新人教版选修3-5B

1 模块检测模块检测 二二 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 图 1 所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线 直线与横轴的交点坐标为 4 27 与纵轴的交点坐标为 0 5 由图可知 图 1 A 该金属的极限频率为 4 271014 Hz B 该金属的极限频率为 5 51014 Hz C 该图线的斜率表示普朗克常量 D 该金属的逸出功为 0 5 eV 答案 AC 解析 根据光电效应方程Ek h W可知 图线的斜率表示普朗克常量 图线与 轴 的交点对应的频率表示极限频率 Ek 图象中 0 时对应的Ek的值表示逸出功的 负值 易知该金属的逸出功不等于 0 5 eV 所以选项 A C 正确 2 2014 石河子高二检测 关于光的本性 下列说法中正确的是 A 光电效应反映光的粒子性 B 光子的能量由光的强度所决定 C 光子的能量与光的频率成正比 D 光在空间传播时 是不连续的 是一份一份的 每一份光叫做一个光子 答案 ACD 解析 光电效应反映了光的粒子性 A 对 光子的能量由光的频率决定 B 错误 光子 的能量E h h是普朗克常量 故光子的能量与光的频率成正比 C 对 根据光子说 的内容可知 D 对 3 在下列几种现象中 所选系统动量守恒的有 2 A 原来静止在光滑水平面上的车 从水平方向跳上一个人 人车为一系统 B 运动员将铅球从肩窝开始加速推出 以运动员和铅球为一系统 C 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中 以重物和车厢为一系统 D 光滑水平面上放一斜面 斜面也光滑 一个物体沿斜面滑下 以重物和斜面为一系 统 答案 A 解析 判断动量是否守恒的方法有两种 第一种 从动量守恒的条件判定 动量守恒定 律成立的条件是系统受到的合外力为零 故分析系统受到的外力是关键 第二种 从动 量的定义判定 B 选项叙述的系统 初动量为零 末动量不为零 C 选项末动量为零而 初动量不为零 D 选项 在物体沿斜面下滑时 向下的动量增大等 4 如图 2 所示 质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始 释放 落到地面上后又陷入泥潭中 由于受到阻力作用到达距地 面深度为h的B点时速度减为零 不计空气阻力 重力加速度为 g 关于小球下落的整个过程 下列说法中正确的有 A 小球的机械能减少了mg H h B 小球克服阻力做的功为mgh C 小球所受阻力的冲量大于m 2gH D 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 答案 AC 解析 在整个过程中 小球机械能的减少量等于其重力势能的减少量为mg H h 故 A 对 由动能定理 可推出小球克服阻力做的功为mg H h 故 B 错 在陷入泥潭过程 中 由动量定理 可推出小球受阻力的冲量大于m 故 C 对 在整个过程中 小球 2gH 动量的改变量等于所受合力的冲量 故 D 错 5 氦氖激光器能产生三种波长的激光 其中两种波长分别为 1 0 632 8 m 2 3 39 m 已知波长为 1的激光是氖原子在能级间隔为 E1 1 96 eV 的两 个能级之间跃迁产生的 用 E2表示产生波长为 2的激光所对应的跃迁的能级间隔 则 E2的近似值为 A 10 50 eV B 0 98 eV C 0 53 eV D 0 36 eV 图 2 3 答案 D 解析 由跃迁公式得 E1 E2 联立可得 E2 E1 0 36 eV D hc 1 hc 2 1 2 对 6 光子有能量 也有动量p 它也遵守有关动量的 h 规律 如图 3 所示 真空中有一 字形装置可绕 通过横杆中点的竖直轴OO 在水平面内灵活地转动 其中左边是圆形黑纸片 右边是和左边大小 质量均 相同的圆形白纸片 当用平行白光垂直纸面向里照射这两个圆面时 关于此装置开始时 转动情况 俯视 的下列说法中正确的是 A 沿顺时针方向转动 B 沿逆时针方向转动 C 都有可能 D 不会转动 答案 B 解析 由动量定理可知 白光垂直照射到白纸片上 反射能力较好 白光垂直照射到黑 纸片上时 吸收性较好 白纸片受到的冲力约为黑纸片受到的冲力的两倍 故俯视看到 装置开始逆时针方向转动 7 钚的一种同位素Pu 衰变时释放巨大能量 如图 4 所示 其 23994 衰变方程为Pu U He 则 23994235924 2 A 核反应中 的能量就是Pu 的结合能 23994 B 核燃料总是利用平均结合能小的核 C U 核比Pu 核更稳定 说明U 的结合能大 235922399423592 D 由于衰变时释放巨大能量 所以Pu 比U 的平均结合 2399423592 能小 答案 BD 解析 核燃料在衰变过程中要释放巨大能量 所以总是要利用平均结合能小的核 才能 更容易实现 B D 正确 核反应中 光子的能量是结合能中的一小部分 A 错 C 项 说明U 的结合能小 更稳定 C 错 23592 8 由于放射性元素Np 的半衰期很短 所以在自然界一直未被发现 只是在使用人工的 23793 方法制造后才被发现 已知Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成Bi 下列论 2379320983 图 3 图 4 4 断中正确的是 A Bi 的原子核比Np 的原子核少 28 个中子 2098323793 B Bi 的原子核比Np 的原子核少 18 个中子 2098323793 C 衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变 D 衰变过程中共发生了 4 次 衰变和 7 次 衰变 答案 BC 解析 Bi 的中子数为 209 83 126 Np 的中子数为 237 93 144 Bi 的原 209832379320983 子核比Np 的原子核少 18 个中子 A 错 B 对 衰变过程中共发生了 衰变的次数 23793 为 7 次 衰变的次数是 27 93 83 4 次 C 对 D 错 237 209 4 9 2014 衡水高二检测 如图 5 所示为氢原子的能级图 一群氢原子处于n 4 的激发态 在向较低能级跃迁的 过程中向外发出光子 用这些光照射逸出功为 1 90 eV 的金属铯 下列说法正确的是 A 这群氢原子能发出 6 种频率不同的光 其中从 n 4 跃迁到n 3 所发出的光波长最短 B 这群氢原子能发出 3 种频率不同的光 其中从n 4 跃迁到n 1 所发出的光频率最 高 C 金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为 12 75 eV D 金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为 10 85 eV 答案 D 解析 从n 4 跃迁到n 3 所发出的光波的频率最小 波长最长 A 错 从n 4 跃迁 到n 1 所发出的光的频率最高 发出有 C 6 种频率的光子 B 错 光电子的最大初 2 4 动能对应入射光子的频率最高时 最大入射光能量对应的入射光子的频率最高 即 E E4 E1 0 85 eV 13 6 eV 12 75 eV 由光电效应方程知 Ek E W0 10 85 eV C 错 D 对 10 某实验室工作人员 用初速度为v0 0 09c c为真空中的光速 的 粒子 轰击静止 在匀强磁场中的钠原子核Na 产生了质子 若某次碰撞可看做对心正碰 碰后新核 2311 的运动方向与 粒子的初速度方向相同 质子的运动方向与新核运动方向相反 它们 图 5 5 在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动 通过分析轨迹半径 可得出新核与质子的 速度大小之比为 1 10 已知质子质量为m 则 A 该核反应方程是 He Na Mg H 4 2231126121 1 B 该核反应方程是 He Na Mg n 4 2231126121 0 C 质子的速度约为 0 225c D 质子的速度为 0 09c 答案 AC 解析 由质量数守恒和电荷数守恒得 He Na 4 22311 Mg H 又因 粒子 新核的质量分别为 4m 26m 设质子的速率为v 因为 粒子 26121 1 与钠原子核发生对心正碰 由动量守恒定律得 4mv0 26m mv 解得 v 0 225c v 10 二 填空题 本题共 3 小题 共 18 分 11 4 分 1919 年卢瑟福通过如图 6 所示的实验装置 第一次完成了原子核的人工转变 由此发现 图中银箔的作用是恰好阻挡 粒子不射透银箔 实验中充入氮气 后显微镜观察到了闪光 完成该实验的核反应方程 He N O 4 214 717 8 图 6 答案 1 质子 2 H 1 1 12 8 分 贝可勒尔发现天然放射现象 揭开了人类研究原子核结构 的序幕 如图 7 中P为放在匀强电场中的天然放射源 其放出的 射线在电场中分成A B C三束 1 构成A射线的粒子是 构成B射线的粒子是 构成C射线的粒子是 2 三种射线中 穿透能力最强 经常用来对金属探伤的是 图 7 6 射线 电离作用最强 动量最大 经常用来轰击原子核的是 射线 当 原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个 粒子 3 请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程 Th Pa Al P n 2349023491271330151 0 答案 1 电子e 或 粒子 光子 氦核 He 或 粒子 2 3 e He 0 14 2 13 6 分 如图 8 所示 在橄榄球比赛中 一个质量为 95 kg 的橄榄球前锋以 5 m s 的速 度跑动 想穿越防守队员到底线触地得分 就在他刚要到底线时 迎面撞上了对方两名 质量均为 75 kg 的队员 一个速度为 2 m s 另一个为 4 m s 然后他们就扭在了一 起 图 8 1 他们碰撞后的共同速率是 结果保留一位有效数字 2 在框中标出碰撞后他们动量的方向 并说明这名前锋能否得分 答案 1 0 1 m s 2 能够得分 解析 1 设前锋运动员的质量为M1 两防守队员质量均为M2 速度分别为 v1 v2 v3 碰撞后的速度为v 设v1方向为正方向 由动量守恒定律得 M1v1 M2v2 M2v3 M1 2M2 v 代入数据解得 v 0 1 m s 2 因v 0 故碰后总动量p 的方向与pA方向相同 碰撞后的状态及动量如图所示 即他们都过了底线 该前锋能够得分 7 三 计算题 本题共 4 小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步 骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 14 8 分 一粒质量为 410 4 g 的尘埃 在空中下落的速度从 1 m s 增加到 3 m s 时 它 的德布罗意波长从多少变化到多少 分析是否可通过衍射现象观察到其波动性 答案 见解析 解析 速度v1 1 m s 时德布罗意波长为 1 m 1 6610 27 m h mv1 6 63 10 34 4 10 4 10 3 1 速度v2 3 m s 时德布罗意波长为 2 m 5 510 28 m h mv2 6 63 10 34 4 10 4 10 3 3 由于波长太短 所以不能通过衍射现象观察到其波动性 15 12 分 已知氢原子基态的电子轨道半径为r1 0 52810 10 m 量子数为n的能级值为 En eV 13 6 n2 1 求电子在基态轨道上运动的动能 2 有一群氢原子处于量子数n 3 的激发态 画一张能级图 在图上用箭头标明这些氢 原子能发出哪几种光谱线 3 计算这几种光谱线中波长最短的波长 静电力常量k 9109 N m2 C2 电子电荷量e 1 610 19C 普朗克常量h 6 6310 34 J s 真空中光速c 3 00108 m s 答案 1 13 6 eV 2 如图所示 3 1 0310 7 m 解析 1 核外电子绕核做匀速圆周运动 库仑力提供向心力 则k 又知 mv2 r1 Ek mv2 1 2 8 故电子在基态轨道的动能为 Ek J ke2 2r1 9 109 1 6 10 19 2 2 0 528 10 10 2 1810 18 J 13 6 eV 2 当n 1 时 能级值为E1 eV 13 6 eV 13 6 12 当n 2 时 能级值为E2 eV 3 4 eV 13 6 22 当n 3 时 能级值为E3 eV 1 51 eV 13 6 32 能发出的光谱线分别为 3 2 2 1 3 1 共 3 种 能级图如图答案所示 3 由n 3 能级向n 1 能级跃迁时发出的光子频率最大 波长最短 h E3 E1 又知 则有 c m 1 0310 7m hc E3 E1 6 63 10 34 3 108 12 09 1 6 10 19 16 11 分 如图 9 所示 质量为m2和m3的物体静止放在光滑水平面上 两者之间有压缩 着的弹簧 与m2 m3不拴接 质量为m1的物体以速度v0向右冲来 为了防止冲撞 释 放弹簧将m3物体发射出去 m3与m1碰撞后粘合在一起 问m3的速度至少多大 才能使 以后m3和m2不发生碰撞 图 9 答案 m1m2v0 m1 m2 m3 m3 解析 设m3发射出去的速度大小为v1 m2的速度大小为v2 以向右的方向为正方向 由 动量守恒定律得m2v2 m3v1 0 则v2 只要m1和m3碰后速度不大于v2 则m3 m3v1 m2 和m2就不会再发生碰撞 m3与m2恰好不相撞时 由动量守恒定律得 m1v0 m3v1 m1 m3 v2 代入v2 得v1 m3v1 m2 m1m2v0 m1 m2 m3 m3 即弹簧将m3发射出去的速度至少为 m1m2v0 m1 m2 m3 m3 17 11 分 以与水平方向成 60 角斜向上的初速度v0射出的炮弹 到达最高点时因爆炸 9 分成质量分别为m和 2m的两块 其中质量为 2m的一块沿着原来的方向以 2v0的速度飞 行 求 1 质量较