模块综合检测(三)

1、圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。模块综合检测(三)选修3-5(90分钟100分)第卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。多选题已在题号后标出)1.(多选)(2014·衡水模拟)下列说法中正确的是()A.一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关B.对于同一种金属来说,其极限频率恒定,与入射光的频率及光的强度均无关C.汤姆孙发现电子,表明原子具有核式结构D.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比E.“人造太阳”的核反应方程是U+

2、01nBa+3689Kr+301n2.(2014·唐山模拟)关于核反应及有关的射线,下列说法正确的是()A.射线是高速运动的中子流B.射线比射线更容易使气体电离C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变3.如图所示,光滑水平面上有一辆质量为2m的小车,车上左右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动。某一时刻,站在车右端的乙先以相对于地面向右的速度u跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度u跳离小车。两人都离开小车后,小车的速度将是()A.v0B.2v0C.大于v0小于2v0D.大于2v04.(2013&

3、#183;福建高考)在卢瑟福粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()5.下列说法正确的是()A.当氢原子从激发态跃迁到基态时,要吸收能量B.由于每种原子都有自己的特征谱线,故可以根据原子光谱来鉴别物质C.大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线有6种D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关6.(2013·天津高考)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

4、时光电子的动能只与入射光的强度有关7.用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属,均能使该金属发生光电效应。下列判断正确的是()A.用红光照射时,该金属的逸出功小,用蓝光照射时,该金属的逸出功大B.用红光照射时,该金属的截止频率低,用蓝光照射时,该金属的截止频率高C.用红光照射时,逸出光电子所需时间长,用蓝光照射时,逸出光电子所需时间短D.用红光照射时,逸出的光电子最大初动能小,用蓝光照射时,逸出的光电子最大初动能大8.在光滑的水平面上有a、b两球,其质量分别是ma、mb。两球在t时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度图像如图所示。下列关系正确的是()A.ma>m

5、bB.ma<mbC.ma=mbD.无法判断9.(2012·重庆高考)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+37Li2yy+714Nx+817Oy+49Bez+612Cx、y和z是3种不同的粒子,其中z是()A.粒子B.质子C.中子D.电子10.(多选)(2014·贵阳模拟)如图是氢原子的能级图,对于一群处于n=4的氢原子,下列说法中正确的是()A.这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁B.这群氢原子能够发出6种不同频率的光C.这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2 eVD.如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应,其中一种一定是由n=3能级跃迁到n

6、=1能级发出的E.从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长11.(多选)(2013·新课标全国卷)关于原子核的结合能,下列说法正确的是()A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D.比结合能越大,原子核越不稳定E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能12.(多选)(2014·长沙模拟)下列说法正确的是()A.光子像其他粒子一样,不但具有能量,也具有动量B.玻尔认为,原子中电子轨道是量子化

7、的,能量也是量子化的C.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变放射性元素的半衰期D.原子核的质量大于组成它的核子的质量之和,这种现象叫作质量亏损E.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说第卷(非选择题共52分)二、综合题(本题共6小题,共52分。需写出规范的解题步骤)13.(8分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(

8、1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨通入压缩空气;把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块2放在气垫导轨的中间,已知碰后两滑块一起运动;先 ,然后,让滑块带动纸带一起运动;取下纸带,重复步骤,选出较理想的纸带如图乙所示;测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g。试着完善实验步骤的内容。(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知

9、两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为kg·m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为kg·m/s。(保留三位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是   。14.(8分)(1)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(e)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖。他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为e +1737Cl1837Ar+ -10e,已知 1737Cl核的质量为36.956 58 u,1837Ar核的质量为36.956 91 u, -10e的质量为0.000 55 u,1 u质量对应的能量

10、为931.5 MeV。根据以上数据,可以判断参与上述反应的中微子的最小能量为MeV。(2)如图所示,质量为m=1 kg的滑块,以v0=5 m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车,小车质量M=4 kg,小车与右边的墙壁发生弹性碰撞后以等大反向的速度被反弹回来,在小车与墙壁碰撞前后各有一次滑块和小车相对静止的状态,求：与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度v1的大小;与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度v2的大小。15.(9分)(1)(多选)下列说法正确的是()A.卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型B.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性C.衰变中产生的射线实际上是原子的核

11、外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说E.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应(2)如图,一质量为1 kg的物块静止在水平地面上,它与地面的动摩擦因数为0.2,一质量为10 g的子弹以水平速度500 m/s射入物块后水平穿出,物块继续滑行1 m距离停下。求子弹射穿物块过程中系统损失的机械能。(g取10 m/s2)16.(9分)(1)(多选)下列说法正确的有()A.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比B.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性C.卢瑟福用粒子散射实验的数据估算原子核的

12、大小D.玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论(2)放射性原子核U先后发生衰变和衰变后,变为原子核Pa。已知U质量为m1=238.029 0 u,Pa质量为m2=234.023 9 u,粒子的质量为m=4.002 6 u,电子的质量为me=0.000 55 u。(原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量)则：放射性衰变方程为。原子核U衰变为Pa的过程中释放能量为MeV(保留三位有效数字)。(3)在第(2)问中,若原来U静止,衰变后放出的粒子速度为v=3×107m/s,不计电子和衰变过程中释放光子的动量,则Pa的速度大小约为多少(保留两位有效数字)?17.(9分)(2013&#

13、183;新课标全国卷)(1)一质子束入射到静止靶核 1327Al上,产生如下核反应：p+1327AlX+n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)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d。现给A一初速度,使A与B发生弹性正碰,碰撞时间极短。当两木块都停止运动后,相距仍然为d。已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为,B的质量为A的2倍,重力加速度大小为g。求A的初速度的大小。18.(9分)(1)(多选)(2014·合肥模拟)关于原子结构的认识历程,下列说法正确的有()A.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电

14、荷集中在很小的核内B.粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C.对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路D.玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象,说明玻尔提出的原子定态概念是错误的(2)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”。1932年,查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态),测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0。查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的,从而通过实验在历史上首次发现了中子。假定铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰

15、,试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量。(质量用原子质量单位u表示,1 u等于一个12C原子质量的十二分之一,取氢核和氮核的质量分别为1 u和14 u)答案解析1.A、B、D一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关,选项A正确。对于同一种金属来说,其极限频率恒定,与入射光的频率及光的强度均无关,选项B正确。汤姆孙发现电子,表明电子是原子的组成部分,选项C错误。E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比,选项D正确。“人造太阳”的核反应方程是聚变反应,而 是重核裂变反应,选项E错误。2.B射线是光子,A错;射线比射线电离能力强,B对;太阳辐射的能量主要来源于

16、轻核聚变,C错;核反应堆产生的能量来自重核裂变,D错。3.B乙跳离小车时,对甲、乙和小车由动量守恒知4mv0=3mv1+mu。甲跳离小车时,对甲和小车由动量守恒定律有3mv1=-mu+2mv,得v=2v0,选项B正确,选项A、C、D错误。4.C粒子与原子核相互排斥,A、D错;运动轨迹与原子核越近,力越大,运动方向变化越明显,B错,C对。5.B氢原子从激发态跃迁到基态时,要放出能量,A错;大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线数由n(n-1)2知有3种,C错;由能级公式h=E2-E1可知,D错。6.C原子核发生衰变时遵循电荷守恒和质量数守恒的规律,衰变过程中释放能量,质量发生亏损,

17、A错;射线是高速氦核流,射线是高速电子流,两者都是高速运动的带电粒子流,射线是高能电磁波,不带电,B错;根据玻尔的跃迁理论,氢原子的能级是量子化的,因而能级差是一些特定的值,根据跃迁公式h=Em-En知,氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射一些特定频率的光子,C对;根据爱因斯坦光电效应方程Ek初=h-W知,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,D错。7.D金属的逸出功是由金属本身决定的,与入射光情况无关,A错误。由W0=h0知金属的截止频率由金属本身的情况决定,B错误。由光电效应的规律可知产生光电效应时瞬间可发生,与照射光的颜色无关,C错误。由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-

18、W0及红<蓝可知,D正确。8.B由图像分析得：整个碰撞过程是运动的,a球去碰撞静止的b球,而碰撞后a球反向运动,b球向前运动,所以,b球获得的动量超过原来a球的动量,由动能与动量的数值关系Ek=p22m,如果是ma>mb,则b球的动能p22mb将会大于原来a球的动能p22ma,违背了能量守恒,所以一定是ma<mb,所以A、C、D三个选项错误,B选项正确。9.C由 可知z为n,故C正确,A、B、D错误。10.B、D、E氢原子吸收光子的能量必须满足等于两个能级的能量差,A错误;处于n=4的氢原子发生跃迁时,最多发出的光子数为C42=6,B正确;这群氢原子发出的光子中,能量最大为1

19、3.6eV-0.85eV=12.75eV,C错误;跃迁时光子能量较大的是从n=4到n=1能级和n=3到n=1能级的光子,这两种光子能使某金属发生光电效应,D正确;由hc=E知,从n=4能级跃迁到n=3能级时E最小,发出光波的波长最长,E正确。11.A、B、C结合能是把核子分开所需的最小能量,选项A正确;一重原子核衰变成粒子和另一原子核,存在质量亏损,核子比结合能增大,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确;核子数越多,结合能越大,选项C正确;比结合能也叫平均结合能,比结合能越大,分开核子所需的能量越大,原子核越稳定,选项D错误;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于

20、该原子核的结合能,选项E错误。12.A、B、E光子像其他粒子一样,不但具有能量,也具有动量,选项A正确。玻尔认为,原子中电子轨道是量子化的,能量也是量子化的,选项B正确。将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的半衰期,选项C错误。原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫作质量亏损,选项D错误。普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说,选项E正确。13.【解析】(1)实验时,应先接通打点计时器的电源,再放开滑块1。(2)作用前滑块1的速度v1=0.20.1m/s=2m/s,其质量与速度的乘积为0.310kg×2m/s=0.620kg·m/s,作

21、用后滑块1和滑块2具有相同的速度v=0.1680.14m/s=1.2m/s,其质量与速度的乘积之和为(0.310kg+0.205kg)×1.2m/s=0.618kg·m/s。(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔有摩擦。答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦14.【解析】(1)核反应过程中质量增加量m=mAr+me-mCl=36.95691u+0.00055u-36.95658u=0.00088u。故中微子的最小能量为mc2=0.00088×931.5MeV=0.82MeV。(2)根据动

22、量守恒定律mv0=(m+M)v1v1=mv0M+m=1m/s根据动量守恒定律：Mv1-mv1=(m+M)v2v2=Mv1-mv1m+M=0.6 m/s。答案：(1)0.82(2)1m/s0.6m/s15.【解析】(1)选A、D、E。卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型,选项A正确。宏观物体的物质波波长非常小,不易观察到它的波动性,选项B错误。衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子释放出电子而形成的,选项C错误。爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说,选项D正确。由光电效应规律,对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应,选

23、项E正确。(2)设子弹射穿物块后的速度为v1,物块的速度为v2,对物块应用动能定理有Mgx=12Mv22对物块与子弹组成的系统应用动量守恒定律有mv0=mv1+Mv2则子弹射穿物块过程中系统损失的机械能E=12mv02-12mv12-12Mv22联立以上方程并代入数据解得E=798J答案：(1)A、D、E(2)798J16.【解析】(1)由光电效应方程Ek=h-W0可知,光电子的最大初动能和照射光的频率成线性关系,选项A错误;玻尔从基本假设出发,运用经典电磁学和经典力学的理论,计算出氢原子中电子的可能轨道半径及相应的能量,选项D错误;大量光子的行为表现出波动性,个别光子的行为易表现出粒子性,B正确;根据粒子的动能可以估算出粒子与金原子核的最小距离,C正确。(2)衰变方程为UPa+24He+e,亏损的质量m=m1-m2-m-me=0.001 95 u;释放的能量E=0.001 95×931.5 MeV=1.82 MeV。(3)由动量守恒可得,m2·vPa=m·v,解得vP