【步步高】高中物理 模块检测 沪科版选修35.docVIP

模块检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1下列能揭示原子具有核式结构的实验是()a光电效应实验 b伦琴射线的发现c粒子散射实验 d氢原子光谱的发现答案c解析光电效应实验说明了光的粒子性，a错；伦琴射线的发现说明了原子内部有能级结构，b错；粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，c对；氢原子光谱的发现说明原子内轨道量子化，d错2氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()a核力、万有引力、库仑力b万有引力、库仑力、核力c库仑力、核力、万有引力d核力、库仑力、万有引力答案d解析核子间的核力最大，万有引力最小，d正确3原子质量单位为u,1 u相当于931.5 mev的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为m的原子核时释放出的能量是()a(mm1m2)uc2b(m1m2m)u931.5 jc(m1m2m)c2d(m1m2m)931.5 ev答案c解析在计算核能时，如果质量的单位是kg，则用emc2进行计算，如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 mev的能量计算，即用em931.5 mev进行计算，故c正确，a、b、d错误4光电效应实验中，下列表述正确的是()a光照时间越长光电流越大b入射光足够强就可以有光电流c遏止电压与入射光的频率有关d入射光频率大于极限频率才能产生光电子答案cd解析由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eu0ekhw(其中u0为遏止电压，ek为光电子的最大初动能，w为逸出功，为入射光的频率)由以上分析知，a、b错误，c、d正确图15天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图1所示，由此可知()a来自于原子核外的电子b的电离作用最强，是一种电磁波c的电离作用最强，是一种电磁波d的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子答案d解析从题图中三种射线的穿透能力可以看出，为射线，为射线，为射线三种射线都来自于原子核内部，a错，射线的电离作用最强，为氦核流，b、c错；射线的电离作用最弱，d正确6火警的报警系统通常利用镅(am)衰变成镎(np)时放出一种很容易被空气阻隔的新粒子，这种粒子是()a.he b.h c.n d.e答案a解析根据电荷数和质量数守恒可以写出核反应方程amnphe.7如图2所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的a、b两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着而处于静止状态当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下列说法正确的是()图2a两滑块的动能之比ekaekb12b两滑块的动量大小之比papb21c两滑块的速度大小之比vavb21d弹簧对两滑块做功之比wawb11答案a8如图3所示为氢原子的能级图用光子能量为13.07 ev的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有多少种()图3a15 b10 c4 d1答案b解析本题考查能级跃迁规律，13.07 ev恰好为n5与n1的能级差，从而使基态氢原子跃迁到n5的激发态，这些氢原子再向较低能级跃迁时，可产生不同波长的光有c10种，b正确9已知一价氦离子he能级en与量子数n的关系为en，处于基态的一价氦离子he的电离能为54.4 ev，为使处于基态的一价氦离子he变为激发态，入射光子的最小能量为()a13.6 ev b40.8 evc48.4 ev d54.4 ev答案b解析由he1，当n2时，所需入射光子的能量最小，而e154.4 ev，代入数值可得h40.8 ev.图410如图4所示，光滑水平面上有大小相同的a、b两球在同一直线上运动两球质量关系为mb2ma，规定向右为正方向，a、b两球的动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后a球的动量增量为4 kgm/s，则()a左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25b左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110c右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25d右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110答案a解析碰撞前总动量p(66) kgm/s12 kgm/s，碰后a动量pa2 kgm/s，则pb10 kgm/s，又由mb2ma，可知vavb25，所以可知a项正确二、非选择题(每小题12分，共60分)11(12分)如图5所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系图5(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_(填选项前的符号)，间接地解决这个问题a小球开始释放高度hb小球抛出点距地面的高度hc小球做平抛运动的射程(2)图5中o点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射球m1多次从斜轨上s位置静止释放，找到其平均落地点的位置p，测量平抛射程op.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上s位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)a用天平测量两个小球的质量m1、m2b测量小球m1开始释放的高度hc测量抛出点距地面的高度hd分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置m、ne测量平抛射程om、on(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_(用(2)中测量的量表示)(4)经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置距o点的距离如图6所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_.图6实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为_答案(1)c(2)ade或dea或dae(3)m1opm1omm2onm1op2m1om2m2on2(4)142.91(11.01均可)解析(1)该实验是验证动量守恒定律，也就是验证两球碰撞前后动量是否相等，即验证m1v1m1v1m2v2，由题图中装置可以看出，不放被碰小球m2时，m1从抛出点下落的高度与放上m2两球相碰后下落的高度h相同，即在空中做平抛运动的下落时间t相同，故有v1，v1，v2，代入m1v1m1v1m2v2，可得m1opm1omm2on，只需验证该式成立即可，在实验中不需测出速度，只需测出小球做平抛运动的水平位移即可(2)需先找出落地点才能测量小球的水平位移，测量小球的质量无先后之分(3)若是弹性碰撞，还应满足动能守恒，即m1vm1v12m2v22，即m1op2m1om2m2on2.(4)1411112.9.1(11.01均可)12(10分)在光滑水平面上，甲、乙两物体的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的同一直线相向运动，其中甲物体以速度6 m/s由西向东运动，乙物体以速度2 m/s由东向西运动碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4 m/s.求：(1)甲、乙两物体的质量之比；(2)通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞答案(1)(2)弹性碰撞解析(1)设向东方向为正方向，则v16 m/s，v14 m/s，v22 m/s，v24 m/s由动量守恒定律得m1v1m2v2m1v1m2v2，解得(2)碰撞前系统的总动能ekm1vm2vm2碰撞后系统的总动能ekm1v12m2v22m2因为ekek，所以这次碰撞是弹性碰撞13(1)(4分)碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰期为8天碘131核的衰变方程：53i_(衰变后的元素用x表示)经过_天有75%的碘131核发生了衰变(2)(8分)如图7所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度(不计水的阻力)图7答案(1)54x01e16(2)4v0解析(1)根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得衰变方程：53i54x01e；每经1个半衰期，有半数原子核发生衰变，经2个半衰期将剩余，即有75%发生衰变，故经过的时间为16天(2)设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12mv011mv1mvmin10m2v0mvmin11mv2为避免两船相撞应满足v1v2联立式得vmin4v014(1)(2分)氢原子第n能级的能量为en，其中e1为基态能量当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则_.图8(2)(10分)如图8所示，光滑水平轨道上有三个木块a、b、c，质量分别为ma3m、mbmcm，开始时b、c均静止，a以初速度v0向右运动，a与b碰撞后分开，b又与c发生碰撞并粘在一起，此后a与b间的距离保持不变求b与c碰撞前b的速度大小答案(1)(2)v0解析(1)根据氢原子的能级公式，h1e4e2e1h2e2e1e1所以(2)设a与b碰撞后，a的速度为va，b与c碰撞前b的速度为vb，b与c碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得对a、b木块：mav0mavambvb对b、c木块：mbvb(mbmc)v由a与b间的距离保持不变可知vav联立式，代入数据得vbv015(1)(4分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：hhhex，式中x是某种粒子已知：h、h、he和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u931.5 mev/c2，c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒子x是_，该反应释放出的能量为_mev(结果保留3位有效数字)图9(2)(10分)如图9所示，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点o.让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60.忽略空气阻力，求：(i)两球a、b的质量之比；(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比答案(1)n(或中子)17.6(2)(i)1(ii)1解析(1)n(或中子)17.6(2)(i)设球b的质量为m2，细线长为l，球b下落至最低点，但未与球a相碰时的速率为v，由机械能守恒定律得m2g