模塊綜合（綜合檢測）-高中物理滬科版選修3-5

1、一、選擇題(本題包括10小題，每小題4分，共40分，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前這樣做可以()A減小球?qū)κ值臎_量B減小球的動(dòng)量變化率C減小球的動(dòng)量變化量D減小球的動(dòng)能變化量【解析】由題可知球動(dòng)量的變化量是一定的，當(dāng)增大接球的時(shí)間，由Feq f(p,t)可知，可以減小球?qū)κ值淖饔昧?，即減小球的動(dòng)量變化率，B正確【答案】B2下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是()A衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短D平均結(jié)合能

2、越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固【解析】衰變是原子核中的中子衰變生成的，不是核外電子，A錯(cuò)誤；波爾理論成功之處是提出了原子的能量量子化的觀點(diǎn)，局限性在于保留了經(jīng)典的軌道理論，B正確，放射性元素的半衰期取決于原子核，與單質(zhì)還是化合物，以及溫度的高低無關(guān)，C錯(cuò)誤，平均結(jié)合能越小，表示核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損越小，核越不穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤【答案】B3如圖所示，N為鎢板，M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的電動(dòng)勢和極性已在圖中標(biāo)出，鎢的逸出功為4.5 eV.現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鎢板(各光子的能量也已在圖上標(biāo)出)那么下列圖中能有電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是()【解析】A中沒有光電子產(chǎn)生，B、C、D都

3、有光電子產(chǎn)生B中電源加正向電壓，光電子加速向M運(yùn)動(dòng)；C中電源加反向電壓，光電子最大初動(dòng)能為E15.8 eV4.5 eV1.3 eV1.5 eV，故C中光電子不能到達(dá)M；D中光電子的最大初動(dòng)能為E26.8 eV4.5 eV2.3 eV 1.5 eV，故D中光電子能到達(dá)M.【答案】BD4如圖1所示，在甲、乙兩種情況中，人用相同大小的恒定拉力拉繩子，使人和船A均向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過相同的時(shí)間t，圖甲中船A沒有到岸，圖乙中船A沒有與船B碰撞則經(jīng)過時(shí)間t()圖1A圖甲中人對繩子拉力的沖量比圖乙中人對繩子拉力的沖量小B圖甲中人對繩子拉力的沖量比圖乙中人對繩子拉力的沖量大C圖甲中人對繩子拉力的沖量與圖乙中人對繩子

4、拉力的沖量相同D以上三種情況都有可能【解析】題圖甲中人對繩子拉力的沖量與圖乙中人對繩子拉力的沖量都等于人的拉力乘以所用的時(shí)間，故沖量相等，C正確【答案】C5一小型飛船在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若其沿運(yùn)動(dòng)方向的相反方向射出一物體P，不計(jì)空氣阻力，則()A飛船一定離開原來軌道運(yùn)動(dòng)BP一定離開原來軌道運(yùn)動(dòng)C飛船運(yùn)動(dòng)半徑一定增大DP運(yùn)動(dòng)半徑一定減小【解析】由動(dòng)量守恒定律知，射出物體P后，火箭動(dòng)量變大，而其剩余質(zhì)量變小，故火箭的動(dòng)能增大，則火箭離開原來的軌道做離心運(yùn)動(dòng)，即其運(yùn)動(dòng)半徑一定增大物體P的速度大小有可能與原火箭速度大小相等，故P可能沿原來的軌道運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、C正確【答案】AC6為了模擬宇宙大爆

5、炸的情況，科學(xué)家們使兩個(gè)帶正電的重離子加速后，沿同一條直線相向運(yùn)動(dòng)而發(fā)生猛烈碰撞若要使碰撞前的動(dòng)能盡可能多地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，應(yīng)設(shè)法使離子在碰撞前的瞬間具有()A相同的速率B相同的質(zhì)量C相同的動(dòng)能 D大小相同的動(dòng)量【解析】當(dāng)兩重粒子碰前動(dòng)量等大反向時(shí)，碰后粒子可能均靜止，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】D7在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖2所示，則可判斷出()圖2A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長C乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能【解析】如圖所示，

6、光電管加正向電壓的情況：P向右移動(dòng)時(shí)，參與導(dǎo)電的光電子數(shù)增加；P移到某一位置時(shí)，所有逸出的光電子都剛參與了導(dǎo)電，光電流達(dá)到最大值；P再向右移動(dòng)時(shí)，光電流不能再增大光電管加反向電壓的情況：P向右移動(dòng)時(shí)，參與導(dǎo)電的光電子數(shù)減少；P移到某一位置時(shí)，所有逸出的光電子都不參與導(dǎo)電，光電流恰為零，此時(shí)光電管兩端所加的電壓為遏止電壓；P再向右移動(dòng)時(shí)，光電流始終為零eUceq f(1,2)mev2hW0，入射光頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Uc越大從圖象中可以看出，丙光對應(yīng)的遏止電壓Uc最大，所以丙光的頻率最高，丙光的波長最短，丙光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能也最大，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤甲光和乙光的頻率相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤由于

7、是同一光電管，所以乙光、丙光對應(yīng)的截止頻率是一樣的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤【答案】B8下表列出了幾種不同物質(zhì)在某種速度下的德布羅意波波長和頻率為1 MHz的無線電波的波長，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量(kg)速度(m/s)波長(m)彈子球2.01021.01023.31030電子(100 eV)9.110315.01061.21010無線電波(1 MHz)3.0102要檢測彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動(dòng)性電子照射到鋁箔上可以觀察到它的波動(dòng)性只有可見光才有波粒二象性A BC D【解析】彈子球的德布羅意波波長很小，通常情況下很難找到如此小的障礙物或小孔，所以對；無線電波波長很長，通常情況

8、下只表現(xiàn)出波動(dòng)性，所以對；電子波長與金屬晶格大小的數(shù)量級相同，故可觀察到它的波動(dòng)性，所以對；對于不只是可見光有波粒二象性，對于微觀粒子都具有波粒二象性所以選D.【答案】D9(2011瓊海檢測)下列說法正確的是()A太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL太短D按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增大【解析】太陽內(nèi)部主要是核聚變反應(yīng)，A錯(cuò)誤粒子大角度散射說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子是可以再分的，B錯(cuò)誤發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的

9、頻率大于等于極限頻率，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確【答案】D10如圖3為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光關(guān)于這些光下列說法正確的是()圖3A最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的B頻率最小的光是由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的C這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)【解析】最容易發(fā)生衍射的應(yīng)是波長最長而頻率最小、能量最低的光波，hhc/EnEm，對應(yīng)躍遷中能級差最小的應(yīng)為n4到n3，故A、B錯(cuò)由Ceq oal(2,n)可知處于n4能級上的氫原

10、子共可輻射出Ceq oal(2,4)6種不同頻率的光，故C錯(cuò)根據(jù)hE2E1及發(fā)生光電效應(yīng)的條件hW可知D正確【答案】D二、填空題(本題2小題，共計(jì)16分)11(8分)如圖4所示，兩輛小車A和B位于光滑水平直軌道上如圖4甲所示為第一次實(shí)驗(yàn)，B靜止，A以0.5 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰后A以0.1 m/s的速度彈回，B以0.3 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)如圖4乙所示為第二次實(shí)驗(yàn)，B仍靜止，A車固定上1 kg重的物體后還以0.5 m/s的速度與B碰撞碰后A靜止，B以0.5 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)則A的質(zhì)量為_kg，B的質(zhì)量為_kg.圖4【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律，第一次實(shí)驗(yàn)碰撞得mAvAmAvAmBvB；

11、第二次實(shí)驗(yàn)碰撞得(mAm)vAmBvA.代入數(shù)值解得mA1 kg，mB2 kg.【答案】1212(8分)如圖5所示，是盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)裝置簡圖請回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)中用了_放射線(2)實(shí)驗(yàn)要在真空中進(jìn)行的原因是_.(3)當(dāng)放射線擊中靶子時(shí)發(fā)生的情況是_.圖5【答案】(1)(2)因?yàn)榱Ｗ与婋x本領(lǐng)強(qiáng)，所以要放在真空中，避免粒子與帶電的空氣分子相撞(3)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90，有的甚至達(dá)到了180三、計(jì)算題(本題包括4個(gè)小題，共44分，解答要寫出必要的文字說明、主要的解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)1

12、3(10分)如圖6所示，一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50 T，磁場方向垂直于紙面向里，MN是磁場的左邊界在距磁場左邊界MN的1.0 m處有一個(gè)放射源A，內(nèi)裝放射物質(zhì)eq oal(236, 88)Ra(鐳)，eq oal(236, 88)Ra發(fā)生衰變生成新核Rn(氡)放在MN左側(cè)的粒子接收器接收到垂直于邊界MN方向射出的粒子，此時(shí)接收器位置距直線OA的距離為1.0 m.圖6(1)試寫出Ra的衰變方程；(2)求衰變后Rn(氡)的速率(質(zhì)子、中子的質(zhì)量為1.61027 kg，電子電量e1.61019 C)【解析】(1)由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得eq oal(226, 88)Raeq o

13、al(222, 86)Rneq oal(4,2)He.(2)對粒子qvBmeq f(voal(2,),r)veq f(qBR,m)由動(dòng)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分隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命一貨車嚴(yán)重超載后的總質(zhì)量為49 t，以54 km/h的速率勻速行駛發(fā)現(xiàn)

14、紅燈時(shí)司機(jī)剎車，貨車即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為2.5 m/s2(不超載時(shí)則為5 m/s2)(1)若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時(shí)分別前進(jìn)多遠(yuǎn)？(2)若超載貨車剎車時(shí)正前方25 m處停著總質(zhì)量為1 t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設(shè)相互作用0.1 s后獲得相同速度，問貨車對轎車的平均沖力多大？【解析】(1)貨車初速度v054 km/h15 m/s超載時(shí)加速度a12.5 m/s2，則滑行距離x1eq f(voal(2,0),2a1)eq f(152,22.5) m45 m.不超載時(shí)加速度a25 m/s2，則滑行距離x2eq f(voal(2,0),2a2)eq f(152,2

15、5) m22.5 m.(2)設(shè)兩車碰撞前貨車的速度為v1，則由veq oal(2,1)veq oal(2,0)2a1x解得v110 m/s設(shè)兩車碰后達(dá)到的共同速度為v2，由動(dòng)量守恒定律知m1v1(m1m2)v2代入數(shù)據(jù)解得v29.8 m/s設(shè)貨車對轎車的平均沖力為F，對轎車由動(dòng)量定理知Ftm2v20解得F9.8104 N.【答案】(1)45 m22.5 m(2)9.8104 N15(12分)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子能量E113.6 eV，已知電子電量e1.61019 C，電子質(zhì)量m0.911030 kg，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r10.531010 m.(1)氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)

16、可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n2的定態(tài)時(shí)，核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？(用K、e，r1，m表示，不要求代入數(shù)據(jù))(2)若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？(3)若已知鈉的極限頻率為6.001014 Hz，今用一群處于n4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉，試通過計(jì)算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)？【解析】(1)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫侖力充當(dāng)向心力，有eq f(ke2,roal(2,2)eq f(42mr2,T2)(其中r24r1)根據(jù)電流的定義Ieq f(e,T)由得Ieq f(e2,16r1) eq r(f(k,mr1).(2)要使處于n2的氫原

17、子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：h0eq blc(rc)(avs4alco1(f(E1,4)得8.211014 Hz.(3)由于鈉的極限頻率為6.001014 Hz，則使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量至少為E0heq f(6.6310346.001014,1.61019) eV2.486 eV氫原子的能級躍遷用如圖所示一群處于n4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子，要使鈉發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)使躍遷時(shí)兩能級的差EE0，六條光譜線E41、E31、E21、E42、E32、E43的能量分別為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、E42四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)【答案】(1)eq f(e2,16r1) eq r(f(K,mr1)(2)8.211014 Hz(3)E41、E31、E21、E42四條譜線16(12分)在太空中的某飛行器上有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子，形成向外發(fā)射的粒子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度已知飛行器的質(zhì)量為M，向外發(fā)射出2價(jià)氧離子，發(fā)射功率為P，加速電壓為U，每個(gè)氧離子的質(zhì)量為m，單位電荷的電荷量為e，不計(jì)發(fā)射離子后飛行器質(zhì)量的變化，求：(1)發(fā)射出的氧離子的速度；(2)每秒發(fā)射出的氧離子數(shù)；(3)發(fā)射出離