高中物理人教版5本册总复习总复习 模块综合检测(二)

模块综合检测(二)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．关于下列四幅图说法不正确的是()A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围内解析：原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A错误．易知B正确．电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C正确.发现少数α粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D正确．答案：A2．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()A．γ射线的贯穿作用 B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用 D．β射线的中和作用解析：本题考查三种射线的特点．由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和．故正确选项为B.答案：B3．当具有eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为()A．eV B．eVC．eV D．eV解析：本题考查光电效应方程及逸出功．由Ek＝hν－W，得W＝hν－Ek＝eV－eV＝eV，则入射光的最低能量为hνmin＝W＝eV，故正确选项为B.答案：B4．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En，其中n＝2，3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()\f(4hc,3E1) \f(2hc,E1)\f(4hc,E1) \f(9hc,E1)解析：对于量子数n＝2的氢原子，其电离能为0－eq\f(E1,4)，则由－eq\f(E1,4)＝heq\f(c,λ)知C项正确．答案：C\o\al(238,92)U放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以经一次衰变变成eq\o\al(210,a)X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Tl最后都衰变变成eq\o\al(206,82)Pb，衰变路径如图所示，则可知图中()A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变解析：在eq\o\al(210,83)Bi衰变变成eq\o\al(210,a)X的过程中质量数不变，过程①是β衰变；eq\o\al(210,a)X衰变变成eq\o\al(206,82)Pb过程中质量数减少4，过程③是α衰变；eq\o\al(210,83)Bi衰变变成eq\o\al(b,81)Tl，核电荷数减少2，过程②是α衰变；eq\o\al(b,81)Tl衰变变成eq\o\al(206,82)Pb，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A正确．答案：A6．两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球AA．v′A＝5m/s，v′B＝2.5B．v′A＝2m/s，v′B＝4C．v′A＝－4m/s，v′B＝7D．v′A＝7m/s，v′B＝1.5解析：这是一道同向追击碰撞问题，在分析时应注意考虑三个方面的问题：动量是否守恒，机械能是否增大，是否符合实际物理情景．针对这三点，要逐一验证．取两球碰撞前的运动方向为正，则碰撞前，系统总动量p＝mAvA＋mBvB＝10kg·m/s，逐一验证各个选项，发现碰撞后，四个选项均满足动量守恒．碰前，系统总动能Ek＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)＝22J．碰后系统总动能应不大于碰前总动能，即E′k≤22J，把各选项代入计算，知选项C、D不满足，被排除．对于选项A，虽然满足机械能不增加的条件，但仔细分析，发现v′A>v′B，显然不符合实际情况，故本题正确答案为选项B.答案：B、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移—时间图象如图所示．由图可知，物体A、B的质量之比为()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶1解析：由题中图象知，碰撞前vA＝4m/s，vB＝0，碰撞后v′A＝vB＝1m/s，由动量守恒定律可知mAvA＋0＝mAv′A＋mBv′B，解得mB＝3mA，选项答案：C8．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中()A．能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子与电子碰撞时遵循这两个规律．光子与电子碰撞前光子的能量ε＝hν＝heq\f(c,λ)，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量ε′＝hν′＝heq\f(c,λ′)，由ε>ε′可知λ<λ′，选项C正确．答案：C9．在自然生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约为37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax，根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmaxT＝×10－3mA．×10－5m B．×10－C．×10－4m D．×10－解析：体温为37℃时，热力学温度T＝310K，根据λmaxT＝×10－3m·K，得λmax＝eq\f×10－3,310)m＝×10－6m.答案：B10．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如，在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离原子的电子叫作俄歇电子．已知铬原子的能级公式可简化表示为En＝－eq\f(A,n2)，式中n＝1，2，3，…，表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是()\f(3A,16) \f(7A,16)\f(11A,16) \f(13A,16)解析：由题意知，当n＝1时，E1＝－A，当n＝2时，E2＝－eq\f(A,4)，当n＝4时，E4＝－eq\f(A,16)，铬原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，放出的能量为ΔE＝E2－E1＝eq\f(3,4)A，故俄歇电子动能为E＝E4＋ΔE＝eq\f(11,16)A，C正确，A、B、D错误．答案：C二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11．下列说法正确的是()A．普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B．玻尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C．汤姆孙在研究γ射线时发现了电子D．我国科学家钱三强和何泽慧夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分解析：玻尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故选项B正确；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故选项C错误，选项A、D说法正确．答案：ABD12.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是()A．小球的机械能减少了mg(H＋h)B．小球克服阻力做的功为mghC．小球所受阻力的冲量大于meq\r(2gH)D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量解析：由动能定理mg(H＋h)－Wf＝0，则Wf＝－mg(H＋h)，所以小球的机械能减少了mg(H＋h)，所以A选项正确，B选项错误；小球自由落下至地面过程，机械能守恒，mgH＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gH)，落到地面后又陷入泥潭中，由动量定理IG－If＝0－mv，所以If＝IG＋mv＝IG＋meq\r(2gH)，小球所受阻力的冲量大于meq\r(2gH)，所以C选项正确；由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量，所以D选项错误．答案：AC13.如图，两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动，它们的质量分别为m1和m2，且m1<m2.经一段时间两物体相碰撞并粘在一起．碰撞后()A．两物体将向左运动B．两物体将向右运动C．两物体组成系统损失能量最小D．两物体组成系统损失能量最大解析：根据p2＝2mEk，结合m1<m2，知p1<p2，故系统总动量向左，根据动量守恒知碰后两物体将向左运动，所以A正确，B错误；由题意知两物体属于完全非弹性碰撞，损失动能最大，所以C错误，D正确．答案：AD14．以下说法正确的是A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB．铀核裂变的核反应是：eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3.两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是：(m1＋m2－m3)c2D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子解析：卢瑟福通过α粒子轰击氮核得到质子，根据电荷数守恒、质量数守恒，知A正确；铀核裂变的核反应是用一个中子轰击铀核得到三个中子，但是方程式中中子不能约去，故B错误；2个质子和2个中子结合成1个α粒子，根据质能方程知：ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，故C错误；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ1的光子，知ac能级差ΔE1＝eq\f(hc,λ1)，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，知bc能级差为ΔE2＝eq\f(hc,λ2)，所以ΔE2>ΔE1，所以c能级高于a能级，从a能级跃迁到c能级需吸收光子，即heq\f(c,λ2)－heq\f(c,λ1)＝heq\f(c,λ)，解得：λ＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，故D正确．答案：AD二、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(6分)质量为m＝0.10kg的小钢球以v0＝2.0m/s的水平速度抛出，下落h＝0.6m时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角θ＝________．刚要撞击钢板时小球的动量大小为________(取g＝10解析：小球撞击后速度恰好反向，说明撞击前速度与钢板垂直．利用平抛运动规律可求得此时竖直方向的速度为2eq\r(3)m/s，小球与钢板撞击前的速度大小v＝2v0＝4m/s，钢板与水平面的夹角θ＝30°，其动量的大小为p＝mv答案：30°0.4kg16．(10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a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：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③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与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：④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先_____________________，然后________________________，让滑块带动纸带一起运动：⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图b所示；⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)．(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_____________．解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块．(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量，p0＝m1v0，v0＝eq\f,m/s＝2m/s，p0＝×2kg·m/s＝0.620作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v，v＝eq\f,m/s＝1.2m/s，p＝(m1＋m2)v＝＋×1.2kg·m/s0．618kg·m/s.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦．答案：(1)⑥接通打点计时器的电源放开滑块1(2)(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦17.(11分)如图所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0的电场加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度；(2)电子穿出电场时的动能．解析：电子经U0电压加速后获得一定速度，进入AB范围电场后受电场力作用，其运动类似于平抛运动．(1)电子进入AB电场的水平速度，由eU0＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2ev0,m))，AB范围匀强电场的场强为：E＝eq\f(U,d).电子进入AB后的运动，水平方向：x＝v·t，①竖直方向：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)eq\f(eE,m)t2＝eq\f(1,2)eq\f(eU,dm)t2，②将①②联立，将v代入得：x＝deq\r(\f(2U0,U)).(2)根据动能定理Ek＝eq\f(1,2)mv2＋eE·eq\f(d,2)＝eU0＋eq\f(1,2)eU.答案：(1)deq\r(\f(2U0,U))(2)eU0＋eq\f(1,2)eU18．(12分)用中子轰击锂核(eq\o\al(6,3)Li)发生核反应，产生氚和α粒子并放出MeV的能量．(1)写出核反应方程式．(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？解析：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He＋MeV.(2)Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f×106××10－19,（3×108）2)kg≈×10－30kg.(3)设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2.氦核、氚核的动能之比Ek1∶Ek2＝eq\f(（m1v2）2,2m1)∶eq\f(（m2v2）2,2m2)＝m2∶m1＝3∶4.答案：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He＋MeV(2)×10－30kg(3)3∶419．(15分)如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H＝5m的光滑水平桌面上．现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h＝1.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在