2013版高中物理全程复习方略（江苏）：模块综合检测(三)

第页温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。模块综合检测(三)选修3-5(90分钟100分)1.(4分)如图所示的装置中，木块与水平桌面间的接触是光滑的，子弹沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短.现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()A.动量守恒、机械能守恒B.动量不守恒、机械能不守恒C.动量守恒、机械能不守恒D.动量不守恒、机械能守恒2.(4分)已知氢原子的能级图如图所示，现用光子能量介于10～12.9eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是()A.在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B.在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C.照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D.照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种3.(4分)如图所示，光滑水平面上有一静止的小车，车上固定一汽缸，汽缸用可控阀门隔成两部分，阀门左端封闭着高压气体，气体质量为m，阀门右端是真空，现将阀门打开，若汽缸与外界绝热，则阀门打开后()A.小车一直朝左端匀速移动B.小车最终静止，但位置左移了C.缸内气体内能不变D.缸内气体内能减少4.(4分)有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨).一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量.他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L.已知他自身的质量为m，渔船的质量为()A.eq\f(m(L＋d),d)B.eq\f(m(L－d),d)C.eq\f(mL,d)D.eq\f(m(L＋d),L)5.(2019·天津高考)(4分)下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A.光电效应实验B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现6.(4分)下列说法中正确的是()A.黑体辐射强度的极大值随温度的升高向波长较大的方向移动B.物质波和光波都是概率波C.原子核越大，它的结合能越高，原子核中核子结合得越牢固D.β衰变的实质是放射性原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子7.(4分)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果认识正确的是()A.曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性B.单个光子通过双缝后的落点完全可以预测C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性8.(2019·丹东模拟)(4分)“朝核危机”引起全球关注，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，这种钚239可由铀239(eq\o\al(239,92)U)经过n次β衰变而产生，则n为()A.2B.239C.145D.929.(4分)某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为()A.11.4天B.7.6天C.5.7天D.3.8天10.(2019·上海高考)(4分)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是()11.(4分)现已建成的核电站的能量来自于()A.天然放射性元素衰变放出的能量B.人工放射性同位素放出的能量C.重核裂变放出的能量D.化学反应放出的能量12.(2019·上海高考)(4分)在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物.则()A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变13.(8分)(1)(2019·上海高考)光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连.开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量(填“守恒”或“不守恒”)；机械能(填“守恒”或“不守恒”).(2)(2019·福建高考)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是.(填选项前的字母)A.逸出功与ν有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当ν<ν0时，会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关(3)下列关于放射性现象的说法中，正确的是()A.原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B.原子核发生α衰变时，生成核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C.原子核发生β衰变时，生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1D.单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的14.(2019·南昌模拟)(8分)(1)随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是.(填选项前的编号)①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构②天然放射现象表明原子核内部有电子③轻核聚变反应方程有：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n④氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长(2)如图所示，一辆质量MA＝3kg的小车静止在光滑的水平面上，小车上有一质量MB＝1kg的光滑小球，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为Ep＝6J，小球B与小车右壁的距离L＝1.2m，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：①小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度；②整个过程中，小车移动的距离.15.(2019·沈阳模拟)(8分)(1)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，原子中电子轨道是量子化的，但原子的能量是连续的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，这种现象叫做质量亏损(2)如图所示，已知水平面上的P点右侧光滑，左侧与滑块间的动摩擦因数为μ.质量分别为m1和m2的两个滑块在水平面上P点的右侧分别以速度v1、v2向右运动，由于v1>v2而发生碰撞(碰撞前后两滑块的速度均在一条直线上).二者碰后m1继续向右运动，m2被右侧的墙以原速率弹回，再次与m1相碰，碰后m2恰好停止，而m1最终停在Q点.测得PQ间的距离为L.求第一次碰后滑块m1的速率.16.(2019·山东高考)(8分)(1)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天.①碘131核的衰变方程：13153I→(衰变后的元素用X表示).②经过天75%的碘131核发生了衰变.(2)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)17.(2019·琼海模拟)(8分)人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.①________________________________________________________________；②________________________________________________________________.(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与eq\o\al(2,1)H核碰撞减速，在石墨中与eq\o\al(12,6)C核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？18.(2019·海南高考)(12分)(1)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是和(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是____和.A.X1→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(1,0)nB.X2→eq\o\al(131,54)Xe＋eq\o\al(0,－1)eC.X3→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)eD.X4→eq\o\al(131,54)Xe＋eq\o\al(1,1)p(2)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示.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点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求：(i)木块在ab段受到的摩擦力f；(ii)木块最后距a点的距离s.答案解析1.【解析】选B.以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，弹簧的固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒.而在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒.2.【解析】选B、C.根据跃迁规律，hν＝E2－E1和能级图可确定，A错误，B正确.氢原子最高能跃迁到n＝4的能级，则观测到的光波长种类N＝C42＝6种，C正确，D错误.3.【解析】选B、C.由于右侧是真空，当将挡板抽出后，虽然气体的体积增大了，但气体并没有对外做功，故其内能不变，C正确、D错误；由动量守恒定律可得，小车在气体体积增大的过程中，向左移动，最终会停止，A错误，B正确.4.【解析】选B.如图所示，设该同学在t时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即meq\f(s人,t)＝Meq\f(d,t)，又s人＝L－d，得M＝eq\f(m(L－d),d).5.【解析】选C.光电效应现象证明了光的粒子性，与原子结构无关，选项A错误；伦琴射线的发现以及氢原子光谱的发现都与原子的能级结构有关，都是原子能级跃迁的结论，选项B、D错误；卢瑟福的α粒子散射实验证实了原子的核式结构模型，选项C正确.6.【解析】选B、D.随着温度的升高，黑体辐射向频率大波长短的方向移动，A项错误；物质波和光波都具有波粒二象性，所以物质波和光波都是概率波，B项正确；比结合能越大的原子核(即原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能)，原子核中核子结合得越牢固，C项错误；发生β衰变时中子转化为质子和电子，产生的电子从核内发射出来，D项正确.7.【解析】选C.由于光波是一种概率波，故B错误、C正确.A中的现象说明了光的粒子性，个别光子的行为通常表现出粒子性，故A、D错误.8.【解析】选A.eq\o\al(239,94)Pu核比eq\o\al(239,92)U核多两个正电荷，由于每经过1次β衰变核电荷数增加1，所以要经过2次β衰变，选项A正确，B、C、D错误.9.【解析】选D.半衰期是指有半数原子核发生衰变的时间，根据＝eq\f(1,8)，eq\f(t,τ)＝3，因为t＝11.4天，所以τ＝eq\f(11.4,3)＝3.8(天).10.【解析】选D.原子的中心是体积很小的原子核，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，当α粒子接近原子核的时候，就会发生大角度散射，甚至被弹回.所以D选项正确.11.【解析】选C.重核的裂变与轻核的聚变都能发生质量亏损，释放出核能，但是，就建成的核电站来说，都是利用重核的裂变，目前轻核的聚变只能用于制造核武器，人类还不能和平利用轻核的聚变释放出的能量.12.【解析】选D.改变放射性元素所处的物理状态或化学状态都不会改变元素的原子核，所以，放射性元素衰变的快慢与题目中叙述的几种因素无关.D选项正确.13.【解析】(1)b球以一定速度运动直至绳被拉紧，两球间绳子的拉力就是相互作用的内力，满足动量守恒的条件，所以两小球a、b组成的系统动量守恒，两球一起运动，具有共同速度，符合完全非弹性碰撞的特征，动能损失很大，机械能不守恒.(2)选D.金属的逸出功与入射光频率无关，A错；光电子的最大初动能与入射光强度无关，B错；当入射光的频率小于极限频率时，不能发生光电效应现象，C错；据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关，D对.(3)选D.原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，A错误；质量数守恒不是质量守恒，由于要辐射能量，生成核与α粒子的总质量小于原来的原子核的质量，B错误；原子核发生β衰变时，生成核的质量数与原来的原子核的质量数相同，C错误；放射性元素的半衰期由原子核的内部因素决定，跟元素的化学状态无关，所以单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的，D正确.答案：(1)守恒不守恒(2)D(3)D14.【解析】(1)卢瑟福α粒子散射实验说明的是原子内部的结构而不是原子核内部的结构；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量大于从n＝2能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量，故前者波长小于后者，只有③正确.(2分)(2)小车与小球组成的系统动量守恒，则MAvA＝MBvB(1分)小车、小球及弹簧组成的系统机械能守恒：eq\f(1,2)MAveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)MBveq\o\al(2,B)＝Ep(1分)解得vA＝1m/svB＝3m/s(1分)由题意可知，xA＋xB＝L(1分)又xA＝vAtxB＝vBt(1分)解得xA＝eq\f(vAL,vA＋vB)＝0.3m(1分)答案：(1)③(2)①3m/s1m/s②0.3m15.【解析】(1)选A.光子具有能量也具有动量，A正确.由玻尔理论可知，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，B错误.元素的半衰期不会因物理变化或化学变化而改变，C错误.原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这种现象叫做质量亏损，D错误.(2分)(2)设第一次碰后m1滑块的速度大小为v1′，滑块m2的速度大小为v2′，设向右为正方向，根据动量守恒定律有m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(2分)第二次碰撞m1v1′－m2v2′＝－m1v3(1分)m1过P点向左运动过程中，由动能定理得－μm1gL＝0－eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,3)(2分)解得：v1′＝eq\f(m1v1＋m2v2－m1\r(2μgL),2m1)(1分)答案：(1)A(2)eq\f(m1v1＋m2v2－m1\r(2μgL),2m1)16.【解析】(1)①eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)X＋eq\o\al(0,－1)e(2分)②由放射性元素经历一个半衰期衰变总数的一半可知，共经历了两个半衰期即16天.(2分)(2)设抛出货物的最小速度为vx，则对乙船有12mv0＝11mv－mvx，(1分)对甲船20mv0－mvx＝11mv，(1分)其中v为后来两船同向运动的速度.由以上两式可得vx＝4v0(2分)答案：(1)①eq\o\al(131,54)X＋eq\o\al(0,－1)e②16(2)4v017.【解析】(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)玻尔把量子理论引入原子模型，并成功地解释了氢光谱(或其他成就)查德威克发现了中子(或其他成就).(任选其二)(每空1分)(2)设中子质量为Mn，靶核质量为M由动量守恒定律：Mnv0＝Mnv1＋Mv2(1分)由能量守恒定律：eq\f(1,2)Mnveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)Mnveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)(1分)解得：v1＝eq\f(Mn－M,Mn＋M)v0(1分)在重水中靶核质量：MH＝2Mnv1H＝eq\f(Mn－MH,Mn＋MH)v0＝－eq\f(1,3)v0(1分)在石墨中靶核质量：MC＝12Mnv1C＝eq\f(Mn－MC,Mn＋MC)v0＝－eq\f(11,13)v0