模块综合（综合检测）-高中物理沪科版选修3-5

1、一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前这样做可以()A减小球对手的冲量B减小球的动量变化率C减小球的动量变化量D减小球的动能变化量【解析】由题可知球动量的变化量是一定的，当增大接球的时间，由Feq f(p,t)可知，可以减小球对手的作用力，即减小球的动量变化率，B正确【答案】B2下列关于原子和原子核的说法正确的是()A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D平均结合能

2、越小表示原子核中的核子结合得越牢固【解析】衰变是原子核中的中子衰变生成的，不是核外电子，A错误；波尔理论成功之处是提出了原子的能量量子化的观点，局限性在于保留了经典的轨道理论，B正确，放射性元素的半衰期取决于原子核，与单质还是化合物，以及温度的高低无关，C错误，平均结合能越小，表示核子结合成原子核时质量亏损越小，核越不稳定，故D错误【答案】B3如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的电动势和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 eV.现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出)那么下列图中能有电子到达金属网的是()【解析】A中没有光电子产生，B、C、D都

3、有光电子产生B中电源加正向电压，光电子加速向M运动；C中电源加反向电压，光电子最大初动能为E15.8 eV4.5 eV1.3 eV1.5 eV，故C中光电子不能到达M；D中光电子的最大初动能为E26.8 eV4.5 eV2.3 eV 1.5 eV，故D中光电子能到达M.【答案】BD4如图1所示，在甲、乙两种情况中，人用相同大小的恒定拉力拉绳子，使人和船A均向右运动，经过相同的时间t，图甲中船A没有到岸，图乙中船A没有与船B碰撞则经过时间t()图1A图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小B图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大C图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子

4、拉力的冲量相同D以上三种情况都有可能【解析】题图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量都等于人的拉力乘以所用的时间，故冲量相等，C正确【答案】C5一小型飞船在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向射出一物体P，不计空气阻力，则()A飞船一定离开原来轨道运动BP一定离开原来轨道运动C飞船运动半径一定增大DP运动半径一定减小【解析】由动量守恒定律知，射出物体P后，火箭动量变大，而其剩余质量变小，故火箭的动能增大，则火箭离开原来的轨道做离心运动，即其运动半径一定增大物体P的速度大小有可能与原火箭速度大小相等，故P可能沿原来的轨道运动，选项A、C正确【答案】AC6为了模拟宇宙大爆

5、炸的情况，科学家们使两个带正电的重离子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有()A相同的速率B相同的质量C相同的动能 D大小相同的动量【解析】当两重粒子碰前动量等大反向时，碰后粒子可能均静止，动能全部转化为内能【答案】D7在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示，则可判断出()图2A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【解析】如图所示，

6、光电管加正向电压的情况：P向右移动时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流达到最大值；P再向右移动时，光电流不能再增大光电管加反向电压的情况：P向右移动时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都不参与导电，光电流恰为零，此时光电管两端所加的电压为遏止电压；P再向右移动时，光电流始终为零eUceq f(1,2)mev2hW0，入射光频率越高，对应的遏止电压Uc越大从图象中可以看出，丙光对应的遏止电压Uc最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大，选项B正确，D错误甲光和乙光的频率相同，选项A错误由于

7、是同一光电管，所以乙光、丙光对应的截止频率是一样的，选项C错误【答案】B8下表列出了几种不同物质在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知()质量(kg)速度(m/s)波长(m)弹子球2.01021.01023.31030电子(100 eV)9.110315.01061.21010无线电波(1 MHz)3.0102要检测弹子球的波动性几乎不可能无线电波通常情况下只能表现出波动性电子照射到铝箔上可以观察到它的波动性只有可见光才有波粒二象性A BC D【解析】弹子球的德布罗意波波长很小，通常情况下很难找到如此小的障碍物或小孔，所以对；无线电波波长很长，通常情况

8、下只表现出波动性，所以对；电子波长与金属晶格大小的数量级相同，故可观察到它的波动性，所以对；对于不只是可见光有波粒二象性，对于微观粒子都具有波粒二象性所以选D.【答案】D9(2011琼海检测)下列说法正确的是()A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大【解析】太阳内部主要是核聚变反应，A错误粒子大角度散射说明原子具有核式结构，电子的发现说明原子是可以再分的，B错误发生光电效应的条件是入射光的

9、频率大于等于极限频率，C选项错误，D选项正确【答案】D10如图3为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光关于这些光下列说法正确的是()图3A最容易表现出衍射现象的光是由n4能级跃迁到n1能级产生的B频率最小的光是由n2能级跃迁到n1能级产生的C这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应【解析】最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hhc/EnEm，对应跃迁中能级差最小的应为n4到n3，故A、B错由Ceq oal(2,n)可知处于n4能级上的氢原

10、子共可辐射出Ceq oal(2,4)6种不同频率的光，故C错根据hE2E1及发生光电效应的条件hW可知D正确【答案】D二、填空题(本题2小题，共计16分)11(8分)如图4所示，两辆小车A和B位于光滑水平直轨道上如图4甲所示为第一次实验，B静止，A以0.5 m/s的速度向右运动，与B碰后A以0.1 m/s的速度弹回，B以0.3 m/s的速度向右运动如图4乙所示为第二次实验，B仍静止，A车固定上1 kg重的物体后还以0.5 m/s的速度与B碰撞碰后A静止，B以0.5 m/s的速度向右运动则A的质量为_kg，B的质量为_kg.图4【解析】根据动量守恒定律，第一次实验碰撞得mAvAmAvAmBvB；

11、第二次实验碰撞得(mAm)vAmBvA.代入数值解得mA1 kg，mB2 kg.【答案】1212(8分)如图5所示，是卢瑟福发现原子核式结构的实验装置简图请回答下列问题：(1)实验中用了_放射线(2)实验要在真空中进行的原因是_.(3)当放射线击中靶子时发生的情况是_.图5【答案】(1)(2)因为粒子电离本领强，所以要放在真空中，避免粒子与带电的空气分子相撞(3)绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子发生较大的偏转，并且有极少数粒子的偏转超过了90，有的甚至达到了180三、计算题(本题包括4个小题，共44分，解答要写出必要的文字说明、主要的解题步骤，有数值计算的要注明单位)1

12、3(10分)如图6所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B0.50 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界在距磁场左边界MN的1.0 m处有一个放射源A，内装放射物质eq oal(236, 88)Ra(镭)，eq oal(236, 88)Ra发生衰变生成新核Rn(氡)放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0 m.图6(1)试写出Ra的衰变方程；(2)求衰变后Rn(氡)的速率(质子、中子的质量为1.61027 kg，电子电量e1.61019 C)【解析】(1)由核反应中质量数和电荷数守恒可得eq oal(226, 88)Raeq o

13、al(222, 86)Rneq oal(4,2)He.(2)对粒子qvBmeq f(voal(2,),r)veq f(qBR,m)由动量守恒定律得mvMv0veq f(m,M)veq f(qBR,M)eq f(21.610191.00.5,2221.61027) m/s4.5105 m/s.【答案】(1)eq oal(226, 88)Raeq oal(222, 86)Rneq oal(4,2)He(2)4.5105 m/s14(10分随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命一货车严重超载后的总质量为49 t，以54 km/h的速率匀速行驶发现

14、红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2)(1)若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？(2)若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车，两车将发生碰撞，设相互作用0.1 s后获得相同速度，问货车对轿车的平均冲力多大？【解析】(1)货车初速度v054 km/h15 m/s超载时加速度a12.5 m/s2，则滑行距离x1eq f(voal(2,0),2a1)eq f(152,22.5) m45 m.不超载时加速度a25 m/s2，则滑行距离x2eq f(voal(2,0),2a2)eq f(152,2

15、5) m22.5 m.(2)设两车碰撞前货车的速度为v1，则由veq oal(2,1)veq oal(2,0)2a1x解得v110 m/s设两车碰后达到的共同速度为v2，由动量守恒定律知m1v1(m1m2)v2代入数据解得v29.8 m/s设货车对轿车的平均冲力为F，对轿车由动量定理知Ftm2v20解得F9.8104 N.【答案】(1)45 m22.5 m(2)9.8104 N15(12分)氢原子处于基态时，原子能量E113.6 eV，已知电子电量e1.61019 C，电子质量m0.911030 kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r10.531010 m.(1)氢原子核外电子的绕核运动

16、可等效为一环形电流，则氢原子处于n2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？(用K、e，r1，m表示，不要求代入数据)(2)若要使处于n2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？(3)若已知钠的极限频率为6.001014 Hz，今用一群处于n4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？【解析】(1)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力，有eq f(ke2,roal(2,2)eq f(42mr2,T2)(其中r24r1)根据电流的定义Ieq f(e,T)由得Ieq f(e2,16r1) eq r(f(k,mr1).(2)要使处于n2的氢原

17、子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h0eq blc(rc)(avs4alco1(f(E1,4)得8.211014 Hz.(3)由于钠的极限频率为6.001014 Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为E0heq f(6.6310346.001014,1.61019) eV2.486 eV氢原子的能级跃迁用如图所示一群处于n4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差EE0，六条光谱线E41、E31、E21、E42、E32、E43的能量分别为12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV，由此可知，E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应【答案】(1)eq f(e2,16r1) eq r(f(K,mr1)(2)8.211014 Hz(3)E41、E31、E21、E42四条谱线16(12分)在太空中的某飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度已知飞行器的质量为M，向外发射出2价氧离子，发射功率为P，加速电压为U，每个氧离子的质量为m，单位电荷的电荷量为e，不计发射离子后飞行器质量的变化，求：(1)发射出的氧离子的速度；(2)每秒发射出的氧离子数；(3)发射出离