模塊綜合檢測(二)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確)1．關于下列四幅圖說法不正確的是()A．原子中的電子繞原子核高速運轉時，運行軌道的半徑是任意的B．光電效應實驗說明了光具有粒子性C．電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性D．發現少數α粒子發生了較大偏轉，說明原子的質量絕大部分集中在很小空間范圍內解析：原子中的電子繞核旋轉的軌道是特定的，不是任意的，選項A錯誤．易知B正確．電子能通過鋁箔衍射，說明電子也有波動性，C正確.發現少數α粒子大角度偏轉，說明原子的正電荷和大部分質量集中在很小空間范圍內，D正確．答案：A2．在天然放射性物質附近放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快消失的根本原因是()A．γ射線的貫穿作用 B．α射線的電離作用C．β射線的貫穿作用 D．β射線的中和作用解析：本題考查三種射線的特點．由于α粒子電離作用較強，能使空氣分子電離，電離產生的電荷與帶電體的電荷中和．故正確選項為B.答案：B3．當具有eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是eV.為了使這種金屬產生光電效應，入射光的最低能量為()A．eV B．eVC．eV D．eV解析：本題考查光電效應方程及逸出功．由Ek＝hν－W，得W＝hν－Ek＝eV－eV＝eV，則入射光的最低能量為hνmin＝W＝eV，故正確選項為B.答案：B4．已知氫原子的基態能量為E1，激發態能量為En，其中n＝2，3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氫原子從第一激發態電離的光子的最大波長為()\f(4hc,3E1) \f(2hc,E1)\f(4hc,E1) \f(9hc,E1)解析：對于量子數n＝2的氫原子，其電離能為0－eq\f(E1,4)，則由－eq\f(E1,4)＝heq\f(c,λ)知C項正確．答案：C\o\al(238,92)U放射性衰變有多種途徑，其中一種途徑是先衰變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經一次衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Tl最后都衰變變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖所示，則可知圖中()A．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變B．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變C．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變D．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變解析：在eq\o\al(210,83)Bi衰變變成eq\o\al(210,a)X的過程中質量數不變，過程①是β衰變；eq\o\al(210,a)X衰變變成eq\o\al(206,82)Pb過程中質量數減少4，過程③是α衰變；eq\o\al(210,83)Bi衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，核電荷數減少2，過程②是α衰變；eq\o\al(b,81)Tl衰變變成eq\o\al(206,82)Pb，核電荷數增加1，過程④是β衰變，所以選項A正確．答案：A6．兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線，同一方向運動，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s.當A追上B并發生碰撞后，兩球AA．v′A＝5m/s，v′B＝2.5B．v′A＝2m/s，v′B＝4C．v′A＝－4m/s，v′B＝7D．v′A＝7m/s，v′B＝1.5解析：這是一道同向追擊碰撞問題，在分析時應注意考慮三個方面的問題：動量是否守恒，機械能是否增大，是否符合實際物理情景．針對這三點，要逐一驗證．取兩球碰撞前的運動方向為正，則碰撞前，系統總動量p＝mAvA＋mBvB＝10kg·m/s，逐一驗證各個選項，發現碰撞后，四個選項均滿足動量守恒．碰前，系統總動能Ek＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)＝22J．碰后系統總動能應不大于碰前總動能，即E′k≤22J，把各選項代入計算，知選項C、D不滿足，被排除．對于選項A，雖然滿足機械能不增加的條件，但仔細分析，發現v′A>v′B，顯然不符合實際情況，故本題正確答案為選項B.答案：B、B兩物體發生正碰，碰撞前后物體A、B都在同一直線上運動，其位移—時間圖象如圖所示．由圖可知，物體A、B的質量之比為()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶1解析：由題中圖象知，碰撞前vA＝4m/s，vB＝0，碰撞后v′A＝vB＝1m/s，由動量守恒定律可知mAvA＋0＝mAv′A＋mBv′B，解得mB＝3mA，選項答案：C8．科學研究證明，光子有能量也有動量，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉移給了電子．假設光子與電子碰撞前的波長為λ，碰撞后的波長為λ′，則碰撞過程中()A．能量守恒，動量不守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，動量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，動量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，動量守恒，且λ>λ′解析：能量守恒和動量守恒是自然界的普遍規律，適用于宏觀世界也適用于微觀世界．光子與電子碰撞時遵循這兩個規律．光子與電子碰撞前光子的能量ε＝hν＝heq\f(c,λ)，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉移給了電子，光子的能量ε′＝hν′＝heq\f(c,λ′)，由ε>ε′可知λ<λ′，選項C正確．答案：C9．在自然生態系統中，蛇與老鼠等生物通過營養關系構成食物鏈，在維持生態平衡方面發揮著重要作用．蛇是老鼠的天敵，它通過接收熱輻射來發現老鼠的存在．假設老鼠的體溫約為37℃，它發出的最強的熱輻射的波長為λmax，根據熱輻射理論，λmax與輻射源的絕對溫度T的關系近似為λmaxT＝×10－3mA．×10－5m B．×10－C．×10－4m D．×10－解析：體溫為37℃時，熱力學溫度T＝310K，根據λmaxT＝×10－3m·K，得λmax＝eq\f×10－3,310)m＝×10－6m.答案：B10．原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發射光子．例如，在某種條件下，鉻原子的n＝2能級上的電子躍遷到n＝1能級上時并不發射光子，而是將相應的能量轉交給n＝4能級上的電子，使之能脫離原子，這一現象叫作俄歇效應，以這種方式脫離原子的電子叫作俄歇電子．已知鉻原子的能級公式可簡化表示為En＝－eq\f(A,n2)，式中n＝1，2，3，…，表示不同能級，A是正的已知常數，上述俄歇電子的動能是()\f(3A,16) \f(7A,16)\f(11A,16) \f(13A,16)解析：由題意知，當n＝1時，E1＝－A，當n＝2時，E2＝－eq\f(A,4)，當n＝4時，E4＝－eq\f(A,16)，鉻原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時，放出的能量為ΔE＝E2－E1＝eq\f(3,4)A，故俄歇電子動能為E＝E4＋ΔE＝eq\f(11,16)A，C正確，A、B、D錯誤．答案：C二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分．每小題有多個選項是正確的，全選對得4分，漏選得2分，錯選或不選得0分)11．下列說法正確的是()A．普朗克在研究黑體輻射時提出了能量子假說B．玻爾將量子觀點引入到原子模型中，成功解釋了氫原子的發光現象C．湯姆孫在研究γ射線時發現了電子D．我國科學家錢三強和何澤慧夫婦研究鈾核裂變時，發現了鈾核也可能分裂成三部分或四部分解析：玻爾將量子觀點引入到原子模型中，成功解釋了氫原子的發光現象，故選項B正確；湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了電子，故選項C錯誤，選項A、D說法正確．答案：ABD12.如圖所示，質量為m的小球從距離地面高H的A點由靜止開始釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到達距地面深度為h的B點速度減為零．不計空氣阻力，重力加速度為g.關于小球下落的整個過程，下列說法中正確的是()A．小球的機械能減少了mg(H＋h)B．小球克服阻力做的功為mghC．小球所受阻力的沖量大于meq\r(2gH)D．小球動量的改變量等于所受阻力的沖量解析：由動能定理mg(H＋h)－Wf＝0，則Wf＝－mg(H＋h)，所以小球的機械能減少了mg(H＋h)，所以A選項正確，B選項錯誤；小球自由落下至地面過程，機械能守恒，mgH＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gH)，落到地面后又陷入泥潭中，由動量定理IG－If＝0－mv，所以If＝IG＋mv＝IG＋meq\r(2gH)，小球所受阻力的沖量大于meq\r(2gH)，所以C選項正確；由動量定理知小球動量的改變量等于合外力的沖量，所以D選項錯誤．答案：AC13.如圖，兩個物體1和2在光滑水平面上以相同動能相向運動，它們的質量分別為m1和m2，且m1<m2.經一段時間兩物體相碰撞并粘在一起．碰撞后()A．兩物體將向左運動B．兩物體將向右運動C．兩物體組成系統損失能量最小D．兩物體組成系統損失能量最大解析：根據p2＝2mEk，結合m1<m2，知p1<p2，故系統總動量向左，根據動量守恒知碰后兩物體將向左運動，所以A正確，B錯誤；由題意知兩物體屬于完全非彈性碰撞，損失動能最大，所以C錯誤，D正確．答案：AD14．以下說法正確的是A．盧瑟福通過實驗發現了質子的核反應方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB．鈾核裂變的核反應是：eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．質子、中子、α粒子的質量分別為m1、m2、m3.兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子，釋放的能量是：(m1＋m2－m3)c2D．原子從a能級狀態躍遷到b能級狀態時發射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態躍遷到c能級狀態時吸收波長λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子從a能級狀態躍遷到c能級狀態時將要吸收波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子解析：盧瑟福通過α粒子轟擊氮核得到質子，根據電荷數守恒、質量數守恒，知A正確；鈾核裂變的核反應是用一個中子轟擊鈾核得到三個中子，但是方程式中中子不能約去，故B錯誤；2個質子和2個中子結合成1個α粒子，根據質能方程知：ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，故C錯誤；原子從b能級狀態躍遷到c能級狀態時發射波長為λ1的光子，知ac能級差ΔE1＝eq\f(hc,λ1)，原子從b能級狀態躍遷到c能級狀態時吸收波長為λ2的光子，知bc能級差為ΔE2＝eq\f(hc,λ2)，所以ΔE2>ΔE1，所以c能級高于a能級，從a能級躍遷到c能級需吸收光子，即heq\f(c,λ2)－heq\f(c,λ1)＝heq\f(c,λ)，解得：λ＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，故D正確．答案：AD二、非選擇題(本題共5小題，共54分．把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答．解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)15．(6分)質量為m＝0.10kg的小鋼球以v0＝2.0m/s的水平速度拋出，下落h＝0.6m時撞擊一鋼板，撞后速度恰好反向，則鋼板與水平面的夾角θ＝________．剛要撞擊鋼板時小球的動量大小為________(取g＝10解析：小球撞擊后速度恰好反向，說明撞擊前速度與鋼板垂直．利用平拋運動規律可求得此時豎直方向的速度為2eq\r(3)m/s，小球與鋼板撞擊前的速度大小v＝2v0＝4m/s，鋼板與水平面的夾角θ＝30°，其動量的大小為p＝mv答案：30°0.4kg16．(10分)某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗．氣墊導軌裝置如圖a所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差．(1)下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調節打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向：④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間；⑥先_____________________，然后________________________，讓滑塊帶動紙帶一起運動：⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖b所示；⑧測得滑塊1的質量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205完善實驗步驟⑥的內容．(2)已知打點計時器每隔s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為________kg·m/s(保留三位有效數字)．(3)試說明(2)中兩結果不完全相等的主要原因是_____________．解析：(1)實驗時應先接通打點計時器的電源，再放開滑塊．(2)作用前系統的總動量為滑塊1的動量，p0＝m1v0，v0＝eq\f,m/s＝2m/s，p0＝×2kg·m/s＝0.620作用后系統的總動量為滑塊1和滑塊2的動量和，且此時兩滑塊具有相同的速度v，v＝eq\f,m/s＝1.2m/s，p＝(m1＋m2)v＝＋×1.2kg·m/s0．618kg·m/s.(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點計時器限位孔有摩擦．答案：(1)⑥接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)(3)紙帶與打點計時器限位孔有摩擦17.(11分)如圖所示，有一電子(電荷量為e)經電壓U0的電場加速后，進入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間．若電子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：(1)金屬板AB的長度；(2)電子穿出電場時的動能．解析：電子經U0電壓加速后獲得一定速度，進入AB范圍電場后受電場力作用，其運動類似于平拋運動．(1)電子進入AB電場的水平速度，由eU0＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2ev0,m))，AB范圍勻強電場的場強為：E＝eq\f(U,d).電子進入AB后的運動，水平方向：x＝v·t，①豎直方向：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)eq\f(eE,m)t2＝eq\f(1,2)eq\f(eU,dm)t2，②將①②聯立，將v代入得：x＝deq\r(\f(2U0,U)).(2)根據動能定理Ek＝eq\f(1,2)mv2＋eE·eq\f(d,2)＝eU0＋eq\f(1,2)eU.答案：(1)deq\r(\f(2U0,U))(2)eU0＋eq\f(1,2)eU18．(12分)用中子轟擊鋰核(eq\o\al(6,3)Li)發生核反應，產生氚和α粒子并放出MeV的能量．(1)寫出核反應方程式．(2)求上述反應中的質量虧損為多少(保留兩位有效數字)；(3)若中子與鋰核是以等大反向的動量相碰，則α粒子和氚的動能之比是多少？解析：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He＋MeV.(2)Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f×106××10－19,（3×108）2)kg≈×10－30kg.(3)設m1、m2、v1、v2分別為氦核、氚核的質量和速度，由動量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2.氦核、氚核的動能之比Ek1∶Ek2＝eq\f(（m1v2）2,2m1)∶eq\f(（m2v2）2,2m2)＝m2∶m1＝3∶4.答案：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He＋MeV(2)×10－30kg(3)3∶419．(15分)如圖所示，一輕質彈簧的一端固定在滑塊B上，另一端與滑塊C接觸但未連接，該整體靜止放在離地面高為H＝5m的光滑水平桌面上．現有一滑塊A從光滑曲面上離桌面h＝1.8m高處由靜止開始滑下，與滑塊B發生碰撞并粘在一起壓縮彈簧推動滑塊C向前運動，經一段時間，滑塊C脫離彈簧，繼續在