模塊綜合檢測(三)

1、圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。模塊綜合檢測(三)選修3-5(90分鐘100分)第卷(選擇題共48分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。多選題已在題號后標(biāo)出)1.(多選)(2014·衡水模擬)下列說法中正確的是()A.一般物體輻射電磁波的情況與物體的溫度、物體的材料有關(guān)B.對于同一種金屬來說,其極限頻率恒定,與入射光的頻率及光的強度均無關(guān)C.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)D.E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比E.“人造太陽”的核反應(yīng)方程是U+

2、01nBa+3689Kr+301n2.(2014·唐山模擬)關(guān)于核反應(yīng)及有關(guān)的射線,下列說法正確的是()A.射線是高速運動的中子流B.射線比射線更容易使氣體電離C.太陽輻射的能量主要來源于重核裂變D.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變3.如圖所示,光滑水平面上有一輛質(zhì)量為2m的小車,車上左右兩端分別站著甲、乙兩人,他們的質(zhì)量都是m,開始兩個人和車一起以速度v0向右勻速運動。某一時刻,站在車右端的乙先以相對于地面向右的速度u跳離小車,然后站在車左端的甲以相對于地面向左的速度u跳離小車。兩人都離開小車后,小車的速度將是()A.v0B.2v0C.大于v0小于2v0D.大于2v04.(2013&

3、#183;福建高考)在盧瑟福粒子散射實驗中,金箔中的原子核可以看作靜止不動,下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡,其中正確的是()5.下列說法正確的是()A.當(dāng)氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,要吸收能量B.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì)C.大量原子從n=3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時,產(chǎn)生的光譜線有6種D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關(guān)6.(2013·天津高考)下列說法正確的是()A.原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律B.射線、射線、射線都是高速運動的帶電粒子流C.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子D.發(fā)生光電效應(yīng)

4、時光電子的動能只與入射光的強度有關(guān)7.用強度相同的紅光和藍(lán)光分別照射同一種金屬,均能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。下列判斷正確的是()A.用紅光照射時,該金屬的逸出功小,用藍(lán)光照射時,該金屬的逸出功大B.用紅光照射時,該金屬的截止頻率低,用藍(lán)光照射時,該金屬的截止頻率高C.用紅光照射時,逸出光電子所需時間長,用藍(lán)光照射時,逸出光電子所需時間短D.用紅光照射時,逸出的光電子最大初動能小,用藍(lán)光照射時,逸出的光電子最大初動能大8.在光滑的水平面上有a、b兩球,其質(zhì)量分別是ma、mb。兩球在t時刻發(fā)生正碰,并且在碰撞過程中無機(jī)械能損失,兩球在碰撞前后的速度圖像如圖所示。下列關(guān)系正確的是()A.ma>m

5、bB.ma<mbC.ma=mbD.無法判斷9.(2012·重慶高考)以下是物理學(xué)史上3個著名的核反應(yīng)方程x+37Li2yy+714Nx+817Oy+49Bez+612Cx、y和z是3種不同的粒子,其中z是()A.粒子B.質(zhì)子C.中子D.電子10.(多選)(2014·貴陽模擬)如圖是氫原子的能級圖,對于一群處于n=4的氫原子,下列說法中正確的是()A.這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷B.這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光C.這群氫原子發(fā)出的光子中,能量最大為10.2 eVD.如果發(fā)出的光子中有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),其中一種一定是由n=3能級躍遷到n

6、=1能級發(fā)出的E.從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出的光的波長最長11.(多選)(2013·新課標(biāo)全國卷)關(guān)于原子核的結(jié)合能,下列說法正確的是()A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰變成粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C.銫原子核(Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(Pb)的結(jié)合能D.比結(jié)合能越大,原子核越不穩(wěn)定E.自由核子組成原子核時,其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能12.(多選)(2014·長沙模擬)下列說法正確的是()A.光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量B.玻爾認(rèn)為,原子中電子軌道是量子化

7、的,能量也是量子化的C.將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解,會改變放射性元素的半衰期D.原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和,這種現(xiàn)象叫作質(zhì)量虧損E.普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說第卷(非選擇題共52分)二、綜合題(本題共6小題,共52分。需寫出規(guī)范的解題步驟)13.(8分)某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做驗證動量守恒定律的實驗,氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。(

8、1)下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平;向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣;把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間,已知碰后兩滑塊一起運動;先 ,然后,讓滑塊帶動紙帶一起運動;取下紙帶,重復(fù)步驟,選出較理想的紙帶如圖乙所示;測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g。試著完善實驗步驟的內(nèi)容。(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點,計算可知

9、兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為kg·m/s;兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為kg·m/s。(保留三位有效數(shù)字)(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是   。14.(8分)(1)雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的中微子(e)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎。他在探測中微子過程中所涉及的一個核反應(yīng)方程式為e +1737Cl1837Ar+ -10e,已知 1737Cl核的質(zhì)量為36.956 58 u,1837Ar核的質(zhì)量為36.956 91 u, -10e的質(zhì)量為0.000 55 u,1 u質(zhì)量對應(yīng)的能量

10、為931.5 MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以判斷參與上述反應(yīng)的中微子的最小能量為MeV。(2)如圖所示,質(zhì)量為m=1 kg的滑塊,以v0=5 m/s的水平初速度滑上靜止在光滑水平面上的平板小車,小車質(zhì)量M=4 kg,小車與右邊的墻壁發(fā)生彈性碰撞后以等大反向的速度被反彈回來,在小車與墻壁碰撞前后各有一次滑塊和小車相對靜止的狀態(tài),求：與墻壁碰撞前滑塊與小車的共同速度v1的大小;與墻壁碰撞后滑塊與小車的共同速度v2的大小。15.(9分)(1)(多選)下列說法正確的是()A.盧瑟福通過粒子散射實驗建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B.宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小,極易觀察到它的波動性C.衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子的核

11、外電子掙脫原子核的束縛而形成的D.愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中,提出了光子說E.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于這個波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)(2)如圖,一質(zhì)量為1 kg的物塊靜止在水平地面上,它與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,一質(zhì)量為10 g的子彈以水平速度500 m/s射入物塊后水平穿出,物塊繼續(xù)滑行1 m距離停下。求子彈射穿物塊過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。(g取10 m/s2)16.(9分)(1)(多選)下列說法正確的有()A.光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比B.大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性,個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性C.盧瑟福用粒子散射實驗的數(shù)據(jù)估算原子核的

12、大小D.玻爾的原子模型徹底否定了經(jīng)典的電磁理論(2)放射性原子核U先后發(fā)生衰變和衰變后,變?yōu)樵雍薖a。已知U質(zhì)量為m1=238.029 0 u,Pa質(zhì)量為m2=234.023 9 u,粒子的質(zhì)量為m=4.002 6 u,電子的質(zhì)量為me=0.000 55 u。(原子質(zhì)量單位1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量)則：放射性衰變方程為。原子核U衰變?yōu)镻a的過程中釋放能量為MeV(保留三位有效數(shù)字)。(3)在第(2)問中,若原來U靜止,衰變后放出的粒子速度為v=3×107m/s,不計電子和衰變過程中釋放光子的動量,則Pa的速度大小約為多少(保留兩位有效數(shù)字)?17.(9分)(2013&#

13、183;新課標(biāo)全國卷)(1)一質(zhì)子束入射到靜止靶核 1327Al上,產(chǎn)生如下核反應(yīng)：p+1327AlX+n式中p代表質(zhì)子,n代表中子,X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核。由反應(yīng)式可知,新核X的質(zhì)子數(shù)為,中子數(shù)為。(2)在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊A和B,兩者相距為d。現(xiàn)給A一初速度,使A與B發(fā)生彈性正碰,碰撞時間極短。當(dāng)兩木塊都停止運動后,相距仍然為d。已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為,B的質(zhì)量為A的2倍,重力加速度大小為g。求A的初速度的大小。18.(9分)(1)(多選)(2014·合肥模擬)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷程,下列說法正確的有()A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電

14、荷集中在很小的核內(nèi)B.粒子散射實驗中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C.對原子光譜的研究開辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路D.玻爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象,說明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯誤的(2)用放射源釙的射線轟擊鈹時,能發(fā)射出一種穿透力極強的中性射線,這就是所謂鈹“輻射”。1932年,查德威克用鈹“輻射”分別照射(轟擊)氫和氮(它們可視為處于靜止?fàn)顟B(tài)),測得照射后沿鈹“輻射”方向高速運動的氫核和氮核的速度之比為7.0。查德威克假設(shè)鈹“輻射”是由一種質(zhì)量不為零的中性粒子構(gòu)成的,從而通過實驗在歷史上首次發(fā)現(xiàn)了中子。假定鈹“輻射”中的中性粒子與氫或氮發(fā)生彈性正碰

15、,試在不考慮相對論效應(yīng)的條件下計算構(gòu)成鈹“輻射”的中性粒子的質(zhì)量。(質(zhì)量用原子質(zhì)量單位u表示,1 u等于一個12C原子質(zhì)量的十二分之一,取氫核和氮核的質(zhì)量分別為1 u和14 u)答案解析1.A、B、D一般物體輻射電磁波的情況與物體的溫度、物體的材料有關(guān),選項A正確。對于同一種金屬來說,其極限頻率恒定,與入射光的頻率及光的強度均無關(guān),選項B正確。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明電子是原子的組成部分,選項C錯誤。E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比,選項D正確?！叭嗽焯枴钡暮朔磻?yīng)方程是聚變反應(yīng),而 是重核裂變反應(yīng),選項E錯誤。2.B射線是光子,A錯;射線比射線電離能力強,B對;太陽輻射的能量主要來源于

16、輕核聚變,C錯;核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自重核裂變,D錯。3.B乙跳離小車時,對甲、乙和小車由動量守恒知4mv0=3mv1+mu。甲跳離小車時,對甲和小車由動量守恒定律有3mv1=-mu+2mv,得v=2v0,選項B正確,選項A、C、D錯誤。4.C粒子與原子核相互排斥,A、D錯;運動軌跡與原子核越近,力越大,運動方向變化越明顯,B錯,C對。5.B氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,要放出能量,A錯;大量原子從n=3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時,產(chǎn)生的光譜線數(shù)由n(n-1)2知有3種,C錯;由能級公式h=E2-E1可知,D錯。6.C原子核發(fā)生衰變時遵循電荷守恒和質(zhì)量數(shù)守恒的規(guī)律,衰變過程中釋放能量,質(zhì)量發(fā)生虧損,

17、A錯;射線是高速氦核流,射線是高速電子流,兩者都是高速運動的帶電粒子流,射線是高能電磁波,不帶電,B錯;根據(jù)玻爾的躍遷理論,氫原子的能級是量子化的,因而能級差是一些特定的值,根據(jù)躍遷公式h=Em-En知,氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時只能輻射一些特定頻率的光子,C對;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek初=h-W知,光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān),D錯。7.D金屬的逸出功是由金屬本身決定的,與入射光情況無關(guān),A錯誤。由W0=h0知金屬的截止頻率由金屬本身的情況決定,B錯誤。由光電效應(yīng)的規(guī)律可知產(chǎn)生光電效應(yīng)時瞬間可發(fā)生,與照射光的顏色無關(guān),C錯誤。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h-

18、W0及紅<藍(lán)可知,D正確。8.B由圖像分析得：整個碰撞過程是運動的,a球去碰撞靜止的b球,而碰撞后a球反向運動,b球向前運動,所以,b球獲得的動量超過原來a球的動量,由動能與動量的數(shù)值關(guān)系Ek=p22m,如果是ma>mb,則b球的動能p22mb將會大于原來a球的動能p22ma,違背了能量守恒,所以一定是ma<mb,所以A、C、D三個選項錯誤,B選項正確。9.C由 可知z為n,故C正確,A、B、D錯誤。10.B、D、E氫原子吸收光子的能量必須滿足等于兩個能級的能量差,A錯誤;處于n=4的氫原子發(fā)生躍遷時,最多發(fā)出的光子數(shù)為C42=6,B正確;這群氫原子發(fā)出的光子中,能量最大為1

19、3.6eV-0.85eV=12.75eV,C錯誤;躍遷時光子能量較大的是從n=4到n=1能級和n=3到n=1能級的光子,這兩種光子能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),D正確;由hc=E知,從n=4能級躍遷到n=3能級時E最小,發(fā)出光波的波長最長,E正確。11.A、B、C結(jié)合能是把核子分開所需的最小能量,選項A正確;一重原子核衰變成粒子和另一原子核,存在質(zhì)量虧損,核子比結(jié)合能增大,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能,選項B正確;核子數(shù)越多,結(jié)合能越大,選項C正確;比結(jié)合能也叫平均結(jié)合能,比結(jié)合能越大,分開核子所需的能量越大,原子核越穩(wěn)定,選項D錯誤;自由核子組成原子核時,其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量等于

20、該原子核的結(jié)合能,選項E錯誤。12.A、B、E光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量,選項A正確。玻爾認(rèn)為,原子中電子軌道是量子化的,能量也是量子化的,選項B正確。將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解,不會改變放射性元素的半衰期,選項C錯誤。原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個現(xiàn)象叫作質(zhì)量虧損,選項D錯誤。普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說,選項E正確。13.【解析】(1)實驗時,應(yīng)先接通打點計時器的電源,再放開滑塊1。(2)作用前滑塊1的速度v1=0.20.1m/s=2m/s,其質(zhì)量與速度的乘積為0.310kg×2m/s=0.620kg·m/s,作

21、用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v=0.1680.14m/s=1.2m/s,其質(zhì)量與速度的乘積之和為(0.310kg+0.205kg)×1.2m/s=0.618kg·m/s。(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦。答案：(1)接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦14.【解析】(1)核反應(yīng)過程中質(zhì)量增加量m=mAr+me-mCl=36.95691u+0.00055u-36.95658u=0.00088u。故中微子的最小能量為mc2=0.00088×931.5MeV=0.82MeV。(2)根據(jù)動

22、量守恒定律mv0=(m+M)v1v1=mv0M+m=1m/s根據(jù)動量守恒定律：Mv1-mv1=(m+M)v2v2=Mv1-mv1m+M=0.6 m/s。答案：(1)0.82(2)1m/s0.6m/s15.【解析】(1)選A、D、E。盧瑟福通過粒子散射實驗建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型,選項A正確。宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小,不易觀察到它的波動性,選項B錯誤。衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子釋放出電子而形成的,選項C錯誤。愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中,提出了光子說,選項D正確。由光電效應(yīng)規(guī)律,對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于這個波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng),選

23、項E正確。(2)設(shè)子彈射穿物塊后的速度為v1,物塊的速度為v2,對物塊應(yīng)用動能定理有Mgx=12Mv22對物塊與子彈組成的系統(tǒng)應(yīng)用動量守恒定律有mv0=mv1+Mv2則子彈射穿物塊過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能E=12mv02-12mv12-12Mv22聯(lián)立以上方程并代入數(shù)據(jù)解得E=798J答案：(1)A、D、E(2)798J16.【解析】(1)由光電效應(yīng)方程Ek=h-W0可知,光電子的最大初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系,選項A錯誤;玻爾從基本假設(shè)出發(fā),運用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論,計算出氫原子中電子的可能軌道半徑及相應(yīng)的能量,選項D錯誤;大量光子的行為表現(xiàn)出波動性,個別光子的行為易表現(xiàn)出粒子性,B正確;根據(jù)粒子的動能可以估算出粒子與金原子核的最小距離,C正確。(2)衰變方程為UPa+24He+e,虧損的質(zhì)量m=m1-m2-m-me=0.001 95 u;釋放的能量E=0.001 95×931.5 MeV=1.82 MeV。(3)由動量守恒可得,m2·vPa=m·v,解得vP