高中物理人教版5本冊總復習總復習 模塊檢測

模塊檢測(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1．下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()答案AB解析選項A為康普頓效應(yīng)，選項B為光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性；選項C為α粒子散射實驗，未涉及光子，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)；選項D為光的折射，揭示了氫原子能級的不連續(xù)．2．下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是()A．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況B．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，利用探測器的測量，找出合理的施肥規(guī)律C．利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋D．給懷疑患有甲狀腺的病人注射碘131，診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病答案ABD解析利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋是利用γ射線貫穿能力強的特點，因此C選項不屬于示蹤原子的應(yīng)用，A、B、D都是作為示蹤原子，故A、B、D正確．3．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核，下列說法中正確的是()A．利用α粒子散射實驗可以估算原子核的半徑B．利用α粒子散射實驗可以估算核外電子的運動半徑C．原子的核式結(jié)構(gòu)模型很好地解釋了氫原子光譜的實驗D．處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運動的動能將增大答案AD解析核外電子對粒子幾乎沒有什么阻擋作用，故無法估算核外電子的運動半徑，選項B錯誤；玻爾的氫原子模型很好地解釋了氫原子光譜的實驗，選項C錯誤．4．核磁共振成像(縮寫為MRI)是一種人體不接觸放射線，對人體無損害，可進行人體多部位檢查的醫(yī)療影像技術(shù)．基本原理是：外來電磁波滿足一定條件時，可使處于強磁場中的人體內(nèi)含量最多的氫原子吸收電磁波的能量，去掉外來電磁波后，吸收了能量的氫原子又把這部分能量以電磁波的形式釋放出來，形成核磁共振信號．由于人體內(nèi)各種組織所含氫原子數(shù)量不同，或同種組織正常與病變時所含氫原子數(shù)量不同，釋放的能量亦不同，將這種能量信號通過計算機轉(zhuǎn)換成圖像，就可以用來診斷疾?。P(guān)于人體內(nèi)氫原子吸收的電磁波能量，正確的是()A．任何頻率的電磁波氫原子均可吸收B．頻率足夠高的電磁波氫原子才吸收C．能量大于eV的光子氫原子才能吸收D．氫原子只能吸收某些頻率的電磁波答案D解析氫原子只吸收能量等于能級差的光子．5.圖1紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光．鉻離子的能級圖如圖1所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3，然后自發(fā)地躍遷到E2，釋放波長為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為()\f(λ1λ2,λ2－λ1)\f(λ1λ2,λ1－λ2)\f(λ1－λ2,λ1λ2)\f(λ2－λ1,λ1λ2)答案A解析由題意知E3－E1＝heq\f(c,λ1)①E3－E2＝heq\f(c,λ2)②E2－E1＝heq\f(c,λ)③由①②③式解得λ＝eq\f(λ1λ2,λ2－λ1)，故A選項正確．6．下列說法正確的是()A．相同頻率的光照射到不同的金屬上，逸出功越大，出射的光電子最大初動能越小B．釷核eq\o\al(234,90)Th，衰變成鏷核eq\o\al(234,91)Pa，放出一個中子，并伴隨著放出γ光子C．根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子運動的加速度減小D．比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定答案AD解析釷核衰變的核反應(yīng)方程式為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e，選項B錯誤；氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子軌道半徑減小，由a＝eq\f(kQq,mr2)，核外電子運動的加速度增大，選項C錯誤；故只有選項A、D正確．7．(2023·江西吉安高二期末)2023年，日本發(fā)生9級地震，福島第一核電站嚴重受損，大量放射性銫eq\o\al(137,55)Cs和碘eq\o\al(131,53)I進入大氣和海水，造成對空氣和海水的放射性污染．下列說法正確的是()A．核反應(yīng)堆中的核廢料不再具有放射性，對環(huán)境不會造成影響B(tài)．鈾核裂變的一種可能核反應(yīng)是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(137,55)Cs＋eq\o\al(96,37)Rb＋2eq\o\al(1,0)nC．放射性碘eq\o\al(131,53)I發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)Xe＋eq\o\al(0,－1)e\o\al(235,92)U裂變形式有多種，每種裂變產(chǎn)物不同，質(zhì)量虧損不同，但釋放的核能相同答案C8.圖2如圖2所示，有一條捕魚小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(估計重一噸左右)．一位同學想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量．他進行了如下操作：首先將船平行于碼頭自由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭停下，而后輕輕下船．用卷尺測出船后退的距離d，然后用卷尺測出船長L.已知他的自身質(zhì)量為m，漁船的質(zhì)量為()\f(m（L＋d）,d)\f(m（L－d）,d)\f(mL,d)\f(m（L＋d）,L)答案B解析設(shè)該同學在t時間內(nèi)從船尾走到船頭，由動量守恒定律知，人、船在該時間內(nèi)的平均動量大小相等，即meq\f(s人,t)＝Meq\f(d,t)，又s人＝L－d，得M＝eq\f(m（L－d）,d).9.圖3如圖3所示，在光滑水平面上，有質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩滑塊，它們中間夾著一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧(彈簧與A、B不拴連)，由于被一根細繩拉著而處于靜止狀態(tài)．當剪斷細繩，在兩滑塊脫離彈簧之后，下述說法正確的是()A．兩滑塊的動能之比EkA∶EkB＝1∶2B．兩滑塊的動量大小之比pA∶pB＝2∶1C．兩滑塊的速度大小之比vA∶vB＝2∶1D．彈簧對兩滑塊做功之比WA∶WB＝1∶1答案A解析根據(jù)動量守恒定律知，兩滑塊脫離彈簧后動量大小相等，B項錯誤；mAvA＝mBvB，故vA∶vB＝mB∶mA＝1∶2，C項錯誤；由Ek＝eq\f(p2,2m)得EkA∶EkB＝eq\f(mB,mA)＝eq\f(1,2)，A項正確；由W＝ΔEk知WA∶WB＝EkA∶EkB＝1∶2，D項錯誤．10．靜止的氡核eq\o\al(222,86)Rn放出α粒子后變?yōu)獒暫薳q\o\al(218,84)Po，α粒子動能為Eα.若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動能．真空中的光速為c，則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為()\f(4,218)·eq\f(Eα,c2)B．0\f(222,218)·eq\f(Eα,c2)\f(218,222)·eq\f(Eα,c2)答案C解析由于動量守恒，反沖核和α粒子的動量大小相等，由Ek＝eq\f(p2,2m)∝eq\f(1,m)，它們的動能之比為4∶218，因此衰變釋放的總能量是eq\f(222,218)·Eα，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是eq\f(222,218)·eq\f(Eα,c2).二、填空題(共3小題，共18分)11．(6分)人類認識原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程．請按要求回答下列問題．(1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻．請選擇其中的兩位，指出他們的主要成績．①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.(2)在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究，圖4為三種射線在同一磁場中的運動軌跡，請從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途．________________________________________________________________________.圖4答案(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜規(guī)律查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(2)2為γ射線，利用γ射線的貫穿本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷解析(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就)．玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜規(guī)律(或其他成就)．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就)．(2)1為α射線；利用α射線的電離作用消除有害靜電．或：2為γ射線；利用γ射線很強的貫穿本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷．或：3為β射線；利用β射線自動控制鋁板厚度．12．(6分)如圖5所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放電器、電磁繼電器等幾部分組成．圖5(1)示意圖中，a端應(yīng)是電源________極．(2)光控繼電器的原理是：當光照射光電管時，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)當用綠光照射光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列________說法正確．A．增大綠光照射強度，光電子最大初動能增大B．增大綠光照射強度，電路中光電流增大答案(1)正(2)陰極K發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M磁化，將銜鐵N吸?。疅o光照射光電管時，電路中無電流，N自動離開M(3)B13．(6分)為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗：圖6①用天平測出兩個小球的質(zhì)量(分別為m1和m2，且m1>m2)；②如圖6所示，安裝好實驗裝置．將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端．③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置．④將小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m1和m2在斜面上的落點位置．⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離．圖中D、E、F點是該同學記下小球在斜面上的落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF.根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：(1)小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點在圖6中的________點，m2的落點是圖1中的________點．(2)用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式________________，則說明碰撞中動量守恒．(3)用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式________________，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞．答案(1)DF(2)m1eq\r(LE)＝m1eq\r(LD)＋m2eq\r(LF)(3)m1LE＝m1LD＋m2LF解析(1)因為小球m1和m2發(fā)生碰撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度減小，兩球都做平拋運動，由平拋運動規(guī)律不難判斷出碰撞后m1球的落地點是D點，m2球的落地點是F點；(2)碰撞前，小球m1落在圖1中的E點，令水平初速度為v1，小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點在圖1中的D點，令水平初速度為v1′，m2的落點是圖1中的E點，令水平初速度為v2.設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α，由平拋運動規(guī)律知：LDsinα＝eq\f(gt2,2)，LDcosα＝v1′t整理得：v1′＝eq\r(\f(gLDcos2α,2sinα))同理可解得：v1＝eq\r(\f(gLEcos2α,2sinα))，v2＝eq\r(\f(gLFcos2α,2sinα))只要滿足關(guān)系式：m1v1＝m1v1′＋m2v2，即m1eq\r(LE)＝m1eq\r(LD)＋m2eq\r(LF)則說明碰撞中動量守恒．(3)若兩小球的碰撞是彈性碰撞，則碰撞前后機械能沒有損失．只要滿足關(guān)系式：eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)m1v1′2＋eq\f(1,2)m2v2′2，即m1LE＝m1LD＋m2LF三、計算題(共4小題，共42分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(9分)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖7所示，則：圖7(1)氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？(2)氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是多少電子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時，發(fā)射光電子的最大初動能是多大？金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV答案(1)6種(2)eV(3)銫；eV解析(1)可發(fā)射6種頻率的光子(2)由玻爾的躍遷規(guī)律可得光子的能量為E＝E4－E2，代入數(shù)據(jù)得E＝eV(3)E只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時才能發(fā)生光電效應(yīng)．根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動能為Ekm＝E－W0代入數(shù)據(jù)得，Ekm＝eV(或×10－19J)15.圖8(10分)40kg的女孩騎自行車帶30kg的男孩(如圖8所示)，行駛速度m/s.自行車行駛時，男孩要從車上下來．(1)他知道如果直接跳下來，他可能會摔跤，為什么？(2)男孩安全下車，計算男孩安全下車的瞬間，女孩和自行車的速度；(3)計算自行車和兩個孩子，在男孩下車前后整個系統(tǒng)的動能的值．如有不同，請解釋．答案(1)由于慣性(2)4m/s(3)250J400J男孩下車時用力向前推自行車，對系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動能增加了150J解析(1)如果直接跳下來，人具有和自行車相同的速度，腳著地后，腳的速度為零，由于慣性，上身繼續(xù)向前傾斜，因此他可能會摔跤．所以他下來時用力往前推自行車，這樣他下車時可能不摔跤．(2)男孩下車前后，對整體由動量守恒定律有：(m1＋m2＋m3)v0＝(m1＋m2)v得v＝4m/s(m1表示女孩質(zhì)量，m2表示自行車質(zhì)量，m3表示男孩質(zhì)量)(3)男孩下車前系統(tǒng)的動能Ek＝eq\f(1,2)(m1＋m2＋m3)veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(40＋10＋30)×2J＝250J男孩下車后系統(tǒng)的動能Ek＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝eq\f(1,2)(40＋10)×42J＝400J男孩下車時用力向前推自行車，對系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動能增加了150J.16．(11分)2023年12月28日，山東海陽核電站一期工程舉行開工儀式．工程規(guī)劃建設(shè)兩臺125萬千瓦的AP1000三代核電機組．如果鈾235在中子的轟擊下裂變?yōu)閑q\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(136,54)Xe，質(zhì)量mU＝9u，mn＝7u，mSr＝7u，mXe＝2u.(1)寫出裂變方程；(2)求出一個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？答案(1)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n(2)MeV(3)t解析(2)裂變過程的質(zhì)量虧損Δm＝mU＋mn－mSr－mXe－10mn＝7u，釋放的能量ΔE＝Δmc2＝7×931MeV≈MeV.(3)核電站一年的發(fā)電量E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60J＝×1016J，由E＝NΔE＝eq\f(m·3%,M)NAΔE，得m＝eq\f(EM,3%·NAΔE)＝