2024-2025學(xué)年高中物理模塊綜合檢測二含解析粵教版選修3-5

PAGE9-模塊綜合檢測(二)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得3分，選錯或不答的得0分)1．在人類對微觀世界進行探究的過程中，科學(xué)試驗起到了特別重要的作用．下列說法符合歷史事實的是()A．查德威克第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變并發(fā)覺了質(zhì)子B．貝克勒爾通過對自然放射現(xiàn)象的探討，發(fā)覺了原子中存在原子核C．盧瑟福通過α粒子散射試驗證明白在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子D．湯姆生通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的試驗，發(fā)覺了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并求出了該粒子的比荷解析：盧瑟福第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變并發(fā)覺了質(zhì)子，故A錯誤；貝克勒爾通過對自然放射現(xiàn)象的探討，發(fā)覺放射性元素，故B錯誤；盧瑟福通過α粒子散射試驗證明白在原子的核式結(jié)構(gòu)理論，故C錯誤；湯姆生通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的試驗，發(fā)覺了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并求出了該粒子的比荷，故D正確．答案：D2．對愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W，下面的理解正確的有()A．只要是用同種頻率的光照耀同一種金屬，那么從金屬中逸出的全部光電子都會具有同樣的初動能EkB．式中的W表示每個光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功C．逸出功W和極限頻率ν0之間應(yīng)滿意關(guān)系式W＝hν0D．光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，同種頻率的光照耀同一種金屬，從金屬中逸出的全部光電子最大初動能Ek都相同，但初動能可能不同，故A錯誤；W表示逸出功，是每個電子從這種金屬中飛出過程中，克服金屬中正電荷引力所做的功的最小值，故B錯誤；依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，當(dāng)最大初動能為零時，入射頻率即為極限頻率，則有W＝hν0，故C正確；依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故D錯誤．答案：C3．有關(guān)圖中四幅圖的說法正確的是()A．甲圖中，水平地面光滑，球m1以速度v碰撞靜止球m2，若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度肯定為vB．乙圖中，在光顏色保持不變的狀況下，入射光越強，飽和電流越大C．丙圖中，射線1由β粒子組成，射線2為γ射線，射線3由α粒子組成D．丁圖中，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于輕核聚變解析：題圖甲中只有發(fā)生彈性碰撞時，碰后m2的速度才為v，則A錯誤；題圖丙中射線1由α粒子組成，射線3由β粒子組成，射線2為γ射線，C錯誤；題圖丁中，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變，D錯誤．答案：B4.如圖所示，光滑水平面上有質(zhì)量均為m的物塊A和B，B上固定一水平輕質(zhì)彈簧，B靜止，A以速度v0水平向右運動，從A與彈簧接觸至彈簧被壓縮到最短的過程中()A．A、B的動量改變量相同B．A、B的動量改變率相同C．A、B系統(tǒng)的總動能保持不變D．A、B系統(tǒng)的總動量保持不變解析：兩物塊相互作用過程中系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)的總動量守恒，則A、B的動量改變量大小相等、方向相反，所以動量改變量不同，故A錯誤，D正確；由動量定理Ft＝Δp可知，動量的改變率等于物塊所受到的合外力，A、B兩物塊所受的合外力大小相等、方向相反，所受到的合外力不同，則動量的改變率不同，故B錯誤；A、B和彈簧組成的系統(tǒng)的總機械能不變，彈性勢能在改變，則A、B的總動能在改變，故C錯誤．答案：D5．一只小船靜止在湖面上，一個人從小船的一端走到另一端，以下說法正確的是(不計水的阻力)()A．人受的沖量與船受的沖量相同B．人向前走時，人與船的總動量不守恒C．當(dāng)人停止走動時，小船也停止后退D．人向前走的速度肯定大于小船后退的速度解析：人和船之間的相互作用力大小相等，作用時間相同，由沖量的定義I＝Ft知，人受的沖量與船受的沖量大小相等，但方向相反，人受到的沖量與船受到的沖量不同，故A錯誤；人與船組成的系統(tǒng)所受合力為零，人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，人向前走時，人與船的總動量守恒，故B錯誤；人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，人與船系統(tǒng)的初動量為零，由動量守恒定律可知，在任一時刻系統(tǒng)的總動量都為零，當(dāng)人停止走動時人的動量為零，船的動量也為零，船停止后退，故C正確；人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可知，人的動量與船的動量大小相等，但由于不知道人的質(zhì)量與船的質(zhì)量間的關(guān)系，無法推斷人的速度與船的速度間的關(guān)系，故D錯誤．答案：C6．下列說法中錯誤的是()A．盧瑟福通過試驗發(fā)覺質(zhì)子的核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB．鈾核裂變的核反應(yīng)方程是：eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2D．原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時放射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時汲取波長為λ2的光子，已知λ1>λ2，那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要汲取波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子解析：1919年，盧瑟福做了α粒子轟擊氮原子核的試驗，發(fā)覺了質(zhì)子，核反應(yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，選項A正確；鈾核裂變時，須要中子轟擊鈾核，所以鈾核裂變的核反應(yīng)方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項B錯誤；依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式可知，選項C正確；設(shè)波長為λ1的光子能量為E1，波長為λ2的光子能量為E2，原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要汲取的光子能量為E3，波長為λ3，則E1＝eq\f(hc,λ1)，E2＝eq\f(hc,λ2)，E3＝eq\f(hc,λ3)；E3＝E2－E1，可推知λ3＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，D正確．答案：B7．釷核(eq\o\al(234,90)Th)具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)殓h核(eq\o\al(234,91)Pa)，同時伴隨有γ射線產(chǎn)生，其方程為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X.則X粒子為()A．質(zhì)子 B．中子C．α粒子 D．β粒子解析：依據(jù)電荷數(shù)守恒可知，射線的電荷數(shù)：z＝90－91＝－1，結(jié)合質(zhì)量數(shù)守恒知釷核衰變過程中放出了一個電子，即x為β粒子，故D正確．答案：D8．一質(zhì)量為m的鐵錘，以速度v，豎直打在木樁上，經(jīng)過Δt時間后停止，則在打擊時間內(nèi)，鐵錘對木樁的平均沖力的大小是()A．mgΔt B.eq\f(mv,Δt)C.eq\f(mv,Δt)＋mg D.eq\f(mv,Δt)—mg解析：鐵錘對木樁的作用力和木樁對鐵錘的作用力大小相等，對鐵錘分析可得受到重力和木樁的作用力，故依據(jù)動量定理可得(mg－F)t＝0－mv，解得F＝mg＋eq\f(mv,Δt)，故鐵錘對木樁的平均沖力的大小為mg＋eq\f(mv,Δt)，C正確．答案：C9．一自身質(zhì)量為100kg的小船靜止在安靜的湖面上，船長為6m，一質(zhì)量為50kg的人從船尾走到船頭，在此過程中船對岸的位移大小為(人行走前人、船均靜止，水的阻力不計)()A．2m B．3mC．4m D．0解析：船和人組成的系統(tǒng)，在水平方向上動量守恒，人在船上行進，船向后退，以人的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m人v人－m船v船＝0，人從船頭走到船尾，設(shè)船后退的位移大小為x，則人相對于岸的位移大小為L－x，則m人eq\f(L－x,t)－m船eq\f(x,t)＝0，解得：x＝2m，船向后退了2m，故A正確．答案：A10．如圖所示，已知用光子能量為2.82eV的紫光照耀光電管中的金屬涂層時，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，電壓表讀數(shù)1V．則該金屬涂層的逸出功約為()A．2.9×10－19J B．6.1×10－19JC．1.6×10－19J D．4.5×10－19J解析：若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，知所加的電壓為反向電壓，即最大初動能的光電子都不能到達另一端，過程中電場力做功為Ue＝eq\f(1,2)mv2，依據(jù)光電效應(yīng)方程可得W0＝E－eq\f(1,2)mv2，U＝1V，e＝1.6×10－19C，聯(lián)立可得W0≈2.9×10－19J，A正確．答案：A二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)11．一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*.下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和D．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一樣解析：質(zhì)子p即eq\o\al(1,1)H，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A項正確；核反應(yīng)過程遵循動量守恒定律，B項正確；在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，但會發(fā)生質(zhì)量虧損，所以C項錯誤；設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，則eq\o\al(28,14)Si*的質(zhì)量為28m，由動量守恒定律有mv0＝28mv，得v＝eq\f(v0,28)＝eq\f(1.0×107,28)m/s≈3.6×105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向相同，故D項正確．答案：ABD12．下列說法正確的是()A．比結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越堅固，原子核越穩(wěn)定B．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)C．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)D．大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子解析：比結(jié)合能是衡量原子核結(jié)構(gòu)是否堅固的指標(biāo)，它越大，原子核中核子結(jié)合得越堅固，原子核越穩(wěn)定，故A正確；依據(jù)黑體輻射試驗的規(guī)律可知：黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故B正確；放射性元素的半衰期是由核內(nèi)自身的因素確定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故C錯誤；大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍進時，由Ceq\o\al(2,4)＝6知：最多可產(chǎn)生6種不同頻率的光子，故D錯誤．答案：AB13．質(zhì)量為m的物體在傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止釋放，斜面高h，物體從斜面頂端滑到斜面底端過程中()A．物體所受支持力的沖量為零B．物體所受支持力的沖量方向垂直斜面對上C．物體所受重力的沖量方向沿斜面對下D．物體所受重力的沖量大小為eq\f(m\r(2gh),sinθ)解析：力與時間的乘積是力的沖量，物體沿斜面下滑過程，物體所受支持力垂直斜面對上，沖量I＝mgcosθ·t大小不為零，方向垂直斜面對上，故A錯誤，B正確；恒力的沖量方向與力的方向相同，重力的沖量方向豎直向下，故C錯誤；由eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)gsinθt2得物體下滑過程所用時間為：t＝eq\f(1,sinθ)×eq\r(\f(2h,g))，故重力的沖量大小I＝mgt＝mgeq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(m\r(2gh),sinθ)，故D正確．答案：BD14．科學(xué)家運用核反應(yīng)獲得氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量．核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV.下列表述正確的有()A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)答案：AD三、非選擇題(本題共4小題，共54分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最終答案的不能得分．答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(12分)如圖所示，光滑的水平地面上有A、B、C三個可視為質(zhì)點的木塊，質(zhì)量分別為1kg、6kg、6kg.木塊A的左側(cè)有一半徑R＝0.1m的固定的粗糙半圓弧軌道，一起先B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)，B、C之間的水平輕質(zhì)彈簧處于原長．給木塊A一個水平向右的初速度，大小為v1＝8m/s，與木塊B碰撞后(碰撞時間極短)，A被反彈，速度大小變?yōu)関2＝4m/s.若A恰好能通過半圓弧軌道的最高點(g取10m/s2)，求：(1)木塊A克服半圓弧軌道摩擦所做的功；(2)彈簧具有的最大彈性勢能．解析：(1)由木塊A恰好通過半圓弧軌道最高點有mAg＝mAeq\f(veq\o\al(2,A),R)，解得vA＝1m/s，木塊A從最低點到最高點的過程，由動能定理得：－mAg·2R－Wf＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,2)，解得Wf＝5.5J.(2)以水平向右為正方向，依據(jù)動量守恒，得mAv1＝mBvB－mAv2，解得vB＝2m/s，彈簧壓縮至最短時，B、C速度相同，有mBvB＝(mB＋mC)v，解得v＝1m/s，彈簧具有的最大彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)(mB＋mC)v2＝6J.答案：見解析16．(12分)(1)在光電效應(yīng)試驗中，先后用兩束光照耀同一個光電管，若試驗所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線如圖所示，則下列說法中正確的是()A．a(chǎn)光頻率大于b光頻率B．a(chǎn)光波長大于b光波長C．a(chǎn)光強度高于b光強度D．a(chǎn)光照耀光電管時產(chǎn)生光電子的最大初動能較大(2)已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，激發(fā)態(tài)能量En＝eq\f(1,n2)E1，其中n＝2，3，…，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，汲取波長為__________的光子能使氫原子從基態(tài)躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)；此激發(fā)態(tài)原子中的電子再汲取一個頻率為ν的光子被電離后，電子的動能為__________．(3)一個初速度為v0的氧核(eq\o\al(15,8)O)自發(fā)衰變成一個氮核(eq\o\al(15,7)N)和另外一個粒子，并釋放出肯定能量．已知氧核的質(zhì)量為m0，氮核的質(zhì)量為m1，速度為v1，方向與氧核方向相同，粒子的質(zhì)量為m2，若不計光子的動量，寫出該核反應(yīng)的方程式并求出粒子的速度v2大?。馕觯?1)截止電壓相同，所以頻率相同，A錯誤；頻率相同，波長相同，B錯誤；a的飽和電流大于b的飽和電流，則a中的光強大于b中的光強，C正確；依據(jù)Ek＝hν－W可得產(chǎn)生光電子的最大初動能一樣大，D錯誤，故選C.(2)依據(jù)公式E＝heq\f(c,λ)可得λ＝eq\f(hc,E)＝eq\f(hc,\f(1,22)E1－E1)＝－eq\f(4hc,3E1)，此激發(fā)態(tài)原子中的電子再汲取一個頻率為ν的光子被電離后，電子的動能為Ek＝eq\f(1,n2)E1＋hν＝hν＋eq\f(E1,4).(3)方程式為：eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,1)e，由動量守恒得：m0v0＝m1v1＋m2v2，解得：v2＝eq\f(m0v0－m1v1,m2).答案：(1)C(2)－eq\f(4hc,3E1)hν＋eq\f(E1,4)(3)eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,1)ev2＝eq\f(m0v0－m1v1,m2)17．(12分)若eq\o\al(235,92)U俘獲一個中子裂變成eq\o\al(90,38)Sr及eq\o\al(136,54)Xe兩種新核，且三種原子核的質(zhì)量分別為235.0439u、89.9077u和135.9072u，中子質(zhì)量為1.0087u(1u＝1.6606×10－27kg，1u相當(dāng)于931.50MeV)(1)寫出鈾核裂變的核反應(yīng)方程；(2)求9.2kg純鈾235完全裂變所釋放的能量(阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.03×1023mol－1，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)依據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，生成物中的中子個數(shù)：n＝235＋1－90－136＝10則核反應(yīng)方程為：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)因為一個鈾核裂變的質(zhì)量虧損為Δm＝(235.0439＋1.0087)u－(89.9077＋135.9072＋10×1.0087)u＝0.1507u所以ΔE＝Δm×931.5＝0.1507×931.5MeV＝140.38MeV9．2kg純鈾235完全裂變所釋放的能量是：E＝eq\f(9200,235.0439)×6.03×1023×140.38MeV＝3.3×1027MeV答案：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)3.3×1027MeV18．(18分)(1)下列說法正確的是()A．盧瑟福通過α粒子散射試驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．在許多核反應(yīng)中，由于有核能的釋放，所以才會有質(zhì)量的虧損C．對放射性物質(zhì)施加壓力，其半衰期將削減D．入射光的頻率假如低于某金屬的截止頻率，即使增加該入射光的強度，也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)E．康普頓效應(yīng)不僅表明白光子具有能量，還表明白光子具有動量(2)如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)．在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將______(選填“汲取”“放出”)光子．若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍