高中物理人教版5本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 模塊檢測(cè)2

模塊檢測(cè)(二)(時(shí)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．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A．光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D．入射光頻率大于極限頻率時(shí)才能產(chǎn)生光電子答案CD解析由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程知，只有當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)才能產(chǎn)生光電子，光電流幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的，其大小與光強(qiáng)有關(guān)，與光照時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc為遏止電壓，Ek為光電子的最大初動(dòng)能，W0為逸出功，ν為入射光的頻率)．由以上分析知，A、B錯(cuò)誤，C、D正確．2．下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是()A．圖(甲)：普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一B．圖(乙)：玻爾理論指出氫原子能級(jí)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(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D．圖(丁)：根據(jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，可以說(shuō)明電子具有粒子性答案AB解析圖(甲)為黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，為了解釋這一實(shí)驗(yàn)規(guī)律，提出能量子概念，選項(xiàng)A正確；圖(乙)為氫原子的能級(jí)圖，氫原子處于不同能級(jí)間躍遷時(shí)輻射或吸收一定頻率的光子，選項(xiàng)B正確；圖(丙)是α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明了原子的核式結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C不正確；圖(丁)是電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，說(shuō)明了電子的波動(dòng)性，選項(xiàng)D不正確．3．在下列幾種現(xiàn)象中，所選系統(tǒng)動(dòng)量守恒的有()A．原來(lái)靜止在光滑水平面上的車，從水平方向跳上一個(gè)人，人車為一系統(tǒng)B．運(yùn)動(dòng)員將鉛球從肩窩開(kāi)始加速推出，以運(yùn)動(dòng)員和鉛球?yàn)橐幌到y(tǒng)C．從高空自由落下的重物落在靜止于地面上的車廂中，以重物和車廂為一系統(tǒng)D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一個(gè)物體沿斜面滑下，以重物和斜面為一系統(tǒng)答案A解析判斷動(dòng)量是否守恒的方法有兩種：第一種，從動(dòng)量守恒的條件判定，動(dòng)量守恒定律成立的條件是系統(tǒng)受到的合外力為零，故分析系統(tǒng)受到的外力是關(guān)鍵．第二種，從動(dòng)量的定義判定．B選項(xiàng)敘述的系統(tǒng)，初動(dòng)量為零，末動(dòng)量不為零．C選項(xiàng)末動(dòng)量為零而初動(dòng)量不為零．D選項(xiàng)，在物體沿斜面下滑時(shí)，向下的動(dòng)量增大等．4．(2023·江蘇卷)已知鈣和鉀的截止頻率分別為×1014Hz和×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A．波長(zhǎng)B．頻率C．能量D．動(dòng)量答案A解析兩種金屬的截止頻率不同，則它們的逸出功也不同，由W＝hν0可知截止頻率大的，逸出功也大．由Ek＝hν－W可知，用同樣的單色光照射，鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小，由p＝eq\r(2mEk)知，其動(dòng)量也較小，根據(jù)物質(zhì)波p＝eq\f(h,λ)知，其波長(zhǎng)較長(zhǎng)．5．氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長(zhǎng)的激光，其中兩種波長(zhǎng)分別為λ1＝8μm，λ2＝μm.已知波長(zhǎng)為λ1的激光是氖原子在能級(jí)間隔為ΔE1＝eV的兩個(gè)能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的．用ΔE2表示產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ2的激光所對(duì)應(yīng)的躍遷的能級(jí)間隔，則ΔE2的近似值為()A．eVB．eVC．eVD．eV答案D解析由躍遷公式得ΔE1＝eq\f(hc,λ1)，ΔE2＝eq\f(hc,λ2)，聯(lián)立可得ΔE2＝eq\f(λ1,λ2)ΔE1＝eV，D對(duì)．6.圖1光子有能量，也有動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，它也遵守有關(guān)動(dòng)量的規(guī)律．如圖1所示，真空中有一“∞”字形裝置可繞通過(guò)橫桿中點(diǎn)的豎直軸OO′在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質(zhì)量均相同的圓形白紙片．當(dāng)用平行白光垂直紙面向里照射這兩個(gè)圓面時(shí)，關(guān)于此裝置開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)情況(俯視)的下列說(shuō)法中正確的是()A．沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)B．沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C．都有可能D．不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)答案B解析由動(dòng)量定理可知，白光垂直照射到白紙片上，反射能力較好，白光垂直照射到黑紙片上時(shí)，吸收性較好，白紙片受到的沖力約為黑紙片受到的沖力的兩倍，故俯視看到裝置開(kāi)始逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．7.圖2钚的一種同位素eq\o\al(239,94)Pu衰變時(shí)釋放巨大能量，如圖2所示，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He＋γ，則()A．核反應(yīng)中γ的能量就是eq\o\al(239,94)Pu的結(jié)合能B．核燃料總是利用比結(jié)合能小的核\o\al(235,92)U核比eq\o\al(239,94)Pu核更穩(wěn)定，說(shuō)明eq\o\al(235,92)U的結(jié)合能大D．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，所以eq\o\al(239,94)Pu比eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能小答案BD解析核燃料在衰變過(guò)程中要釋放巨大能量，所以總是要利用比結(jié)合能小的核，才能更容易實(shí)現(xiàn)，B、D正確；核反應(yīng)中γ光子的能量是結(jié)合能中的一小部分，A錯(cuò)；C項(xiàng)說(shuō)明eq\o\al(235,92)U的結(jié)合能小，更穩(wěn)定，C錯(cuò)．8．由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子C．衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變答案BC解析eq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子，A錯(cuò)、B對(duì)；衰變過(guò)程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次，β衰變的次數(shù)是2×7－(93－83)＝4次，C對(duì)、D錯(cuò)．9.圖3如圖3所示，一沙袋用輕細(xì)繩懸于O點(diǎn)．開(kāi)始時(shí)沙袋處于靜止，此后用彈丸以水平速度擊中沙袋后均未穿出．第一次彈丸的速度為v1，打入沙袋后二者共同擺動(dòng)的最大擺角為30°.當(dāng)其第一次返回圖示位置時(shí)，第二次彈丸以水平速度v2又擊中沙袋，使沙袋向右擺動(dòng)且最大擺角仍為30°.若彈丸質(zhì)量是沙袋質(zhì)量的eq\f(1,40)倍，則以下結(jié)論中正確的是()A．v1＝v2B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41D．v1∶v2＝41∶83答案D解析根據(jù)擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒和兩次擊中沙袋擺動(dòng)的角度相等可知，兩次擊中沙袋后的速度相同，設(shè)為v，用M表示沙袋的質(zhì)量，m表示彈丸的質(zhì)量，由動(dòng)量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v，比較兩式可以解得v1∶v2＝41∶83.10．某實(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度為v0＝(c為真空中的光速)的α粒子，轟擊靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鈉原子核eq\o\al(23,11)Na，產(chǎn)生了質(zhì)子．若某次碰撞可看做對(duì)心正碰，碰后新核的運(yùn)動(dòng)方向與α粒子的初速度方向相同，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向與新核運(yùn)動(dòng)方向相反，它們?cè)诖怪庇诖艌?chǎng)的平面內(nèi)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．通過(guò)分析軌跡半徑，可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1∶10，已知質(zhì)子質(zhì)量為m.則()A．該核反應(yīng)方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)HB．該核反應(yīng)方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,0)nC．質(zhì)子的速度約為D．質(zhì)子的速度為答案AC解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)H.又因α粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、26m，設(shè)質(zhì)子的速率為v，因?yàn)棣亮Ｗ优c鈉原子核發(fā)生對(duì)心正碰，由動(dòng)量守恒定律得：4mv0＝26m·eq\f(v,10)－mv，解得：v＝.二、填空題(本題共3小題，共18分)11．(4分)1919年盧瑟福通過(guò)如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，由此發(fā)現(xiàn)________．圖中銀箔的作用是恰好阻擋α粒子不射透銀箔，實(shí)驗(yàn)中充入氮?dú)夂箫@微鏡觀察到了閃光．完成該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋________．圖4答案(1)質(zhì)子(2)eq\o\al(1,1)H12.圖5(8分)貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，揭開(kāi)了人類研究原子核結(jié)構(gòu)的序幕．如圖5中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)中分成A、B、C三束．(1)構(gòu)成A射線的粒子是________；構(gòu)成B射線的粒子是________；構(gòu)成C射線的粒子是________．(2)三種射線中，穿透能力最強(qiáng)，經(jīng)常用來(lái)對(duì)金屬探傷的是________射線；電離作用最強(qiáng)，動(dòng)量最大，經(jīng)常用來(lái)轟擊原子核的是________射線；當(dāng)原子核中的一個(gè)核子由中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)將放出一個(gè)________粒子．(3)請(qǐng)完成以下與上述粒子有關(guān)的兩個(gè)核反應(yīng)方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋________；________＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n.答案(1)電子e(或β粒子)γ光子氦核He(或α粒子)(2)γαβ(3)eq\o\al(0,－1)eeq\o\al(4,2)He13．(6分)如圖6所示，在橄欖球比賽中，一個(gè)質(zhì)量為95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動(dòng)，想穿越防守隊(duì)員到底線觸地得分．就在他剛要到底線時(shí)，迎面撞上了對(duì)方兩名質(zhì)量均為75kg的隊(duì)員，一個(gè)速度為2m/s，另一個(gè)為4m/s，然后他們就扭在了一起．圖6(1)他們碰撞后的共同速率是________(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)．(2)在框中標(biāo)出碰撞后他們動(dòng)量的方向，并說(shuō)明這名前鋒能否得分：________．答案(1)m/s(2)能夠得分解析(1)設(shè)前鋒運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為M1，兩防守隊(duì)員質(zhì)量均為M2，速度分別為v1、v2、v3，碰撞后的速度為v，設(shè)v1方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得M1v1－M2v2－M2v3＝(M1＋2M2)v代入數(shù)據(jù)解得，v＝m/s(2)因v>0，故碰后總動(dòng)量p′的方向與pA方向相同，碰撞后的狀態(tài)及動(dòng)量如圖所示，即他們都過(guò)了底線，該前鋒能夠得分．三、計(jì)算題(本題共4小題，共42分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(8分)一粒質(zhì)量為4×10－4g的塵埃，在空中下落的速度從1m/s增加到3m/s時(shí)，它的德布羅意波長(zhǎng)從多少變化到多少？分析是否可通過(guò)衍射現(xiàn)象觀察到其波動(dòng)性．答案見(jiàn)解析解析速度v1＝1m/s時(shí)德布羅意波長(zhǎng)為λ1＝eq\f(h,mv1)＝eq\f×10－34,4×10－4×10－3×1)m≈×10－27m，速度v2＝3m/s時(shí)德布羅意波長(zhǎng)為λ2＝eq\f(h,mv2)＝eq\f×10－34,4×10－4×10－3×3)m≈×10－28m.由于波長(zhǎng)太短，所以不能通過(guò)衍射現(xiàn)象觀察到其波動(dòng)性．15．(12分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1＝×10－10m，量子數(shù)為n的能級(jí)值為En＝eq\f(－,n2)eV.(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)，畫一張能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線；(3)計(jì)算這幾種光譜線中波長(zhǎng)最短的波長(zhǎng)．(靜電力常量k＝9×109N·m2/C2，電子電荷量e＝×10－19C，普朗克常量h＝×10－34J·s，真空中光速c＝×108m/s)．答案(1)eV(2)如圖所示(3)×10－7m解析(1)核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力，則keq\f(e2,req\o\al(2,1))＝eq\f(mv2,r1)，又知Ek＝eq\f(1,2)mv2，故電子在基態(tài)軌道的動(dòng)能為：Ek＝eq\f(ke2,2r1)＝eq\f(9×109×（×10－19）2,2××10－10)J＝×10－18J＝eV.(2)當(dāng)n＝1時(shí)，能級(jí)值為E1＝eq\f(－,12)eV＝－eV；當(dāng)n＝2時(shí)，能級(jí)值為E2＝eq\f(－,22)eV＝－eV；當(dāng)n＝3時(shí)，能級(jí)值為E3＝eq\f(－,32)eV＝－eV.能發(fā)出的光譜線分別為3→2，2→1，3→1共3種，能級(jí)圖如圖所示．(3)由n＝3能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率最大，波長(zhǎng)最短．hν＝E3－E1，又知ν＝eq\f(c,λ)，則有λ＝eq\f(hc,E3－E1)＝eq\f×10－34×3×108,××10－19)m＝×10－7m.16.圖7(10分)如圖7所示，質(zhì)量為m2和m3的物體靜止放在光滑水平面上，兩者之間有壓縮著的彈簧(與m2、m3不拴接)．質(zhì)量為m1的物體以速度v0向右沖來(lái)，為了防止沖撞，釋放彈簧將m3物體發(fā)射出去，m3與m1碰撞后粘合在一起．問(wèn)m3的速度至少多大，才能使以后m3和m2不發(fā)生碰撞？答案eq\f(m1m2v0,（m1＋m2＋m3）m3)解析設(shè)m3發(fā)射出去的速度大小為v1，m2的速度大小為v2.以向右的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得m2v2－m3v1＝0，則v2＝eq\f(m3v1,m2)，只要m1和m3碰后速度不大于v2，則m3和m2就不會(huì)再發(fā)生碰撞．m3與m2恰好不相撞時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得，m1v0－m3v1＝(m1＋m3)v2代入v2＝eq\f(m3v1,m2)，得v1＝eq\f(m1m2v0,（m1＋m2＋m3）m3).即彈簧將m3發(fā)射出去的速度至少為eq\f(m1m2v0,（m1＋m2＋m3）m3).17.圖8(12分)如圖8所示，有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝T，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，MN是磁場(chǎng)的左邊