最新高中物理：选修3-5人教版全套教学同步练习及解析模块综合测试题及答案

1、模块综合测试题本试卷分为第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分，满分100,考试时间60分钟。第I卷（选择题共40分）一、选择题 （本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确， 全部选对的得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错或不选的得0 分。 ）1 .关于a粒子的散射实验，下述不正确的是（）A. a粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B. a粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C.只有少数a粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D.相同条件下，换用原子

2、序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的a粒子就越少解析： 原子显电中性，而电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质， 但是汤姆孙的原子模型就不能解释a粒子的散射现象，所以a粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，所以 A 选项错误，而 B 选项正确；只有少数a粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，即C选项正确；使 a粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力， 所以为使散射实验现象更明显， 应采用原子序数大的金箔， 若改用原子序数小的物质做实验，a粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的a

3、粒子少，所以D选项正确，所以题中选不正确的答案为 A 选项。答案： A2.放射性同位素钻60能放出较强的丫射线，其强度容易控制，这使得丫射线得到广泛应用。下列选项中，属于丫射线的应用的是（）A.医学上制成 丫刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B.机器运转时常产生很多静电，用丫射线照射机器可将电荷导入大地C.铝加工厂将接收到的丫射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D.用丫射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：丫射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；丫射线的穿透能力C错误。很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度,答案：A、D3. 一质量为m的运

4、动员从下蹲状态向上起跳，经At时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中（）1A .地面对他的冲量为 mv+ mg At,地面对他做的功为 mv2B.地面对他的冲量为 mv+mgAt,地面对他做的功为零 1 CC.地面对他的冲量为 mv,地面对他做的功为2mv2D.地面对他的冲量为 mv- mg At,地面对他做的功为零解析：运动员受到两个作用力：地面对他向上的作用力F和重力mg,根据动量定理有（Fmg） &= mv,所以地面对他的冲量为 FAt=mv+mgAt,地面对他的作用力，因脚的位移为零，故做功为零，正确答案为B。答案：B4.光电效应的实验结论是：对于某种金属（）A.无

5、论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：根据光电效应规律可知 A正确，B、C错误。根据光电效应方程 mvm=hL W,频率y越高，初动能就越大，D正确。答案：A、D5.用波长为2.0X10- m的紫外线照射鸨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是 4.7X1019 J。由此可知，鸨的极限频率是 （普朗克常量h = 6.63X 10 34 Js；光速c= 3.0X108 m/s,结果取两位有

6、效数字）（）A. 5.5X 1014 HzB. 7.9X 1014 HzC. 9.8 X 1014 HzD. 1.2X 1015 Hz解析：由爱因斯坦的光电方程 h：= Ekm+W,而金属的逸出功 W= hw,由以上两式得， 鸨的极限频率为：Ehm=7.9X 1014 Hz, B项正确。答案：B6 . 一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（）A.动量不变，速度增大B.动量变小，速度不变C.动量增大，速度增大D.动量增大，速度减小解析：整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为

7、零，因而船的动量不变。又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大。答案：A7 .为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置 于露台，测得1小时内杯中水位上升了 45 mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s,据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1X103kg/m 3）（）A. 0.15 PaB. 0.54 PaC. 1.5 PaD. 5.4 Pa45 X 10 3 解析：由题中1小时内水位上升 45 mm,可知每一秒钟水位上升的高度：h=-3 600m,在t秒内雨水对睡莲叶面的冲量：I= F t=mv= p V体v

8、= p（S底Ah）v,可得雨滴对睡莲叶F面的压强：p=pAhv = 0.15 Pa,故A正确。曲答案：A8 .研究光电效应的电路如图Z1所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K）,钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压Uak的关系图像中，正确的是 （）-11图Z- 1解析：虽然入射光强度不同， 但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选Co答案：C9 .下列说法正确的是（）A.157N + 1H> 12C+2He 是“衰变方程9.1 H + 2H> 2He+

9、丫是核聚变反应方程C.U >234Th + 4He是核裂变反应方程D.2He+ 23A1 > i5p+ 0n是原子核的人工转变方程解析：核反应类型分四种， 核反应的方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现a或3粒子。聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核。 裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等原子核。人工核转变方程的左边是氨核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核，由此可知 B、D两选项正确。答案：B、D10 .氢原子能级的示意图如图Z-2所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光 a,从n=3的能级向n= 2的能级跃迁时

10、辐射出可见光b,则（）/4。麟a-Ui23.41 13手图Z 2A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出丫射线B.氢原子从n = 4的能级向n= 3的能级跃迁时会辐射出紫外线C.在水中传播时，a光较b光的速度小D.氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离解析：丫射线是从原子核内部放出的，A错误；紫外线的光子能量比可见光的光子能量大，从n = 4的能级向n= 3的能级跃迁时放出的光子能量小于可见光的光子能量，B错误;c,因a光频率大于b光频率，在水中传播时的折射率na>nb,由波速v = ',故va<vb, C正确;只有入射光的光子能量 h R |匕|时，才可使

11、n= 2能级上的氢原子电离， D错误。答案：C第n卷（非选择题共60分）二、填空题。（共4小题，每小题5分，共20分。把答案直接填写在题中横线上，不要 求写出演算过程。）11. （5分）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小 （选填“增大”、“减小”或“不变”），入P困hc个4.0X 1017 个。原因是答案：3518954014. （5分）在3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1H的核反应，间接

12、地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的1H发生核反应，产生中子 （0n）和正电子（+伯），即中彳子+ 1H-0n + + 0e,可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。（填写选项前的字母）A. 0和 0B. 0和 1C. 1 和 0D. 1 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（丫,）即+1e+1e-2丫。已知正电子和电子的质量都为9.1 x 10 31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为 J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原 因是。解析：（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

13、负电子相遇转变为一对光子，由能量守恒和质能方程得2mec2= 2E故 E=mec2= 9.1 X 10 31X 32X 1016 J = 8.2X 10 14 J相遇前总动量为零，相遇后总动量也为零，故不可能转变为一个光子。答案：（1）A （2）8.2 X 10 14总动量为零三、计算题（共6小题，共40分。解答时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。）15. （6分）如图Z3所示，一轻质弹簧两端各连一质量为m的滑块A和B,两滑块都置于光滑的水平面上。今有质量为m/4的子弹以水平速度 Vo射入A中不再穿出，试分析弹

14、簧在什么状态下滑块 B具有最大动能，其值是多少？图Z 3解析：子弹与A碰撞时，因碰撞时间极短，且A用弹簧与B相连，故可认为此时刻B未参与此过程，则子弹与A组成的系统动量守恒。设碰撞子弹与A的共同速度为va,则有（m/4） vo= （m+ m/4）vA解得 VA= vo/5。此后，弹簧被压缩，B被加速，显然当弹簧再次恢复原长时，弹簧的弹性势能为零，B有最大速度VBm,即有最大动能EkBm。在此过程并以速度 VA运动的滑块A与静止滑块B发生弹性碰撞，应用弹性正碰的结论，立刻得到:2(m+ m/4)” 2V m + m + m/4 59V12222EkBm= 2m 9vo =81mvo答案：当弹簧第

15、一次恢复原长时16. （6分）如图Z-4所示，一辆质量为M的平板小车在光滑水平面上以速度v做直线运动，今在车的前端轻轻地放上一质量为m的物体，物体放在小车上时相对于地面的速度为零，设物体与车之间的动摩擦因数为 的为使物体不致从车上滑跌下去，车的长度最短为多少？图Z4解析：设车的最短长度为 L,物体滑到车的末端时，恰好与车保持相对静止，即跟车有共同速度v',车和物体组成的系统动量守恒，故有：Mv=（M + m）v 1o 1, O由动能关系得：mgL,Mv2 2(M +m)v解得L =Mv22 M + m) g答案:Mv22 MM m)g17. （7分）一电子具有200 m/s的速率，动量

16、的不确定范围是 0.01%,我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？（电子质量为9.1 x 10 31 kg）解析：由不确定性关系 Axp>-hJ导:电子位置的不确定范围Ax>hL =4 7t4 7rp6.63 x 10 34 _ m4X 3.14X 9.1 X 10 31X 200X0.01%= 2.90X 10 3 m。)答案：Ax>2.90X 10 3 m （7分）研究光电效应规律的实验装置如图Z 5所示，光电管的阴极材料为金属钾, 其逸出功为 Wo = 2.25 eV,现用光子能量为10.75 eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片 位置，使光电流刚好为零。求：图Z

17、5(1)电压表的示数是多少？(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极 K每秒内逸出的光电子数如何 变化？到达阳极的光电子动能为多大？(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多大？解析：(1)由光电效应方程Ek=hL Wo得光电子最大初动能 Ek= 8.50 eV光电管两端加有反向电压，光电子由K向A减速运动。由动能定理一eU=EkA-Ek-Ek因 EkA=0,则 U = 或 = 8.50 V。(2)设光的强度为nh %光强不变，频率增大一倍，则每秒入射的光子数n减为原来的一半，阴极K每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半，由光电效应方程得光电子的最大初动能E' k=

18、h ； Wo=2hv Wo= 19.25 eV电子由阴极向阳极做减速运动。由动能定理eU=E' kA E' k,得 EkA' = 10.75 eV(3)若将电源的正负极对调，光电管上加有正向电压，光电子从阴极向阳极做加速运动，由动能定理eU = EkA 一Ek,得 EkA" = 17.00 eV。答案：(1)8.50 V (2)减半 10.75 eV (3)17.00 eV19.(7分)一个容器中有2g氢气，假设所有氢原子均处于第5能级，在向低能级跃迁时，求:(1) 一共能辐射几种光子？(2)若阿伏加德罗常数用 Na表示，当所有氢原子都跃迁到基态时，辐射的光子

19、总数为多 少？5X (51)解析：(i)辐射的光子种类 n=2种=10种；(2)2 g氢气共含有2Na个氢原子11如图所示，处于第5能级时，有4种跃迁方式，每种跃迁方式各放出4x2NA = 2NA个光子;处于第4能级的原子数为1NA,有3种跃迁方式，各放出1义NaJna个光子；23 26处于第3能级的原子数为1NA+1NA=2NA,有两种跃迁方式，各放出1x|NA = 1NA个光 2632 33子；处于第2能级的原子数为1Na+1Na+1Na=Na,只有一种跃迁方式，放出Na个光子；263放出的光子总数为 N 总= 4X：Na+ 3x 1NA+ 2X1NA+ NA = 5NAo2636一、一

20、25答案：10种(2)25NA620. (7分)山东海阳核电站一期工程工程规划建设两台125万千瓦的AP1 000三代核电机组。如果铀235在中子的轰击下裂变为98Sr和156Xe,质量mu= 235.043 9 u, mn= 1.008 7 u, msr= 89.907 7 u, mxe= 135.907 2 u。(1)写出裂变方程：(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为 3%, 一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？解析：(2)裂变过程的质量亏损Am= mu + mn msr-mxe- 10mn= 0.150 7 u,释放的能量 AE= Amc2= 0.150 7X 931 MeV 140.3 MeV。核电站一年的发电量E = Pt = 2X 125 X 107 X 365 X 24 X 60 X 60 J= 7.884 X 1016 j,m 3% /口 EM由 e=n=7NaAe，佝 m=3%.NAAE7.884 X 1016X 2353%X 6.02 X 1023X 140.3 X 106X 1.6X 10 19-4.