2019年高中物理 模塊綜合檢測 新人教版選修3-5.doc

2019年高中物理 模塊綜合檢測 新人教版選修3-5一、選擇題(本題共10個小題，每小題5分，共50分每小題至少有一個選項正確)1(xx德州高二檢測)下列說法中正確的是()A在原子核反應中，反應前后質子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)都是守恒的B玻爾根據(jù)氫原子光譜分立的特性提出電子軌道和原子能量是量子化的C核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)核力比庫侖力大得多D光電效應和粒子散射實驗都證明了原子核式結構模型【解析】天然放射性現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復雜的結構，核反應過程質量數(shù)和電荷總數(shù)不變，但反應前后的質子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)可能會發(fā)生變化，A項不正確；玻爾為解釋氫原子光譜，提出了玻爾原子模型，即電子軌道的量子化和原子能量的量子化，B項正確；核力是原子核內(nèi)的核子之間的強相互作用，核力是短程力，在原子核內(nèi)比庫侖力大得多，C項正確；粒子散射實驗證明了原子核式結構模型，而光電效應說明光的粒子性，D項不正確【答案】BC2圖1所示的四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是() (甲)(乙) (丙)(丁)圖1A圖(甲)：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一B圖(乙)：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的C圖(丙)：盧瑟福通過分析粒子散射實驗結果，發(fā)現(xiàn)了質子和中子D圖(丁)：根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性【解析】圖(甲)為黑體輻射的實驗規(guī)律，為了解釋這一實驗規(guī)律，提出能量子概念，A選項正確；圖(乙)為氫原子的能級圖，氫原子處于不同能級間躍遷時輻射或吸收一定頻率的光子，B選項是正確的；圖(丙)是粒子散射實驗結果，證明了原子的核式結構，C項不正確；圖(丁)是電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明了電子的波動性，D項不正確【答案】AB圖23如圖2所示，豎直墻壁兩側固定著兩輕質彈簧，水平面光滑，一彈性小球在兩彈簧間往復運動，把小球和彈簧視為一個系統(tǒng)，則小球在運動過程中()A系統(tǒng)的動量守恒，動能守恒B系統(tǒng)的動量守恒，機械能守恒C系統(tǒng)的動量不守恒，機械能守恒D系統(tǒng)的動量不守恒，動能守恒【解析】小球與彈簧組成的系統(tǒng)在小球與彈簧作用的時間內(nèi)受到了墻的作用力，故系統(tǒng)動量不守恒系統(tǒng)只發(fā)生動能和彈性勢能的相互轉化，故機械能守恒，選項C正確【答案】C4(xx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)生光電效應時光電子的動能只與入射光的強度有關【解析】根據(jù)原子核的衰變規(guī)律、放射線的性質、玻爾理論和光電效應規(guī)律解決問題原子核發(fā)生衰變時遵守電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒，而非質量守恒，選項A錯誤；、射線的實質是高速運動的氦原子核、電子流和光子，選項B錯誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，只能輻射特定頻率的光子，滿足hEmE1，選項C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EkmhW知，光電子的動能與入射光的頻率有關，選項D錯誤【答案】C5正電子是電子的反粒子，它跟普通電子的電荷量相等，而電性相反，科學家設想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構成的物質反物質.1997年初和年底，歐洲和美國的科學研究機構先后宣布：他們分別制造出9個和7個反氫原子，這是人類探索反物質的一大進步你推測反氫原子的結構是()A由一個帶正電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成B由一個帶負電荷的質子與一個帶正電荷的電子構成C由一個不帶電的中子與一個帶負電荷的電子構成D由一個帶負電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成【解析】氫原子是中性的，由一個質子和一個電子構成，其反氫原子也是中性的，應是由一個帶負電的質子和一個帶正電的電子構成的，B正確【答案】B6光子的能量是h，動量的大小為h/c.如果一個靜止的放射性元素的原子核在發(fā)生衰變時只發(fā)出一個光子則衰變后的原子核()A仍然靜止B沿著與光子運動方向相同的方向運動C沿著與光子運動方向相反的方向運動D可以向任何方向運動【解析】放射性元素發(fā)生衰變時除滿足質量數(shù)、電荷數(shù)守恒外還需滿足動量守恒，因此一個靜止的放射性元素的原子核發(fā)出一個光子后，衰變后的原子核必沿著與光子運動方向相反的方向運動故C正確【答案】C7下列說法正確的是()A光的頻率越低，其粒子性越顯著B光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運動規(guī)律的一種概率波C物質波理論告訴我們，任何運動的微觀粒子都具有波粒二象性D在光的單縫衍射實驗中，狹縫變窄，光子動量的不確定量變大【解析】光的頻率越高，粒子性越顯著；A錯光波不同于宏觀概念中的波，它是一種概率波，B正確；任何運動的微觀粒子都對應一定的波長，都具有波粒二象性，C正確；在光的單縫衍射實驗中，狹縫變窄，位置不確定量變小，由xp，則光子動量的不確定量變大，D正確【答案】BCD8氫原子能級示意圖如圖3所示，一群原處于n4能級的氫原子回到n1的過程中()圖3A放出三種頻率不同的光子B放出六種頻率不同的光子C放出的光子的最大能量為12.75 eV，最小能量是0.66 eVD放出的光能夠使逸出功為13.0 eV的金屬發(fā)生光電效應【解析】氫原子由高能級躍遷到低能級時會輻射光子，由n4能級回到n1的過程中會放出6種頻率的光子，選項A錯，B正確；而光子的能量等于躍遷的兩能級間的能量的差值，最小為n4躍遷到n3時，為0.66 eV；最大為n4躍遷到n1時，為12.75 eV，選項C正確；發(fā)生光電效應的條件是入射光子的能量大于金屬的逸出功，所以選項D錯誤【答案】BC9甲的質量為50 kg，乙的質量為25 kg，兩人在溜冰場的水平冰面上，開始時都是靜止的兩人互推后，甲、乙反向直線運動，甲的速率為0.1 m/s，乙的速率為0.2 m/s.假設互推的時間為0.01 s，忽略摩擦力及空氣阻力，則下列敘述哪一項正確()A甲、乙所受的平均堆力均為500 N，方向相反B甲、乙所受的平均堆力均為250 N，方向相反C甲受的平均推力500 N，乙受的平均推力250 N，方向相反D甲受的平均堆力250 N，乙受的平均堆力500 N，方向相反【解析】對甲應用動量定理得：F甲tm甲v甲0，解得：F甲500 N，由牛頓第三定律可知，乙對甲的推力也為500 N，方向與F甲相反，故A正確【答案】A10一個人在地面上立定跳遠的最好成績是x，假設他站立在船頭要跳上距離在L遠的平臺上，水對船的阻力不計，如圖4，則()圖4A只要L<x，他一定能跳上平臺B只要L<x，他有可能跳上平臺C只要Lx，他一定能跳上平臺D只要Lx，他有可能跳上平臺【解析】若立定跳遠時，人離地時速度為v，如題圖從船上起跳時，人離船時速度為v，船的速度為v船，由能量守恒Emv2知，Emv2mv，所以v<v，人跳出的距離變小，所以B正確【答案】B二、非選擇題(本題共6小題，共50分計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11(8分)如圖5所示，在驗證碰撞中動量守恒的實驗中，實驗要證明的是動量守恒定律的成立，即m1v1m1v1m2v2.圖5(1)按這一公式的要求，需測量兩小球的質量和它們碰撞后的水平速度，但實驗中我們只需測量兩小球的質量和飛行的水平距離這是由于小球碰撞后做_運動，各球下落高度相同，因而它們的_也是相同的，可用小球飛行的水平距離來代表小球的水平速度(2)實驗時，質量分別為m1、m2的球半徑大小均為r，且都已知，要完成這個實驗，必須補充的測量工具還有_(3)由于偶然因素的存在，重復操作時小球落點不完全重合是正常的，落點(如P點)的確定辦法是_(4)用圖中的符號來表示A、B兩小球碰撞過程中動量守恒的表達式是_(5)兩球質量應滿足m1_m2.【解析】兩小球做平拋運動的拋出點位置是不相同的，入射小球做平拋運動的拋出點在斜槽的末端，被碰小球做平拋運動的拋出點位置在支柱上，兩者相距2r. 兩小球做平拋運動，運動時間相同，在動量守恒式子m1v0m1v1m2v2兩邊同乘以飛行時間，即有m1x0m1x1m2x2.式中x0，x1，x22r，所以有m1m1m2(2r)為了防止入射小球碰撞后反彈造成誤差，入射小球的質量應大于被碰小球的質量【答案】(1)平拋飛行時間(2)毫米刻度尺(3)用半徑盡量小的圓把多次落點圈住，這個圓的圓心就是小球落點的平均位置(4)m1m1m2(2r)(5)大于12(8分)德布羅意認為：任何一個運動著的物體，都有著一種波與它對應，波長是，式中p是運動著的物體的動量，h是普朗克常量已知某種紫光的波長是440 nm，若將電子加速，使它的德布羅意波波長是這種紫光波長的104倍，求：(1)電子的動量的大?。?2)試推導加速電壓跟德布羅意波波長的關系，并計算加速電壓的大小電子質量m9.11031kg，電子電荷量e1.61019C，普朗克常量h6.631034Js，加速電壓的計算結果取一位有效數(shù)字【解析】(1)，電子的動量pkgm/s1.51023kgm/s.(2)電子在電場中加速，有eUmv2U8102V.【答案】(1)1.51023kgm/s(2)8102V13(8分)天然放射性鈾(U)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷(Th)和另一種原子核(1)請寫出衰變方程；(2)若衰變前鈾(U)的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(Th)速度為，且與鈾核速度方向相同，求產(chǎn)生的另一種新核的速度【解析】(1) UThHe.(2)設另一新核的速度為v，原子單位質量為m，由動量守恒定律得238mv234m4mv解得vv.【答案】(1) UThHe(2)v14(8分)氫原子的能級如圖6所示，有一群處于n4能級的氫原子，如果原子由n2向n1躍遷所發(fā)出的光正好使某種金屬材料發(fā)生光電效應，則：(1)這群氫原子發(fā)出的光譜中共有幾條譜線能使該金屬發(fā)生光電效應？(2)從能級n4向n1發(fā)出的光照射該金屬材料，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為多少？圖6【解析】(1)處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時可發(fā)出6種頻率的光，其中能量大于等于10.2 eV的光有3種，所以有3種頻率的光能夠使該金屬發(fā)光電效應(2)從n4躍遷到n1發(fā)出光子的能量EE4E112.75 eV，該金屬的逸出功WE2E110.2 eV，根據(jù)光電效應方程EEkmW可知，光電子最大初動能EkmEW2.55 eV.【答案】(1)3條(2)2.55 eV15(8分)靜止的鋰核(Li)俘獲一個速度為7.7106m/s的中子，發(fā)生核反應后若只產(chǎn)生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核(He)，它的速度大小是8.0106m/s，方向與反應前的中子速度方向相同(1)寫出此核反應的方程式；(2)求反應后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小及方向；(3)此反應過程中是否發(fā)生了質量虧損？并說明依據(jù)【解析】(1)LinHeH.(2)用m1、m2和m3分別表示中子(n)、氦核(He)和氚核的速度，由動量守恒定律得m1v1m2v2m3v3代入數(shù)值，得v38.1106m/s即反應后生成的氚核的速度大小為8.1106m/s方向與反應前中子的速度方向相反(3)反應前的總動能E1m1v11.661027(7.7106)2J4.921014J反應后的總動能E2m2vm3v(41.6610278.02101231.6610278.121012)J3.761013J因為E2>E1，故可知反應中發(fā)生了質量虧損【答案】(1)LinHeH(2)8.1106m/s方向與反應前中子的速度方向相反(3)因為反應后粒子的總動能大于反應前粒子的總動能，故可知反應中發(fā)生了質量虧損16(10分)如圖7所示，質量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上，小車左端放一質量為1 kg的木塊，車的右端固定一個輕質彈簧現(xiàn)給木塊一個水平向右的10 Ns的瞬間沖量，木塊便沿車向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并恰好能達到小車的左端，求：圖7(1)彈簧被壓縮到最短時平板車的速度v；(2)木塊返回小車左端時的動能Ek；(3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm.【解析】(1)設木塊的初速度為v0，由動量定理有：Imv0，得v010 m/s(方向向右)當彈簧被壓縮到最短時，木塊和小車速度相等對于木塊和小車構成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒所以有：mv0(Mm)v，解得v2 m/s(向右)(2)木塊與彈簧碰后相對小車向左運動，當木塊相對小車靜止時，木塊相對小車到達左邊最遠點因此木塊恰能到小車的左端時，兩者同速由動量守恒可知此時v塊v車2 m/s.木塊的動能Ekmv2 J.(3)木塊往返過程中克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機械能為Emv(Mm)v240 J.考慮木塊開始運動到彈簧壓縮到最短的過程，系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機械能為E20 J對這個過程由能量轉化與守恒定律有：mv(Mm)v2EEpm，解得彈簧壓縮到最短時獲得的最大彈性勢能Epm20 J.【答案】(1)2 m/s，方向向右(2)2 J(3)20 J