福建省福州市永泰一中高三物理上学期模块试卷（含解析）.doc

福建省福州市永泰一中 2015届高三上学期模块物理试卷一、选择题（在每小题给出的四个选项中有的小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共60分）1关于核力，下列说法中正确的是( )a核力是一种特殊的万有引力b原子核内任意两个核子间都有核力作用c核力是原子核能稳定存在的原因d核力是一种短程强作用力考点：原子的核式结构 分析：核力与万有引力性质不同核力只存在于相邻的核子之间解答：解：核力与万有引力、库伦力的性质不同，核力是短程力，作用范围在1.51015m，原子核的半径数量级在1015m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故cd正确故选：cd点评：本题考查对核力的理解核力是自然界四种基本作用力之一，与万有引力性质、特点不同2下列说法正确的是( )a太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应b利用卢瑟福的粒子散射实验可以估算原子核的大小c玻尔理论是依据粒子散射实验分析得出的d氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增大，原子势能减小，总能量增大考点：氢原子的能级公式和跃迁；玻尔模型和氢原子的能级结构；裂变反应和聚变反应 专题：原子的能级结构专题分析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变；卢瑟福运用粒子散射实验估算原子核的大小；玻尔理论是在核式结构模型与经典物理理论产生矛盾，在普朗克、爱因斯坦的量子理论的基础上提出的；根据轨道半径的变化，通过库仑引力提供向心力，判断动能的变化，通过总能量的变化判断电势能的变化解答：解：a、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变，又称为热核反应故a错误b、卢瑟福运用粒子散射实验估算原子核的大小故b正确c、卢瑟福提出原子核式模型，这一模型与经典物理理论之间存在着尖锐矛盾，原子将不断辐射能量而不可能稳定存在；原子发射连续谱，而不是实际上的离散谱线玻尔着眼于原子的稳定性，吸取了普朗克、爱因斯坦的量子概念，提出原子结构的玻尔理论故c错误d、根据，轨道半径增大，电子的动能减小，原子能量增大，势能增大故d错误故选b点评：本题考查了聚变和裂变反应、玻尔理论以及能级等知识点，关键掌握这些知识的基本概念和基本规律，以及理清一些物理学史3下列核反应中属于核聚变的是( )ah+hhe+nbthpa+ecu+nxe+sr+2ndbe+hec+n考点：轻核的聚变 专题：重核的裂变和轻核的聚变专题分析：本题比较简单，根据聚变的定义即可正确解答解答：解：轻核聚变是指把轻核结合成质量较大的核，并释放出核能的反应，所以由此可知a是轻核聚变，b是衰变，c是裂变反应，d是原子核的人工转变，故bcd错误，a正确故选a点评：明确聚变、裂变、以及、衰变等各种核反应方程的特点4关于原子核，下列说法中正确的是( )a原子核能发生衰变说明原子核内存在电子b核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度c轻核的聚变反应可以在任何温度下进行d一切核反应都能释放核能考点：受控聚变反应；原子的核式结构；裂变反应和聚变反应 专题：重核的裂变和轻核的聚变专题分析：该题考察知识比较全面，题目中四个选项，考察了四个方面的知识，但是所考察问题均为对基本概念、规律的理解只要正确理解教材中有关概念即可解答：解：a、衰变是核内的一个中子变为质子同时发出一个电子，故a错误；b、镉具有很大的中子吸收界面，所以用来吸收裂变产生的中子，故b正确；c、聚变必须在高温下进行，故c错误；d、核聚变和核裂变大部分是放出核能，只有极少数的核反应是吸收能量，故d错误；故选：b点评：像这类理解、记忆的问题，学生在解答过程中是很容易出错的，只要充分理解教材中的相关概念，就可正确解答5新发现的一种放射性元素x，它的氧化物x2o的半衰期为8天，x2o与f能发生如下反应：2x2o+2f24xf+o2，xf的半衰期为( )a2天b4天c8天d16天考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度 专题：衰变和半衰期专题分析：本题考察了有关半衰期的运算，明确半衰期的含义，衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关解答：解：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，因此放射性元素x无论以什么样的状态存在，其半衰期不发生变化，故c正确，abd错误；故选：c点评：本题比较简单，只要知道半衰期的决定因素就能解答，原子物理中题目主要是加强记忆，没有很复杂的计算题6一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损聚变过程中( )a吸收能量，生成的新核是b放出能量，生成的新核是c吸收能量，生成的新核是d放出能量，生成的新核是考点：轻核的聚变 分析：根据质能方程可知核反应的过程中出现质量亏损，则一定释放能量；根据核反应过程中质量数守恒可求出新核的质量数，根据核反应过程中核电荷数守恒可求出新核的质子数，从而确定新核解答：解：根据爱因斯坦质能方程e=mc2，可知在核聚变中存在质量亏损，则核反应过程中一定会释放大量的能量核反应方程为+根据核反应过程中质量数守恒可得：2+3=1+a解得a=4根据核反应过程中核电荷数守恒可得：1+1=0+z解得z=2故新核为故选b点评：本题考查的知识点是质能方程和核反应遵循的规律，比较基础，只要多读课本，加强知识积累就能顺利解决7随着现代科学的发展，大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是( )a卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构b天然放射现象表明原子核内部有电子c轻核骤变反应方程有：h+hhe+nd氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长考点：氢原子的能级公式和跃迁；物理学史；裂变反应和聚变反应 专题：压轴题；原子的能级结构专题分析：卢瑟福的粒子散射实验说明原子的核式结构模型；天然放射现象说明原子核内部有复杂结构；根据电荷数守恒质量数守恒判断轻核聚变方程的正误；能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据频率的大小比较波长的大小解答：解：a、卢瑟福的粒子散射实验说明原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构故a错误b、天然放射现象只说明原子核内部有复杂结构，原子核内部没有电子，衰变的产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来故b错误c、轻核聚变方程电荷数守恒、质量数守恒故c正确d、氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者辐射的光子能量大，即光子的频率大，则前者辐射的光子波长比后者短故d错误故选c点评：解决本题的关键理解物理学史，以及掌握能级跃迁的特点，即辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差8一炮艇总质量为m，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是( )amv0=（mm） v+mvbmv0=（mm） v+m（v+v0）cmv0=（mm） v+m（v+v）dmv0=m v+mv考点：动量守恒定律 专题：压轴题分析：对艇和炮弹组组成的系统，由于不受阻力作用，系统所受合外力为0，开炮过程中动量守恒，需要注意开炮后艇的质量在减少解答：解：对艇和炮弹组组成的系统，开炮过程中动量守恒，开炮后艇的质量变为（mm），有 mv0=（mm） v+mv故选a点评：本题考查动量守恒定律的基础知识，需要注意过程前后物体质量与速度的对应，防止混乱本题难度较低，为基础题9用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v1、v2、v3的三条谱线，且v3v2v1，则( )av0v1bv3=v2+v1cv0=v1+v2+v3d=+考点：氢原子的能级公式和跃迁 专题：原子的能级结构专题分析：本题的关键是明确发光的含义是氢原子从高能级向低能级跃迁，根据能级图，有三条光谱线说明原子最高能级在n=3能级，再根据氢原子理论可知，入射光的频率应等于n=3能级时的频率，然后再根据跃迁公式即可求解解答：解：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁n=3能级向n=1能级跃迁时，hv3=e3e1n=2能级向n=1能级跃迁时，hv2=e2e1n=3能级向n=2能级跃迁时，hv1=e3e2将以上三式变形可得 hv3=hv2+hv1解得 v3=v2+v1，所以b正确，再根据氢原子理论可知，入射光频率v0=v3，所以ac错误故选b点评：氢原子理论中能量的吸收和放出都不是连续的，要熟记能级跃迁公式以及发光条数的求法10目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )a氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了b衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的c射线一般伴随或射线产生，三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强d发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，核子数减少了2考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度 专题：衰变和半衰期专题分析：半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间，具有统计规律；衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强发生衰变时，电荷数少2，质量数少4解答：解：a、半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用故a错误b、衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的故b正确c、射线一般伴随或射线产生，三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱故c错误d、衰变时，电荷数少2，质量数少4，核子数少4故d错误点评：解决本题的关键知道、射线的特点，以及知道半衰期的定义，知道衰变所释放的电子的来源11（供选学35模块的考生做）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为e1=54.4ev，氦离子的能级示意图如图所示在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )a42.8ev （光子）b43.2ev（电子）c41.0ev（电子）d54.4ev （光子）考点：氢原子的能级公式和跃迁 专题：原子的能级结构专题分析：氦离子吸收光子发生跃迁，光子能量需等于两能级间的能级差，否则不会被吸收电子能量可以部分被吸收，发生跃迁解答：解：a、基态的氦离子吸收42.8ev的能量，能量为54.4+42.8ev=11.6ev不能跃迁故a正确b、基态的氦离子吸收43.2ev的电子能量，部分被吸收，能跃迁到第二能级故b错误c、基态的氦离子吸收41.0ev的电子能量，部分被吸收，能跃迁到第二能级故b错误c、基态的氦离子吸收54.4ev的能量，能量为54.4+54.4=0ev，跃迁到无穷远故d错误故选a点评：解决本题的关键知道能级间跃迁吸收和辐射光子的能量等于两能级间的能级差，对于电子，能量可以部分被吸收12质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离开地的速率为v2在碰撞过程中，钢球受到合力的冲量的方向和大小为( )a向下，m（v1v2）b向下，m（v1+v2）c向上，m（v1v2）d向上，m（v1+v2）考点：动量定理 专题：动量定理应用专题分析：由于碰撞时间极短，钢球的重力相对于地面对钢球的冲力可忽略不计根据动量定理求解在碰撞过程中地面对钢球的冲量的方向和大小解答：解：选取竖直向下方向为正方向，根据动量定理得 地面对钢球的冲量i=mv2mv1=m（v1+v2），则地面对钢球的冲量的方向向上，大小为m（v1+v2）故选：d点评：应用动量定理求解冲量是常用的方法，要注意选取正方向，用带正号的量值表示矢量如重力不能忽略，还要考虑重力的冲量13图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（po）放出的a射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡时会打出粒子流b，经研究知道( )aa为中子，b为质子ba为质子，b为中子ca为射线，b为中子da为中子，b为射线考点：原子核的人工转变 分析：天然放射性元素钋（po）放出的射线轰击铍时会产生高速中子流，轰击石蜡时会打出质子解答：解：用放射源钋的射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流所以a为中子，b为质子，所以a正确故选a点评：本题考查了天然放射现象，核反应产生的粒子14如图所示，与轻弹簧相连的物体a停放在光滑的水平面上物体b沿水平方向向右运动，跟与a相连的轻弹簧相碰在b跟弹簧相碰后，对于a、b和轻弹簧组成的系统，下列说法中不正确的是( )a当弹簧压缩至最短时，系统的总动量最小b当弹簧压缩至最短时，a、b的动能之和最小c弹簧被压缩的过程中系统的总动量不变d当b脱离弹簧时，a的速度最大考点：动量守恒定律 分析：物体a、b组成的系统动量守恒，在b与弹簧接触时，b做减速运动，a做加速运动，当a、b速度相同时，弹簧压缩量最大，弹簧的弹性势能最大当弹簧第一次恢复原长时，b脱离弹簧，此前弹簧一直处于压缩状态，a一直加速解答：解：a、c物体a、b组成的系统，在竖直方向上重力与水平面的支持力平衡抵消，水平方向不受外力，故系统的合外力为零，系统的总动量保持不变，故a错误，c正确b、滑块b与弹簧接触时，弹簧发生形变，产生弹力，可知b做减速运动，a做加速运动，当两者速度相等时，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，根据系统的机械能守恒可知，a、b的总动能最小故b正确d、当弹簧第一次恢复原长时，b脱离弹簧，此前弹簧一直处于压缩状态，a一直加速，此时a的速度最大故d正确本题选错误的，故选：a点评：解决本题的关键知道a、b组成的系统动量守恒，以及能够根据受力情况判断出弹簧从原长压缩到最大，再恢复原长的过程中，a、b的运动情况15质量相等的a、b两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，a球的动量pa=9kgm/s，b球的动量pb=3kgm/s当a追上b时发生碰撞，则碰后a、b两球的动量可能值是( )apa=6 kgm/s，pb=6 kgm/sbpa=8 kgm/s，pb=4 kgm/scpa=2 kgm/s，pb=14 kgm/sdpa=4 kgm/s，pb=17 kgm/s考点：动量守恒定律 分析：当a球追上b球时发生碰撞，遵守动量守恒由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增加，进行选择解答：解：a、根据碰撞过程总动能不增加，则有，解得：mamb，满足ma=mb，故a正确；b、根据碰撞过程动能不能增加有：，得：mamb，满足ma=mb，但是碰后a的速度不可能大于b的速度，故b错误；c、根据碰撞过程动能不能增加有，解得mamb，不满足ma=mb，故c错误；d、碰后动量之后为13kg/s，不满足动量守恒，故d错误，故选：a点评：对于碰撞过程要遵守三大规律：1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况二、填空题16一置于铅盒中的放射源发射的、和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为射线，射线b为射线考点：带电粒子在匀强电场中的运动；原子核衰变及半衰期、衰变速度 专题：压轴题分析：、和三种射线中，带正电、带负电、不带电，且粒子的穿透力最弱，无法穿过铝箔；再根据带电粒子在电场中的偏转可判断ab分别是什么射线解答：解：因粒子无法穿透铝箔，故打在底片上的只有和两种射线，因光子不带电，故在电场中不会偏转，故a为射线；射线带负电，故在电场中会向正极偏转，故b为射线；故答案为：，点评：本题要求学生能熟记放各种射线的性质，并能根据平行板电容器内电场的性质区分射线的种类17正电子（pet）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15o注入人体，参与人体的代谢过程15o在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象根据pet原理，回答下列问题：（1）写出15o的衰变的方程式815o715n+10e（2）将放射性同位素15o注入人体，15o的主要用途ba利用它的射线 b作为示踪原子 c参与人体的代谢过程 d有氧呼吸（3）设电子质量为m，电量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=（4）pet中所选的放射性同位素的半衰期应短（填“长”或“短”或“长短均可”）考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度；光子 专题：衰变和半衰期专题分析：（1）15o在人体内衰变放出正电子，故衰变为衰变，衰变是原子核内的中子转化为质子，并产生一个电子的过程，即发生衰变时衰变前后质量数不变，电荷数增加写出衰变方程即可（2）找出15o的作用，进行判断即可（3）湮灭放出能量，由hf=mc2得求解出频率f，由波长公式计算即可（4）在受检体内存留时间要短，这样才安全解答：解：（1）15o在人体内衰变放出正电子，故衰变为衰变，所以衰变方程为：815o715n+10e（2）将放射性同位素15o注入人体，15o在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，所以它的作用是为了被探测到的，即它的用途是作为示踪原子，故选：b（3）湮灭放出的能量为：mc2由：hf=mc2得：频率：f=，又：=（4）在受检体内存留时间要短，这样才安全故填：短故答案为：（1）815o715n+10e（2）b；（3）；（4）短点评：这是一个理论联系实际的题目，在处理时找准考查的知识点，这一块的知识点比较简单，找出后直接应用即可18在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中h的核反应，间接地证实了中微子的存在（1）中微子与水中的h发生核反应，产生中子（n）和正电子（e），即中微子+hn+e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是a（填写选项前的字母）a0和0 b0和1 c1和0 d1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即e+e2已知正电子和电子的质量都为9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为8.21014 j正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是总动量为零考点：爱因斯坦质能方程 专题：爱因斯坦的质能方程应用专题分析：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒判断中微子的质量数和电荷数（2）根据质量亏损，通过爱因斯坦质能方程求出每个光子的能量正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，因为要遵循动量守恒解答：解：（1）由质量数守恒和电荷数守恒，可判断中微子的质量数和电荷数均为零（2）正负电子相遇转变为一