1、模块综合试卷( 一)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分)1关于近代物理，下列说法正确的是( )A 射线是高速运动的氦原子B核聚变反应方程 H H He n 中， n 表示质子21 31 42 10 10C从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案 D解析 射线是高速运动的氦原子核，选项 A 错误；选项 B 中 n 表示中子；根据光电效10应方程 EkhW 0 可知光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C 错误；根据玻尔的原子理论可知，选
2、项 D 正确2(2017绍兴选考科目诊断性考试) 人类对微观世界进行探索的过程中，下列说法正确的是( )AG.P.汤姆孙从实验中发现了电子衍射现象，说明实物粒子也具有波动性B查德威克用 粒子轰击铍核发现中子的核反应方程为 He Be n C42 94 10 126C有些元素的半衰期会随外界温度和压强的改变而略微改变D一般化学反应只是核外电子的改变，而核反应则是原子核的改变，所以一般化学反应能量改变比核反应小答案 ABD3(2018杭州质检)下列说法正确的是 ( )A家用照明电路电压的峰值约为 311VB 衰变发出的 射线来自原子外层电子C卢瑟福通过 粒子散射实验发现原子核具有复杂结构D在发生轻
3、核聚变或重核裂变后，核子的平均质量均变小答案 AD4(2017温州九校协作体联考) 图 1 中四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )图 1A图甲：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B图乙：卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C图丙：电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验说明实物粒子也具有波动性D图丁：原有 10 个氡 222，经过一个半衰期的时间，一定还剩余 5 个答案 BC解析 题图甲中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与照射强度无关，选项 A 错误；题图乙中，卢瑟福通过分析 粒
4、子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，选项B 正确；题图丙中电子束的衍射图样说明电子具有波动性，选项 C 正确；题图丁中，半衰期是对大量原子的统计规律，对有限个数原子不成立，选项 D 错误5下列说法正确的是( )A氡的半衰期为 3.8 天，若取 8 个氡原子核，经 7.6 天后就一定剩下 2 个原子核了B重核裂变释放核能产生新核的过程中，有质量亏损现象C光子的能量由光的频率决定D. U 铀核衰变为 Rn 氡核，要经过 4 次 衰变和 6 次 衰变23892 22286答案 BC解析 半衰期是大量原子核的统计规律，少量的放射性物质不能用半衰期来计算，选项 A错误；重核裂变释放核能产生新核的过
5、程中，要释放能量，故有质量亏损现象，选项 B 正确；由 Eh 知光子的能量是由光的频率决定的，选项 C 正确；核反应过程遵循质量数和电荷数守恒， U 铀核衰变为 Rn 氡核，衰变过程中共有 4 次 衰变和 2 次 衰变，23892 22286选项 D 错误6(2017牌头中学第一学期期中质检) 下列说法中正确的是( )A在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变长B 粒子散射实验中少数 粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的
6、动能减少，电势能增大D原子核发生 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4答案 AB7(2017温州选考模拟考试) 下列有关说法正确的是( )A铀核发生 衰变时，释放出 粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量B如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应C氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子D机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性答案 CD解析 核电站是利用铀核的裂变释放能量的，选项 A 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于极限频率，利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，说明紫光的频率大于等于该种金属的极限频率，红
7、光的频率可能小于该种金属的极限频率，也可能大于等于该种金属的极限频率，故用红光照射该种金属时可能会发生光电效应，选项 B 错误；由能级跃迁规律知，氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子，选项 C正确；干涉和衍射是波特有的现象，故机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性，选项 D正确8下列说法中正确的是( )A铀核裂变的核反应是 U Ba Kr2 n23592 14156 9236 10B已知质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、m 2、m 3，那么质子和中子结合成一个 粒子，释放的能量是(2m 12m 2m 3)c2C铀核( U)经过多次 、 衰变形成稳定的铅核( Pb)的过程中
8、，有 6 个中子转变成质23592 20382子D一个处于 n5 能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射 10 种不同频率的电磁波答案 BC9(2017温州六校协作体期末) 有关图 2 中四幅图的说法正确的是( )图 2A甲图中，水平地面光滑，球 m1 以速度 v 碰撞静止球 m2，若两球质量相等，碰后 m2 的速度一定为 vB乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C丙图中，射线 1 由 粒子组成，射线 2 为 射线，射线 3 由 粒子组成D丁图中，链式反应属于重核裂变答案 BD解析 题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后 m2 的速度才为 v，则 A 错误题图丙中射线
9、 1由 粒子组成，射线 3 由 粒子组成，射线 2 为 射线，C 错误题图丁中，链式反应属于重核裂变，D 正确10(2016效实中学高二期中) 如图 3 所示，质量相等的 A、B 两个物体，分别沿倾角为 和 的两个光滑固定斜面，由静止开始从同一高度 h1 开始下滑到另一同样的高度 h2.在这一过程中，A、B 两个物体具有相同的物理量是( )图 3A所受重力的冲量 B所受支持力的冲量C所受合力的冲量 D动量变化的大小答案 D11如图 4 所示，静止在光滑水平面上的物块 A 和 B 的质量分别为 m 和 2m，它们之间用水平轻弹簧相连，在极短的时间内对物块 A 作用一个水平向右的冲量 I，可知(
10、)图 4A物块 A 立刻有速度B物块 B 立刻有速度 vBI2mC当 A 与 B 之间的距离最小时，A 的速度为零，B 的速度为 vBI2mD当 A 与 B 之间的距离最小时，A 与 B 有相同速度 vI3m答案 AD解析 受到冲量后 A 获得速度 vA .由于 A 受到冲量瞬间弹簧长度不变，B 尚未受弹力的Im作用，速度仍为零A、B 之间距离最小时，A、B 速度相等，由动量守恒可得共同速度v ，A、D 正确I3m12(2016余姚中学高二期中)1995 年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成反质子和质子有相同的质量，带有 等量异种电荷反氢原子和氢原子有相同的
11、能级分布，氢原子能级图如图 5 所示，则下列说法中正确的是( )图 5A反氢原子光谱与氢原子光谱不相同B基态反氢原子的电离能是 13.6eVC基态反氢原子能吸收 11eV 的光子发生跃迁D在反氢原子谱线中，从 n2 能级跃迁到基态辐射光子的波长最长答案 B13(2017北仑中学高二期中) 如图 6 所示为氢原子的部分能级图，一群氢原子处于 n4 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 1.90eV 的金属铯，下列说法正确的是( )图 6A这群氢原子能发出 6 种频率不同的光，其中从 n4 跃迁到 n3 所发出的光波长最长B这群氢原子能发出 3 种频率不同的光，其中
12、从 n4 跃迁到 n1 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 12.75eVD金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为 10.85eV答案 AD解析 这群氢原子能发生 C 6 种频率不同的光子，其中从 n4 跃迁到 n3 所发出的光24波的频率最小，波长最长，从 n4 跃迁到 n1 所发出的光的频率最高，故 A 正确，B 错误；光电子的最大初动能对应入射光子的能量最大，即 EE 4E 10.85 eV( 13.6 eV)12.75 eV，由光电效应方程知 EkEW 010.85 eV，C 错误，D 正确14一个不稳定的原子核质量为 M，处于静止状态放出一个质量为 m 的
13、粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为 E0，则原子核反冲的动能为( )AE 0B. E0C. E0D. E0mM mM m MmM m答案 C解析 设放出的粒子的速度大小为 v0，反冲核的速度大小为 v，由动量守恒定律得(M m)vmv 0p，又 Ek ，E 0p22M m p22m联立得 Ek E0，C 正确mM m二、填空题(本题共 2 小题，共 12 分)15(6 分) 在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图 7 所示，两个小球的质量分别为mA和 mB.图 7(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？_.A秒表 B刻度尺C天平 D圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，
14、则下列式子可能成立的有_A. B. mAmB ONMP mAmB OMMPC. D. mAmB OPMN mAmB OMMN答案 (1)BCD (2)A解析 (1)由实验原理可知，需要测小球质量，测 OM、OP、ON 距离，为准确确定平均落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为平均落点，所以需要天平、刻度尺、圆规(2)根据动量守恒定律有：m AOPm AOMm BON，即 mAMPm BON，A 正确16(6 分) 如图 8 所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成图 8(1)示意图中，a 端应是电源_极
15、(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_.(3)当用绿光照射光电管阴极 K 时，可以发生光电效应，则_说法正确A增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案 (1)正 (2) 阴极 K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯 M 磁化，将衔铁 N 吸住无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开 M(3)B三、计算题(本题共 4 小题，共 46 分)17(8 分) 一群氢原子处于量子数 n4 的能级状态，氢原子的能级图如图 9 所示，则：图 9(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由 n4 能级跃迁到 n2 能级时辐射光
16、子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？金属 铯 钙 镁 钛逸出功 W0/eV 1.9 2.7 3.7 4.1答案 (1)6 种 (2)2.55eV (3)铯 0.65eV解析 (1)可能发射 6 种频率的光子(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为 EE 4E 2，代入数据得 E2.55eV.(3)E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为 EkmEW 0，代入数据得 Ekm0.65eV.18(10 分)(2016玉环高二检测)
17、A、B 两球沿同一直线发生正碰，如图 10 所示的 xt 图象记录了两球碰撞前、后的运动情况图中 a、b 分别为 A、B 碰前的位移时间图象，c 为碰撞后它们的位移时间图象若 A 球的质量为 mA2kg，则：图 10(1)从图象上读出 A、B 碰前的速度及碰后的共同速度(2)B 球的质量 mB为多少千克？(3)A 球对 B 球的冲量大小是多少？(4)A 球对 B 球做的功为多少？答案 见解析解析 (1)由题图得碰前 vA m/s3 m/s ，v B m/s2 m/s，4 102 4 02碰后共同速度 v m/s 1 m/s.2 42(2)由动量守恒定律得mAvAm BvB(m Am B)v，代
18、入数据，得 mB kg.43(3)IBp Bm Bvm BvB4 Ns，故 A 球对 B 球的冲量大小为 4 Ns.(4)WAB mBv2 mBv 2 J.12 12 B219(12 分) 一静止的氡核( Rn)发生 衰变，放出一个速度为 v0、质量为 m 的 粒子和22286一个质量为 M 的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为 粒子和钋核的动能(1)写出衰变方程；(2)求出反冲核的速度大小；(3)求出这一衰变过程中亏损的质量答案 (1) Rn Po He22286 21884 42(2) (3)mv0M M mmv022Mc2解析 (1) Rn Po He22286 2
19、1884 42(2)设钋核的反冲速度大小为 v，以 粒子运动的方向为正方向，由动量守恒定律有mv0Mv0vmv0M(3)衰变过程中产生的机械能E mv Mv212 02 12 M mmv022MEmc 2产生这些机械能亏损的质量m .Ec2 M mmv022Mc220(16 分) 如图 11 所示，半径为 R0.4m 、内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量 m0.96kg 的滑块停放在距轨道最低点 A 为 L8.0m 的 O 点处，质量为 m00.04kg 的子弹以速度 v0250m/s 从右边水平射入滑块，并留在其中已知滑块与水平地面间的动摩擦因数 0.4，子弹与滑块的作用时间很短g
20、取 10 m/s2，不计空气阻力，求：图 11(1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小 v；(2)滑块从 O 点滑到 A 点的时间 t；(3)滑块从 A 点滑上半圆形轨道后通过最高点 B 落到水平地面上 C 点，A 与 C 间的水平距离答案 (1)10m/s (2)1s (3) m455解析 (1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则 m0v0(mm 0)v，代入数据解得 v10m/s.(2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a，则 (mm 0)g(mm 0)a，由匀变速直线运动的规律得 vt at2L，12联立解得 t1s(t4s 舍去)(3)滑块从 O 点滑到 A 点时的速度 vAvat ，代入数据解得 vA6m/s.设滑块从 A 点滑上半圆形轨道后通过最高点 B 点时的速度为 vB，由机械能守恒定律得(mm 0)v (mm 0)g2R (mm 0)v ，12 A2 12 B2代入数据解得 vB2 m/s.5滑块离开 B 点后做平抛运动，运动的时间 t ，22Rg又 xACv Bt，代入数据得 xAC m.455
