腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔 ，向导轨空腔内不断通入压 缩空气，空气会从小孔中喷出，使

8、滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了 因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1) 下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空气； 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带 移动时,纸带始终在水平方向； 使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 把滑块2放在气垫导轨的中间，已知碰后两滑块一起运动； 先,然后,让滑块带动纸带一起运动； 取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图乙所示；'20.0 em-4乙 测得滑块1(包括撞针)的质量为3

9、10 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g。 试着完善实验步骤的内容。(2) 已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为 kg m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为kg m/s。（保留三位有效数字）（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是14. （8分）（1）雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的中微子（v e）而获得了 2002年度诺贝尔物理学奖。他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为 诩卷Cl _：Ar+ e,已知一 Cl核的质量为36.956 58 u_: Ar核的质量为36.956 91u, e的质量为0.000 5

10、5 u,1 u 质量对应的能量为931.5 MeV。根据以上数据，可以判断参与上述反应的中微子的最小能量为 MeV （2）如图所示,质量为m=1 kg的滑块,以V0=5 m/s的水平初速度滑上静止在光滑 水平面上的平板小车，小车质量M=4 kg,小车与右边的墙壁发生弹性碰撞后以等 大反向的速度被反弹回来，在小车与墙壁碰撞前后各有一次滑块和小车相对静 止的状态，求:与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度 V1的大小;与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度 V2的大小。15. （9分）（1）（多选）下列说法正确的是（）A. 卢瑟福通过a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

11、察到它的波动性C. B衰变中产生的B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E. 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（2）如图,一质量为1 kg的物块静止在水平地面上，“它与地面的动摩擦因数为 0.2, 质量为10 g的子弹 "怎-'以水平速度500 m/s射入物块后水平穿出，物块继续滑行1 m距离停下。求子弹射穿物块过程中系统损失的机械能。（g取10 m/s2）16. （9分）（1）（多选）下列说法正确的有（）A. 光电子的最大初动能和照射光的频率成正比B. 大量光

12、子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性C. 卢瑟福用a粒子散射实验的数据估算原子核的大小D. 玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论（2）放射性原子核23892U先后发生a衰变和B衰变后,变为原子核234厂91 Pa。已知23892质量为 m=238.029 0 u,23491Pa质量为 02=234.023 9u,a粒子的质量为m=4.002 6 u,电子的质量为 m=0.000 55 u。（原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量）则:放射性衰变方程为原子核23892 U衰变为23491Pa的过程中释放能量为MeV保留三位有效数在第问中，若原来23892U静止,衰

13、变后放出的a粒子速度为v «=3x 10m/s,不计电子和衰变过程中释放光子的动量23491Pa的速度大小约为多少（保留两位有效数字）?I 17. （9分）（2013 新课标全国卷I ）（1） 一质子束入射到静止靶核 AI上，产生如下核反应：p+f Al f X+n式中p代表质子,n代表中子,X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核X 的质子数为,中子数为。（2）在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A和B,两者相距为d。现给A一初速 度,使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短。当两木块都停止运动后，相距仍然为 d。已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为卩,B的质量为A的2倍,重力加速 度

14、大小为g。求A的初速度的大小。18. （9分）（1）（多选）（2014 合肥模拟）关于原子结构的认识历程，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. a粒子散射实验中少数a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C. 对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路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（2）用放射源钋的a射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”。1932年查德威克用铍“辐射”分别照射（轰击）氢和氮（它们 可视为处于静止状态）,测得照射后沿铍“辐射”方

15、向高速运动的氢核和氮核的 速度之比为7.0。查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成 的,从而通过实验在历史上首次发现了中子。假定铍“辐射”中的中性粒子与氢 或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性 粒子的质量。（质量用原子质量单位u表示,1 u等于一个12C原子质量的十二分 之一,取氢核和氮核的质量分别为1 u和14 u）答案解析1. A、B、D 一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关，选项A正确。对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无 关,选项B正确。汤姆孙发现电子，表明电子是原子的组成部分，选项C错误。E

16、=mc 表明物体具有的能量与其质量成正比，选项D正确。“人造太阳”的核反应方程 是聚变反应，而292 U ；n 156Ba 86Kr 30n是重核裂变反应，选项E错误。2. B 丫射线是光子,A错；a射线比B射线电离能力强，B对;太阳辐射的能量主 要来源于轻核聚变,C错;核反应堆产生的能量来自重核裂变，D错。3. B 乙跳离小车时，对甲、乙和小车由动量守恒知4mv=3mv+mu甲跳离小车时， 对甲和小车由动量守恒定律有 3mv=-mu+2mv得v=2v°,选项B正确，选项A C、D 错误。4. C a粒子与原子核相互排斥,A、D错;运动轨迹与原子核越近，力越大,运动方 向变化越明显,

17、B错,C对。5. B 氢原子从激发态跃迁到基态时，要放出能量,A错;大量原子从n=3的激发态 向低能级跃迁时，产生的光谱线数由 知有3种,C错；由能级公式hv二H-Ei 可知,D错。6. C原子核发生衰变时遵循电荷守恒和质量数守恒的规律，衰变过程中释放能量,质量发生亏损,A错；a射线是高速氦核流，B射线是高速电子流，两者都是高 速运动的带电粒子流，丫射线是高能电磁波，不带电,B错;根据玻尔的跃迁理论， 氢原子的能级是量子化的，因而能级差是一些特定的值，根据跃迁公式h v =Em-En 知,氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射一些特定频率的光子,C对;根据爱因斯坦光电效应方程 压初=h v -W知

18、,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关， 与入射光的强度无关，D错。7. D 金属的逸出功是由金属本身决定的，与入射光情况无关,A错误。由W=hv 0 知金属的截止频率由金属本身的情况决定,B错误。由光电效应的规律可知产生 光电效应时瞬间可发生，与照射光的颜色无关,C错误。由爱因斯坦光电效应方程 Ek=h v -W0及v红< v蓝可知,D正确。8. B 由图像分析得：整个碰撞过程是运动的,a球去碰撞静止的b球,而碰撞后 a球反向运动,b球向前运动，所以,b球获得的动量超过原来a球的动量，由动能 与动量的数值关系Ek二一,如果是ma>m,则b球的动能将会大于原来a球的动 能一，违背

19、了能量守恒，所以一定是mavm,所以A C D三个选项错误,B选项正 确。9. C 由；H 3Li2：He,：He 17n 1 H ；0,： He 9 Be On ；C,可知 z 为加,故 C 正确,A、B、D错误。10. B、D E氢原子吸收光子的能量必须满足等于两个能级的能量差,A错误；处于n=4的氢原子发生跃迁时，最多发出的光子数为二.=6,B正确;这群氢原子发 出的光子中，能量最大为13.6eV-0.85eV=12.75eV,C错误;跃迁时光子能量较大 的是从n=4到n=1能级和n=3到n=1能级的光子，这两种光子能使某金属发生光 电效应,D正确；由h=A E知,从n=4能级跃迁到n=

20、3能级时 E最小,发出光波 的波长最长,E正确。11. A、B、C结合能是把核子分开所需的最小能量，选项A正确;一重原子核衰 变成a粒子和另一原子核，存在质量亏损，核子比结合能增大，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正确;核子数越多，结合能越大，选项C 正确；比结合能也叫平均结合能，比结合能越大，分开核子所需的能量越大，原子 核越稳定,选项D错误;自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该 原子核的结合能，选项E错误。12. A、B、E光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，选项A正确。玻 尔认为,原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，选项B正确。将由放

21、射 性元素组成的化合物进行高温分解，不会改变放射性元素的半衰期，选项C错误。 原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损，选项D错 误。普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说 ，选项E正确。13. 【解析】(1)实验时,应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。Q T 作用前滑块1的速度V1m/s=2m/s,其质量与速度的乘积为 0.310kg x 2m/s=0.620kg - m/s，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v m/s=1.2m/s,其质量与速度的乘积之和为(0.310kg+0.205kg) x 1.2m/s=0.618kg m/s。(3)存在误差的主要原因是纸

22、带与打点计时器的限位孔有摩擦。答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦14. 【解析】(1)核反应过程中质量增加量 m=m+m-mci=36.95691u+0.00055u-36.95658u=0.00088u。故中微子的最小能量为2 mc=0.00088 x 931.5MeV=0.82MeV (2)根据动量守恒定律mv=(m+M)vV1= 1m/s根据动量守恒定律:Mv-mv1=(m+M)vV2=0.6 m/s。答案：(1)0.82(2) 1m/s 0.6m/s15. 【解析】(1)选A D E。卢瑟福通过a粒子散射实验建立了

23、原子核式结构模型,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。B衰变中产生的B射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子释放 出电子而形成的，选项C错误。爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说， 选项D正确。由光电效应规律，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，选项E正确。(2)设子弹射穿物块后的速度为vi,物块的速度为V2,对物块应用动能定理有a Mgx=M对物块与子弹组成的系统应用动量守恒定律有mv二mv+Mv则子弹射穿物块过程中系统损失的机械能Fir E=m _ _m _ _M222丄联立以上方程并代入数据解得厶E=798J答案：(1)A、D E (2)798J16. 【解析】(1)由光电效应方程E<=hv -W0可知，光电子的最大初动能和照射光的频率成线性关系，选项A错误;玻尔从基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学 的理论,计算出氢原子中电子的可能轨道半径及相应的能量，选项D错误;大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为易表现出粒子性,B正确;根据a粒子的 动能可以估算出a粒子与金原子核的最小距离,C正确。 衰变方程为 29；U 2；：P卅He+0e,亏损的质量 m二mm2-ma-me=0.001 95