2019-2020学年高中物理 模块综合检测（含解析）粤教版选修3-5

模块综合检测 (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()a甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量b甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反c甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量d甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：选b.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项a错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即p甲p乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项b正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项c、d错误2在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法不符合历史事实的是()a密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值b贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核c居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(po)和镭(ra)两种新元素d汤姆生通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析：选b.密立根通过油滴实验，验证了物体所带的电荷量都是某一值的整数倍，测出了基本电荷的数值，选项a正确贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构，选项b错误居里夫妇通过对含铀物质的研究发现了钋(po)和镭(ra)，选项c正确汤姆生通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，说明了阴极射线是带负电的粒子，并测出了粒子的比荷，选项d正确3科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的波长为，碰撞后的波长为，则以下说法中正确的是()a碰撞过程中能量守恒，动量守恒，光子动量不变b碰撞过程中能量不守恒，动量不守恒，光子动量不变c碰撞过程中能量守恒，动量守恒，光子动量变小d碰撞过程中能量守恒，动量守恒，光子动量变大解析：选c.光子和电子的碰撞满足能量守恒和动量守恒，由于光子与电子碰撞后，光子的一部分能量传递给电子，能量减小，据h知，频率减小，由c，p知，波长增大，动量减小，故选项c正确4下列说法正确的是()a原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律b射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流c氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子d发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：选c.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项a错误；、射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项b错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足heme1，选项c正确；根据爱因斯坦光电效应方程ekmhw知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项d错误5如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球a、b叠放在一起，从高度为h处自由落下，且h远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向已知m23m1，则小球a反弹后能达到的高度为()ah b2hc3h d4h解析：选d.两小球下降过程为自由落体运动，触地时速度相同，v，b球碰撞地之后，速度瞬间反向，等大，选a与b碰撞过程进行研究，碰撞前后动量守恒，设a、b速度大小分别为v1、v2，选竖直向上方向为正方向，m2vm1vm1v1m2v2，由能量守恒定律得(m1m2)v2m1vm2v，且m23m1，联立解得v12v2，故小球a反弹后能达到的高度为h4h.二、多项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)6古时有“守株待兔”的寓言假设兔子质量约为2 kg，以15 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，取兔子初速度方向为正方向，则()a兔子撞树前的动量大小为30 kgm/sb兔子撞树过程中的动量变化量为32 kgm/sc兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同d兔子受到撞击力的冲量大小为32 ns解析：选ad.由题意可知，兔子的初速度v015 m/s，则兔子撞树前的动量大小为p1mv12 kg15 m/s30 kgm/s，选项a正确；末速度为v1 m/s，末动量p2mv22 kg(1 m/s)2 kgm/s，兔子撞树过程中的动量变化量为pp2p12 kgm/s30 kgm/s32 kgm/s，兔子撞树过程中的动量变化量的大小为32 kgm/s，选项b错误； 兔子撞树过程中的动量变化量为负值，说明兔子撞树过程中的动量变化量的方向与兔子撞树前的速度方向相反，选项c错误；由动量定理可知兔子受到撞击力的冲量为imvmv02(1)215 ns32 ns，兔子受到撞击力的冲量大小为32 ns，选项d正确7下列说法正确的是()a汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构b太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应c一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长d将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变解析：选bcd.汤姆生发现了电子，但并不能表明原子具有核式结构，核式结构是卢瑟福通过粒子散射实验发现的，故a错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，故b正确；一束光照射到某金属上能否发生光电效应，取决于该入射光的频率和金属的极限频率间的关系，入射光的频率大于等于金属的极限频率时，才能发生光电效应，故c正确；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与周围环境无关，d正确8下列说法正确的是()a根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小b放射性物质的温度升高，则半衰期减小c用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核不可能使氘核分解为一个质子和一个中子d某放射性原子核经过2次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个解析：选cd.根据玻尔理论，原子轨道是量子化的，是不连续的，a错误；放射性物质的半衰期由其本身决定，与外界环境无关，b错误；用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，必须用能量大于氘核结合能的光子照射才可能使其分解，c正确；据衰变和衰变的实质，2次衰变放出2个he，一次衰变放出一个e，可知d正确9有关下列四幅图的说法中正确的是()a原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的b发现少数粒子发生了较大角度的偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围c射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷d链式反应属于重核的裂变解析：选bd.电子绕核运转的轨道半径是不连续的，a错误；粒子散射实验验证了原子的核式结构，b正确；甲是射线，c错误；链式反应属于重核的裂变，d正确10下列说法正确的是()a原子的核式结构是汤姆生发现的b铀核(u)衰变为铅核(pb)的过程中，要经过8次衰变和6次衰变c一个氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可产生2条不同频率的谱线d一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小解析：选bc.原子的核式结构是卢瑟福通过粒子散射实验发现的，a错误；质量数23820648，守恒，电荷数9282286，守恒，b正确；只有一个氢原子跃迁时最多可产生两条谱线是从32和从21跃迁时产生的，c正确；能否发生光电效应取决于光的频率与金属的极限频率之间的关系，而与光强无关，d错误11如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光关于这些光下列说法正确的是()a由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量最大b由n2能级跃迁到n1能级产生的光子频率最小c这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光d用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 ev的金属铂能发生光电效应解析：选acd.由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量e10.85(13.6) ev12.75 ev为跃迁时产生光子能量的最大值，a正确；由n4向n3能级跃迁时，产生的光子能量最小，频率也最小，b错误；这些氢原子跃迁时共可辐射出6种不同频率的光，c正确；从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为10.2 ev，大于金属铂的逸出功(6.34 ev)，故能发生光电效应，d正确12新中国成立后，为了打破西方霸权主义的核威胁，巩固我们来之不易的独立自主，无数科技工作者以全世界独一无二的热情及艰苦奋斗的精神投入核武器的研制工作之中，终于在1964年、1967年分别成功爆炸我国第一颗原子弹和第一颗氢弹下列核反应方程可表示两弹的爆炸原理的是()anheohbunsrxe10ncuthhedhhhen解析：选bd.原子弹和氢弹爆炸原理分别是重核裂变和轻核聚变，故b、d正确三、非选择题(本题共4小题，共38分解答时应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8分)(1)一质子束入射到静止靶核al上，产生如下核反应：palxn.式中p代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核由反应式可知，新核x的质子数为_ ，中子数为_(2)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 k时，可以发生“氦燃烧”完成“氦燃烧”的核反应方程：he_be.be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016 s一定质量的be，经7.81016 s后所剩be占开始时的_解析：(1)从核反应发生时质量数和电荷数守恒入手p为h，n为n，则x中a113014，z271127，则中子数为za271413.(2)he(或)(或12.5%)答案：(1)1413(2)he或或12.5%14(8分)氘核和氚核反应时的核反应方程为hhhen已知h的比结合能是2.78 mev，h的比结合能是1.09 mev，he的比结合能是7.03 mev，试计算核反应时释放的能量解析：反应前氘核和氚核的总结合能e1(1.0922.783) mev10.52 mev.反应后生成的氦核的结合能e27.034 mev28.12 mev.由于单个核子无结合能，所以反应过程释放出的能量ee2e1(28.1210.52) mev17.6 mev.答案：17.6 mev15(10分)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车a，质量ma4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块b置于a的最右端，b的质量mb2 kg.现对a施加一个水平向右的恒力f10 n，a运动一段时间后，小车左端固定的挡板与b发生碰撞，碰撞时间极短，碰后a、b粘合在一起，共同在f的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：(1)a开始运动时加速度a的大小；(2)a、b碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)a的上表面长度l.解析：(1)以a为研究对象，由牛顿第二定律有fmaa代入数据解得a2.5 m/s2.(2)对a、b碰撞后共同运动t0.6 s的过程，由动量定理得ft(mamb)vt(mamb)v代入数据解得v1 m/s.(3)设a、b发生碰撞前，a的速度为va，对a、b发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mava(mamb)va从开始运动到与b发生碰撞前，由动能定理有flmav由式，代入数据解得l0.45 m.答案：(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m16(12分)如图所示，质量为m0.40 kg的靶盒a位于光滑水平轨道上，开始时静止在o点，在o点右侧有范围很广的“相互作用区”，如图中的虚线区域，当靶盒a进入相互作用区域时便有向左的水平恒力f20 n作用，在p处有一固定的发射器b，它可根据需要瞄准靶盒，每次发射一颗水平速度为v050 m/s、质量为m0.1 kg的子弹，当子弹打入靶盒a后，便留在盒内，碰撞时间极短，若每当靶盒a停在或到达o点时，就有一颗子弹进入靶盒a内，求：(1)当第一颗子弹进入靶盒a后，靶盒a离开o点的最大距离；(2)当第三颗子弹进入靶盒a后，靶盒a从离开o点到回到o点所经历的时间；(3)当第100颗子弹进入靶盒内时，靶盒已经在相互作用区中运动的总时间解析：(1)设第一颗子弹进入靶盒a后，子弹与靶盒的共同速度为v1，根据子弹进入靶盒过程中系统动量守恒，有：mv0(mm)v1设a离开o点的最大距离为s1，由动能定理可得(mm)vfs1联立两式可以解得s11.25