高中物理模块综合测试卷新人教版选修3-5.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学模块综合测试卷时间：90 分钟分值：100 分第卷(选择题共 48 分)一、选择题(本题有 12 小题，每小题4 分，共 48 分其中18 题为单选题，912 题为多选题)1关于下列四幅图说法不正确的是()A原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B光电效应实验说明了光具有粒子性C电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D发现少数 粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围【解析】原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A错误易知B正确电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C正确发现少数 粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D正确【答案】A 2在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()A 射线的贯穿作用B 射线的电离作用C 射线的贯穿作用D 射线的中和作用【解析】本题考查三种射线的特点由于 粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和故正确选项为B.【答案】B 3当具有 5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为()A1.5 eV B3.5 eV C5.0 eV D6.5 eV【解析】本题考查光电效应方程及逸出功由EkhW，得WhEk5.0 eV1.5 eV 3.5 eV，则入射光的最低能量为hminW3.5 eV，故正确选项为B.【答案】B 4已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En，其中n2,3.用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A4hc3E1 B 2hcE1小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学C4hcE1 D 9hcE1【解析】对于量子数n2 的氢原子，其电离能为0E14，则由E14hc知 C项正确【答案】C 5.23892U 放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成21083Bi，而21083Bi 可以经一次衰变变成210aX(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Ti，210aX和b81Ti 最后都衰变变成20682Pb，衰变路径如图所示，则可知图中()A过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变B过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变C过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变D过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变【解析】在21083Bi 衰变变成210aX的过程中质量数不变，过程是 衰变；210aX衰变变成20682Pb 过程中质量数减少4，过程是 衰变；21083Bi 衰变变成 b 81Ti，核电荷数减少2，过程是 衰变；b81Ti 衰变变成20682Pb，核电荷数增加1，过程是 衰变，所以选项A正确【答案】A 6两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA1 kg，mB2 kg，vA6 m/s，vB2 m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是()AvA 5 m/s，vB 2.5 m/s BvA 2 m/s，vB 4 m/s CvA 4 m/s，vB 7 m/s DvA 7 m/s，vB 1.5 m/s【解析】这是一道同向追击碰撞问题，在分析时应注意考虑三个方面的问题：动量是否守恒，机械能是否增大，是否符合实际物理情景针对这三点，要逐一验证取两球碰撞前的运动方向为正，则碰撞前，系统总动量pmAvAmBvB10 kgm/s，逐一验证各个选项，发现碰撞后，四个选项均满足动量守恒碰前，系统总动能Ek12mAv2A12mBv2B22 J 碰后系统总动能应不大于碰前总动能，即Ek22 J，把各选项代入计算，知选项C、D不满足，被排除对于选项A，虽然满足机械能不增加的条件，但仔细分析，发现vAvB，显然不符合实际情况，故本题正确答案为选项B.【答案】B 7一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.A1A1 B.A1A1C.4AA2 D.A2A2【解析】中子和原子核发生弹性正碰，动量守恒，能量守恒，则mvmv1Amv2，12mv212mv2112Amv22，联立方程可得：vv1A1A1，选项 A正确，选项BCD错误【答案】A 8已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 Hz 和 5.441014 Hz，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()小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学A波长 B 频率C能量 D 动量【解析】由光电效应方程EkmhWhh0钙的截止频率大，因此钙中逸出的光电子的最大初动能小，其动量p2mEkm，故动量小，由 hp，可知波长较大，则频率较小，选项A正确【答案】A 9下列说法正确的是()A普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C汤姆孙在研究 射线时发现了电子D我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分【解析】玻尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故选项B错误；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故选项C错误，选项A、D说法正确【答案】AD 10.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零 不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是()A小球的机械能减少了mg(Hh)B小球克服阻力做的功为mghC小球所受阻力的冲量大于m2gHD小球动量的改变量等于所受阻力的冲量【解析】由动能定理mg(Hh)Wf0，则Wfmg(Hh)，所以小球的机械能减少了mg(Hh)，所以 A选项正确 B选项错误；小球自由落下至地面过程，机械能守恒，mgH12mv2，v2gH，落到地面后又陷入泥潭中，由动量定理IGIf0mv，所以IgIGmvIGm2gH，小球所受阻力的冲量大于m2gH，所以 C选项正确；由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量，所以D选项错误【答案】AC 11如图，两个物体1 和 2 在光滑水平面上以相同动能相向运动，它们的质量分别为m1和m2，且m1 m2.经一段时间两物体相碰撞并粘在一起碰撞后()A两物体将向左运动B两物体将向右运动C两物体组成系统损失能量最小D两物体组成系统损失能量最大【解析】根据P22mEk，结合m1m2，知P12.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为121 2的光子【解析】卢瑟福通过 粒子轰击氮核得到质子，根据电荷数守恒、质量守恒，知方程式是正确的，故 A正确；铀核裂变的核反应是用一个中子轰击铀核得到三个中子，但是方程式中中子不能约去，故B 错误；2 个质子和2 个中子结合成1 个 粒子，根据质能方程知：Emc2(2m12m2m3)c2.故 C 错误；原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为 1的光子，知ac能级差 E1hc1，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为 2的光子，知bc能级差为E2hc2，所以 E2E1，所以c能级高于a能级，从a能级跃迁到c能级需吸收光子，即hc2hc1hc，解得：1212，故 D正确【答案】AD 第卷(非选择题共 52 分)二、实验题(本题有 2 小题，共 15 分，请将答案写在题中的横线上)13(5 分)质量为m 0.10 kg 的小钢球以v0 2.0 m/s 的水平速度抛出，下落h0.6 m时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角 _.刚要撞击钢板时小球的动量大小为_(取g10 m/s2)【解析】小球撞击后速度恰好反向，说明撞击前速度与钢板垂直利用平抛运动规律可求得此时竖直方向的速度为23 m/s，小球与钢板撞击前的速度大小v2v0 4 m/s，钢板与水平面的夹角30，其动量的大小为pmv0.4 kg m/s.【答案】300.4 kg m/s14(10 分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图a 所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1 的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块 2 放在气垫导轨的中间；先 _，然后 _，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图b 所示；测得滑块1 的质量为 310 g，滑块 2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤的内容小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_ _ _ _【解析】(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块(2)作用前系统的总动量为滑块1 的动量，p0m1v0，v00.20.1 m/s 2 m/s，p00.3102 kg m/s0.620 kg m/s.作用后系统的总动量为滑块1 和滑块 2 的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v，v0.1680.14 m/s 1.2 m/s，p(m1m2)v(0.310 0.205)1.2 kg m/s0.618 kg m/s.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦【答案】(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦三、计算题(本题有 3 小题，共 37 分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(10 分)氢原子处于基态时，原子的能级为E1 13.6 eV，普朗克常量h6.631034Js，当氢原子在n4 的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？【解析】(1)由氢原子的能级公式得E4142E1 0.85 eV 故要使处在n4 能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为0.85 eV.(2)由hEmEn可知hE4E1 12.75 eV 即处于n4 的氢原子跃迁到n1 时放出光子的能量最大为12.75 eV.【答案】(1)0.85 eV(2)12.75 eV 16(13 分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，产生氚和 粒子并放出4.8 MeV的能量(1)写出核反应方程式；(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则 粒子和氚的动能之比是多少？【解析】(1)63Li 10n31H42He4.8 MeV(2)mEc24.8 1061.6 101982kg8.5 1030 kg(3)设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得0m1v1m2v2氦核、氚核的动能之比Ek1：Ek2m1v222m1：m2v222m2m2：m13：4.【答案】(1)见解析(2)8.5 10 30 kg(3)3：4 17.(14分)如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H 5 m 的光滑水平桌面上现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h1.8 m 高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学出已知mA1 kg，mB2 kg，mC3 kg，g10 m/s2，求：(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；(2)被压缩弹簧的最大弹性势能；(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离【解析】(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有：mAgh12mAv21，解得：v16 m/s 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有：mAv1(mAmB)v2，解得：v213v1 2 m/s.(2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，由动量守恒定律有：mAv1(mAmBmC)v3，解得：v316v11 m/s 由机械能守恒定律有：Ep12(mAmB)v2212(mAmBmC)v23解得：Ep3 J.(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有：(mAmB)v2(mAmB)v4mCv512(mAmB)v2212(mAmB)v2412mCv25解得：v40，v52 m/s 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动：sv5t；H12gt2解得：s2 m.【答案】(1)2 m/s(2)3 J(3)2 m