2020-2021学年高二物理人教版选修3-5：模块检测2-Word版含解析.docx

模块检测(二)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1光电效应试验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案CD解析由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUcEkhW0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，为入射光的频率)由以上分析知，A、B错误，C、D正确2下列四幅图涉及不同的物理学问，其中说法正确的是()A图(甲)：普朗克通过争辩黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B图(乙)：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子放射光子的频率也是不连续的C图(丙)：卢瑟福通过分析粒子散射试验结果，发觉了质子和中子D图(丁)：依据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性答案AB解析图(甲)为黑体辐射的试验规律，为了解释这一试验规律，提出能量子概念，选项A正确；图(乙)为氢原子的能级图，氢原子处于不同能级间跃迁时辐射或吸取肯定频率的光子，选项B正确；图(丙)是粒子散射试验结果，证明白原子的核式结构，选项C不正确；图(丁)是电子束通过铝箔后的衍射图样，说明白电子的波动性，选项D不正确3在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B运动员将铅球从肩窝开头加速推出，以运动员和铅球为一系统C从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统答案A解析推断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键其次种，从动量的定义判定B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零C选项末动量为零而初动量不为零D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等4(2022江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为7.731014Hz和5.441014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()A波长 B频率 C能量 D动量答案A解析两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由Wh0可知截止频率大的，逸出功也大由EkhW可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p知，其动量也较小，依据物质波p知，其波长较长5氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为10.632 8 m，23.39 m.已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为E11.96 eV的两个能级之间跃迁产生的用E2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则E2的近似值为()A10.50 eV B0.98 eVC0.53 eV D0.36 eV答案D解析由跃迁公式得E1，E2，联立可得E2E10.36 eV，D对6.光子有能量，也有动量p，它也遵守有关动量的规律如图1所示，真空中有一“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO在水平面内机敏地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片当用平行白光垂直纸面对里照射这两个圆面时，关于此装置开头时转动状况(俯视)的下列说法中正确的是()图1A沿顺时针方向转动 B沿逆时针方向转动C都有可能 D不会转动答案B解析由动量定理可知，白光垂直照射到白纸片上，反射力量较好，白光垂直照射到黑纸片上时，吸取性较好，白纸片受到的冲力约为黑纸片受到的冲力的两倍，故俯视看到装置开头逆时针方向转动7.钚的一种同位素Pu衰变时释放巨大能量，如图2所示，其衰变方程为PuUHe，则()图2A核反应中的能量就是Pu的结合能B核燃料总是利用比结合能小的核C.U核比Pu核更稳定，说明U的结合能大D由于衰变时释放巨大能量，所以Pu比U的比结合能小答案BD解析核燃料在衰变过程中要释放巨大能量，所以总是要利用比结合能小的核，才能更简洁实现，B、D正确；核反应中光子的能量是结合能中的一小部分，A错；C项说明U的结合能小，更稳定，C错8由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界始终未被发觉，只是在使用人工的方法制造后才被发觉已知Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，下列论断中正确的是()A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B.Bi的原子核比Np的原子核少18个中子C衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变D衰变过程中共发生了4次衰变和7次衰变答案BC解析Bi的中子数为20983126，Np的中子数为23793144，Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，A错、B对；衰变过程中共发生了衰变的次数为7次，衰变的次数是27(9383)4次，C对、D错9.如图3所示，一沙袋用轻细绳悬于O点开头时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出第一次弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摇摆的最大摆角为30.当其第一次返回图示位置时，其次次弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摇摆且最大摆角仍为30.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是()图3Av1v2 Bv1v24142Cv1v24241 Dv1v24183答案D解析依据摇摆过程中机械能守恒和两次击中沙袋摇摆的角度相等可知，两次击中沙袋后的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1(Mm)v，其次次：mv2(Mm)v(M2m)v，比较两式可以解得v1v24183.10某试验室工作人员，用初速度为v00.09c(c为真空中的光速)的粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na，产生了质子若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为110，已知质子质量为m.则()A该核反应方程是HeNaMgHB该核反应方程是HeNaMgnC质子的速度约为0.225cD质子的速度为0.09c答案AC解析由质量数守恒和电荷数守恒得：HeNaMgH.又因粒子、新核的质量分别为4m、26m，设质子的速率为v，由于粒子与钠原子核发生对心正碰，由动量守恒定律得：4mv026mmv，解得：v0.225c.二、填空题(本题共3小题，共18分)11(4分)1919年卢瑟福通过如图4所示的试验装置，第一次完成了原子核的人工转变，由此发觉_图中银箔的作用是恰好阻挡粒子不射透银箔，试验中充入氮气后显微镜观看到了闪光完成该试验的核反应方程：HeNO_.图4答案(1)质子(2)H12. (8分)贝可勒尔发觉自然放射现象，揭开了人类争辩原子核结构的序幕如图5中P为放在匀强电场中的自然放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束图5(1)构成A射线的粒子是_；构成B射线的粒子是_；构成C射线的粒子是_(2)三种射线中，穿透力量最强，经常用来对金属探伤的是_射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是_射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个_粒子(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程：ThPa_；_AlPn.答案(1)电子e(或粒子)光子氦核He(或粒子)(2)(3)eHe13(6分)如图6所示，在橄榄球竞赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个为4 m/s，然后他们就扭在了一起图6(1)他们碰撞后的共同速率是_(结果保留一位有效数字)(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：_.答案(1)0.1 m/s(2)能够得分解析(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1M2v2M2v3(M12M2)v代入数据解得，v0.1 m/s(2)因v0，故碰后总动量p的方向与pA方向相同，碰撞后的状态及动量如图所示，即他们都过了底线，该前锋能够得分三、计算题(本题共4小题，共42分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)14(8分)一粒质量为4104 g的尘埃，在空中下落的速度从1 m/s增加到3 m/s时，它的德布罗意波长从多少变化到多少？分析是否可通过衍射现象观看到其波动性答案见解析解析速度v11 m/s时德布罗意波长为1 m1.661027 m，速度v23 m/s时德布罗意波长为2 m5.51028 m.由于波长太短，所以不能通过衍射现象观看到其波动性15(12分)已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.5281010 m，量子数为n的能级值为EneV.(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中波长最短的波长(静电力常量k9109 Nm2/C2，电子电荷量e1.61019C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.00108 m/s)答案(1)13.6 eV(2)如图所示(3)1.03107 m解析(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力供应向心力，则k，又知Ekmv2，故电子在基态轨道的动能为：Ek J2.181018 J13.6 eV.(2)当n1时，能级值为E1eV13.6 eV；当n2时，能级值为E2eV3.4 eV；当n3时，能级值为E3eV1.51 eV.能发出的光谱线分别为32,21,31共3种，能级图如图所示(3)由n3能级向n1能级跃迁时发出的光子频率最大，波长最短hE3E1，又知，则有 m1.03107m.16. (10分)如图7所示，质量为m2和m3的物体静止放在光滑水平面上，两者之间有压缩着的弹簧(与m2、m3不拴接)质量为m1的物体以速度v0向右冲来，为了防止冲撞，释放弹簧将m3物体放射出去，m3与m1碰撞后粘合在一起问m3的速度至少多大，才能使以后m3和m2不发生碰撞？图7答案解析设m3放射出去的速度大小为v1，m2的速度大小为v2.以向右的方向为正方向，由动量守恒定律得m2v2m3v10，则v2，只要m1和m3碰后速度不大于v2，则m3和m2就不会再发生碰撞m3与m2恰好不相撞时，由动量守恒定律得，m1v0m3v1(m1m3)v2代入v2，得v1.即弹簧将m3放射出去的速度至少为.17. (12分)如图8所示，有界的匀强磁场的磁感应强度为B0.05 T，磁场方向垂直于纸面对里，MN是磁场的左边界在磁场中A处放一个放射源，内装Ra，Ra放出某种射线后衰变成Rn.图8(1)写出上述衰变方程；(2)若A处距磁场边界MN的距离OA1.0 m时，放在MN左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0 m求一个静止Ra核衰变过程中释放的核能有多少？(取1 u1.61027 kg，e1.61019 C，结果保留三位有效数字)答案(1)RaRnHe(2)2.041014 J解析(1)RaRnHe.(2)衰变过程中释放的粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R1.0 m，由2 evB得粒子的速度v衰变过程中系统动量守恒，Rn、He质量分别为222 u、4 u，则有222 uv4 uv得Rn的速度vv，释放的核能E222 uv24 uv2代入数据解得E2.041014 J.