最新高中物理：選修3-5人教版全套教學(xué)同步練習(xí)及解析模塊綜合測(cè)試題及答案

1、模塊綜合測(cè)試題本試卷分為第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分，滿分100,考試時(shí)間60分鐘。第I卷（選擇題共40分）一、選擇題 （本題共 10 小題，每小題 4 分，共 40 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確， 全部選對(duì)的得 4 分， 選對(duì)但不全的得 2 分，有選錯(cuò)或不選的得0 分。 ）1 .關(guān)于a粒子的散射實(shí)驗(yàn)，下述不正確的是（）A. a粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中有正電荷B. a粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C.只有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上D.相同條件下，換用原子

2、序數(shù)越小的物質(zhì)做實(shí)驗(yàn)，沿同一偏轉(zhuǎn)角散射的a粒子就越少解析： 原子顯電中性，而電子帶負(fù)電，所以原子中一定存在帶正電的物質(zhì)， 但是湯姆孫的原子模型就不能解釋a粒子的散射現(xiàn)象，所以a粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原子中正電荷的作用，而是正電荷集中在原子核中的原因，所以 A 選項(xiàng)錯(cuò)誤，而 B 選項(xiàng)正確；只有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度散射的結(jié)果證明原子存在一個(gè)集中所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量的很小的原子核，即C選項(xiàng)正確；使 a粒子發(fā)生大角度散射的原因是受到原子核的庫侖斥力， 所以為使散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯， 應(yīng)采用原子序數(shù)大的金箔， 若改用原子序數(shù)小的物質(zhì)做實(shí)驗(yàn)，a粒子受到原子核的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的a

3、粒子少，所以D選項(xiàng)正確，所以題中選不正確的答案為 A 選項(xiàng)。答案： A2.放射性同位素鉆60能放出較強(qiáng)的丫射線，其強(qiáng)度容易控制，這使得丫射線得到廣泛應(yīng)用。下列選項(xiàng)中，屬于丫射線的應(yīng)用的是（）A.醫(yī)學(xué)上制成 丫刀，無需開顱即可治療腦腫瘤B.機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常產(chǎn)生很多靜電，用丫射線照射機(jī)器可將電荷導(dǎo)入大地C.鋁加工廠將接收到的丫射線信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，可對(duì)薄鋁板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制D.用丫射線照射草莓、荔枝等水果，可延長保存期解析：丫射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導(dǎo)體，B錯(cuò)誤；丫射線的穿透能力C錯(cuò)誤。很強(qiáng)，薄鋁板的厚度變化時(shí)，接收到的信號(hào)強(qiáng)度變化很小，不能控制鋁板厚度,答案：A、D3. 一質(zhì)量為m的運(yùn)

4、動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)At時(shí)間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v。在此過程中（）1A .地面對(duì)他的沖量為 mv+ mg At,地面對(duì)他做的功為 mv2B.地面對(duì)他的沖量為 mv+mgAt,地面對(duì)他做的功為零 1 CC.地面對(duì)他的沖量為 mv,地面對(duì)他做的功為2mv2D.地面對(duì)他的沖量為 mv- mg At,地面對(duì)他做的功為零解析：運(yùn)動(dòng)員受到兩個(gè)作用力：地面對(duì)他向上的作用力F和重力mg,根據(jù)動(dòng)量定理有（Fmg） &= mv,所以地面對(duì)他的沖量為 FAt=mv+mgAt,地面對(duì)他的作用力，因腳的位移為零，故做功為零，正確答案為B。答案：B4.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬（）A.無

5、論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B.無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D.超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大解析：根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知 A正確，B、C錯(cuò)誤。根據(jù)光電效應(yīng)方程 mvm=hL W,頻率y越高，初動(dòng)能就越大，D正確。答案：A、D5.用波長為2.0X10- m的紫外線照射鴇的表面，釋放出來的光電子中最大的動(dòng)能是 4.7X1019 J。由此可知，鴇的極限頻率是 （普朗克常量h = 6.63X 10 34 Js；光速c= 3.0X108 m/s,結(jié)果取兩位有

6、效數(shù)字）（）A. 5.5X 1014 HzB. 7.9X 1014 HzC. 9.8 X 1014 HzD. 1.2X 1015 Hz解析：由愛因斯坦的光電方程 h：= Ekm+W,而金屬的逸出功 W= hw,由以上兩式得， 鴇的極限頻率為：Ehm=7.9X 1014 Hz, B項(xiàng)正確。答案：B6 . 一炮艇在湖面上勻速行駛，突然從船頭和船尾同時(shí)向前和向后各發(fā)射一發(fā)炮彈，設(shè)兩炮彈的質(zhì)量相同，相對(duì)于地的速率相同，牽引力、阻力均不變，則船的動(dòng)量和速度的變化情況是（）A.動(dòng)量不變，速度增大B.動(dòng)量變小，速度不變C.動(dòng)量增大，速度增大D.動(dòng)量增大，速度減小解析：整個(gè)過程動(dòng)量守恒，由于兩發(fā)炮彈的總動(dòng)量為

7、零，因而船的動(dòng)量不變。又因?yàn)榇l(fā)射炮彈后質(zhì)量減小，因此船的速度增大。答案：A7 .為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小明在雨天將一圓柱形水杯置 于露臺(tái)，測(cè)得1小時(shí)內(nèi)杯中水位上升了 45 mm。查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12 m/s,據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為（設(shè)雨滴撞擊睡蓮葉后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1X103kg/m 3）（）A. 0.15 PaB. 0.54 PaC. 1.5 PaD. 5.4 Pa45 X 10 3 解析：由題中1小時(shí)內(nèi)水位上升 45 mm,可知每一秒鐘水位上升的高度：h=-3 600m,在t秒內(nèi)雨水對(duì)睡蓮葉面的沖量：I= F t=mv= p V體v

8、= p（S底Ah）v,可得雨滴對(duì)睡蓮葉F面的壓強(qiáng)：p=pAhv = 0.15 Pa,故A正確。曲答案：A8 .研究光電效應(yīng)的電路如圖Z1所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K）,鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓Uak的關(guān)系圖像中，正確的是 （）-11圖Z- 1解析：雖然入射光強(qiáng)度不同， 但光的頻率相同，所以截止電壓相同；又因當(dāng)入射光強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選Co答案：C9 .下列說法正確的是（）A.157N + 1H> 12C+2He 是“衰變方程9.1 H + 2H> 2He+

9、丫是核聚變反應(yīng)方程C.U >234Th + 4He是核裂變反應(yīng)方程D.2He+ 23A1 > i5p+ 0n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程解析：核反應(yīng)類型分四種， 核反應(yīng)的方程特點(diǎn)各有不同，衰變方程的左邊只有一個(gè)原子核，右邊出現(xiàn)a或3粒子。聚變方程的左邊是兩個(gè)輕核反應(yīng)，右邊是中等原子核。 裂變方程的左邊是重核與中子反應(yīng)，右邊是中等原子核。人工核轉(zhuǎn)變方程的左邊是氨核與常見元素的原子核反應(yīng)，右邊也是常見元素的原子核，由此可知 B、D兩選項(xiàng)正確。答案：B、D10 .氫原子能級(jí)的示意圖如圖Z-2所示，大量氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光 a,從n=3的能級(jí)向n= 2的能級(jí)躍遷時(shí)

10、輻射出可見光b,則（）/4。麟a-Ui23.41 13手圖Z 2A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出丫射線B.氫原子從n = 4的能級(jí)向n= 3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C.在水中傳播時(shí)，a光較b光的速度小D.氫原子在n=2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離解析：丫射線是從原子核內(nèi)部放出的，A錯(cuò)誤；紫外線的光子能量比可見光的光子能量大，從n = 4的能級(jí)向n= 3的能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子能量小于可見光的光子能量，B錯(cuò)誤;c,因a光頻率大于b光頻率，在水中傳播時(shí)的折射率na>nb,由波速v = ',故va<vb, C正確;只有入射光的光子能量 h R |匕|時(shí)，才可使

11、n= 2能級(jí)上的氫原子電離， D錯(cuò)誤。答案：C第n卷（非選擇題共60分）二、填空題。（共4小題，每小題5分，共20分。把答案直接填寫在題中橫線上，不要 求寫出演算過程。）11. （5分）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過程中，其動(dòng)量的大小 （選填“增大”、“減小”或“不變”），入P困hc個(gè)4.0X 1017 個(gè)。原因是答案：3518954014. （5分）在3衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)，利用中微子與水中1H的核反應(yīng)，間接

12、地證實(shí)了中微子的存在。（1）中微子與水中的1H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子 （0n）和正電子（+伯），即中彳子+ 1H-0n + + 0e,可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是 。（填寫選項(xiàng)前的字母）A. 0和 0B. 0和 1C. 1 和 0D. 1 和 1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子（丫,）即+1e+1e-2丫。已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1 x 10 31 kg,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為 J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，原 因是。解析：（1）由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零。（2）正

13、負(fù)電子相遇轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚?duì)光子，由能量守恒和質(zhì)能方程得2mec2= 2E故 E=mec2= 9.1 X 10 31X 32X 1016 J = 8.2X 10 14 J相遇前總動(dòng)量為零，相遇后總動(dòng)量也為零，故不可能轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子。答案：（1）A （2）8.2 X 10 14總動(dòng)量為零三、計(jì)算題（共6小題，共40分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步 驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15. （6分）如圖Z3所示，一輕質(zhì)彈簧兩端各連一質(zhì)量為m的滑塊A和B,兩滑塊都置于光滑的水平面上。今有質(zhì)量為m/4的子彈以水平速度 Vo射入A中不再穿出，試分析彈

14、簧在什么狀態(tài)下滑塊 B具有最大動(dòng)能，其值是多少？圖Z 3解析：子彈與A碰撞時(shí)，因碰撞時(shí)間極短，且A用彈簧與B相連，故可認(rèn)為此時(shí)刻B未參與此過程，則子彈與A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。設(shè)碰撞子彈與A的共同速度為va,則有（m/4） vo= （m+ m/4）vA解得 VA= vo/5。此后，彈簧被壓縮，B被加速，顯然當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零，B有最大速度VBm,即有最大動(dòng)能EkBm。在此過程并以速度 VA運(yùn)動(dòng)的滑塊A與靜止滑塊B發(fā)生彈性碰撞，應(yīng)用彈性正碰的結(jié)論，立刻得到:2(m+ m/4)” 2V m + m + m/4 59V12222EkBm= 2m 9vo =81mvo答案：當(dāng)彈簧第

15、一次恢復(fù)原長時(shí)16. （6分）如圖Z-4所示，一輛質(zhì)量為M的平板小車在光滑水平面上以速度v做直線運(yùn)動(dòng)，今在車的前端輕輕地放上一質(zhì)量為m的物體，物體放在小車上時(shí)相對(duì)于地面的速度為零，設(shè)物體與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 的為使物體不致從車上滑跌下去，車的長度最短為多少？圖Z4解析：設(shè)車的最短長度為 L,物體滑到車的末端時(shí)，恰好與車保持相對(duì)靜止，即跟車有共同速度v',車和物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故有：Mv=（M + m）v 1o 1, O由動(dòng)能關(guān)系得：mgL,Mv2 2(M +m)v解得L =Mv22 M + m) g答案:Mv22 MM m)g17. （7分）一電子具有200 m/s的速率，動(dòng)量

16、的不確定范圍是 0.01%,我們確定該電子位置時(shí)，有多大的不確定范圍？（電子質(zhì)量為9.1 x 10 31 kg）解析：由不確定性關(guān)系 Axp>-hJ導(dǎo):電子位置的不確定范圍Ax>hL =4 7t4 7rp6.63 x 10 34 _ m4X 3.14X 9.1 X 10 31X 200X0.01%= 2.90X 10 3 m。)答案：Ax>2.90X 10 3 m （7分）研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖Z 5所示，光電管的陰極材料為金屬鉀, 其逸出功為 Wo = 2.25 eV,現(xiàn)用光子能量為10.75 eV的紫外線照射光電管，調(diào)節(jié)變阻器滑片 位置，使光電流剛好為零。求：圖Z

17、5(1)電壓表的示數(shù)是多少？(2)若照射光的強(qiáng)度不變，紫外線的頻率增大一倍，陰極 K每秒內(nèi)逸出的光電子數(shù)如何 變化？到達(dá)陽極的光電子動(dòng)能為多大？(3)若將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，到達(dá)陽極的光電子動(dòng)能為多大？解析：(1)由光電效應(yīng)方程Ek=hL Wo得光電子最大初動(dòng)能 Ek= 8.50 eV光電管兩端加有反向電壓，光電子由K向A減速運(yùn)動(dòng)。由動(dòng)能定理一eU=EkA-Ek-Ek因 EkA=0,則 U = 或 = 8.50 V。(2)設(shè)光的強(qiáng)度為nh %光強(qiáng)不變，頻率增大一倍，則每秒入射的光子數(shù)n減為原來的一半，陰極K每秒內(nèi)逸出的光電子數(shù)也減為原來的一半，由光電效應(yīng)方程得光電子的最大初動(dòng)能E' k=

18、h ； Wo=2hv Wo= 19.25 eV電子由陰極向陽極做減速運(yùn)動(dòng)。由動(dòng)能定理eU=E' kA E' k,得 EkA' = 10.75 eV(3)若將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，光電管上加有正向電壓，光電子從陰極向陽極做加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理eU = EkA 一Ek,得 EkA" = 17.00 eV。答案：(1)8.50 V (2)減半 10.75 eV (3)17.00 eV19.(7分)一個(gè)容器中有2g氫氣，假設(shè)所有氫原子均處于第5能級(jí)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)，求:(1) 一共能輻射幾種光子？(2)若阿伏加德羅常數(shù)用 Na表示，當(dāng)所有氫原子都躍遷到基態(tài)時(shí)，輻射的光子

19、總數(shù)為多 少？5X (51)解析：(i)輻射的光子種類 n=2種=10種；(2)2 g氫氣共含有2Na個(gè)氫原子11如圖所示，處于第5能級(jí)時(shí)，有4種躍遷方式，每種躍遷方式各放出4x2NA = 2NA個(gè)光子;處于第4能級(jí)的原子數(shù)為1NA,有3種躍遷方式，各放出1義NaJna個(gè)光子；23 26處于第3能級(jí)的原子數(shù)為1NA+1NA=2NA,有兩種躍遷方式，各放出1x|NA = 1NA個(gè)光 2632 33子；處于第2能級(jí)的原子數(shù)為1Na+1Na+1Na=Na,只有一種躍遷方式，放出Na個(gè)光子；263放出的光子總數(shù)為 N 總= 4X：Na+ 3x 1NA+ 2X1NA+ NA = 5NAo2636一、一

20、25答案：10種(2)25NA620. (7分)山東海陽核電站一期工程工程規(guī)劃建設(shè)兩臺(tái)125萬千瓦的AP1 000三代核電機(jī)組。如果鈾235在中子的轟擊下裂變?yōu)?8Sr和156Xe,質(zhì)量mu= 235.043 9 u, mn= 1.008 7 u, msr= 89.907 7 u, mxe= 135.907 2 u。(1)寫出裂變方程：(2)求出一個(gè)鈾核裂變放出的能量；(3)若鈾礦石的濃度為 3%, 一期工程建成后，一年將消耗多少噸鈾礦石？解析：(2)裂變過程的質(zhì)量虧損Am= mu + mn msr-mxe- 10mn= 0.150 7 u,釋放的能量 AE= Amc2= 0.150 7X 931 MeV 140.3 MeV。核電站一年的發(fā)電量E = Pt = 2X 125 X 107 X 365 X 24 X 60 X 60 J= 7.884 X 1016 j,m 3% /口 EM由 e=n=7NaAe，佝 m=3%.NAAE7.884 X 1016X 2353%X 6.02 X 1023X 140.3 X 106X 1.6X 10 19-4.