模塊綜合測評(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.1～5是單選題；6～8是多選題，選對1個得3分，全選對得6分，錯選或不選得0分．)1．恒星向外輻射的能量來自于其內部發生的各種熱核反應．核反應方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(8,4)Be＋γ.以下說法正確的是()圖1A．該核反應為裂變反應B．熱核反應中有質量虧損C．由于核反應中質量數守恒，所以質量也是守恒的D．任意原子核內的質子數和中子數總是相等的【解析】該核反應為聚變反應，故A錯誤；核反應中的裂變和聚變，都會有質量虧損，都會放出巨大的能量，故B正確；核反應中質量數守恒，質量不守恒，故C錯誤；原子中原子核內的質子數和中子數不一定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子沒有中子，例如氫原子核內有一個質子，沒有中子，故D錯誤．【答案】B2．下列有關原子結構和原子核的認識，其中正確的是()【導學號：06092099】A．γ射線是高速運動的電子流B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發生的重核裂變\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi經過10天后還剩下50克【解析】β射線是高速電子流，而γ射線是一種電磁波，選項A錯誤．氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確．太陽輻射能量的主要來源是太陽內部氫核的聚變，選項C錯誤.10天為兩個半衰期，剩余的eq\o\al(210,83)Bi為100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)g＝100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2g＝25g，選項D錯誤．【答案】B3．根據玻爾理論，下列說法正確的是()A．原子處于定態時，雖然電子做變速運動，但并不向外輻射能量B．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，電勢能的減少量等于動能的增加量C．氫原子可以吸收小于使氫原子電離能量的任意能量的光子，因而軌道半徑可以連續增大D．電子沒有確定軌道，只存在電子云【解析】根據玻爾理論中的定態假設可知，原子處于定態時，不向外輻射能量，A項正確；氫原子發生躍遷輻射光子，減少的電勢能一部分轉化為電子的動能，另一部分轉化為光子能量輻射出去，B項錯誤；氫原子只能吸收等于能級差的能量的光子，軌道半徑也是一系列不連續的特定值，C、D項錯．【答案】A4．下列關于圖2的說法中正確的是()圖2A．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．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的空間范圍 C．光電效應實驗說明了光具有波動性D．射線甲由α粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷【解析】根據玻爾理論可以知道，電子繞原子核運動過程中是沿著特定軌道半徑運動的，A錯；根據盧瑟福的α粒子散射實驗現象，可以知道B對；光電效應表明了光的粒子性，C錯；根據左手定則可以判斷射線甲帶負電，D錯．【答案】B5．如圖3所示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止．圖中所標出的α粒子在各點處的加速度方向正確的是()【導學號：06092100】圖3A．M點 B．N點C．P點 D．Q點【解析】α粒子(氦原子核)和重金屬原子核都帶正電，互相排斥，加速度方向與α粒子所受斥力方向相同．帶電粒子加速度方向沿相應點與重金屬原子核連線指向曲線的凹側，故只有選項C正確．【答案】C6．下列關于原子和原子核的說法正確的是()A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出了原子核是由質子和中子組成的\o\al(238,92)U(鈾)衰變為eq\o\al(234,91)Pa(鏷)要經過1次α衰變和1次β衰變C．質子與中子結合成氘核的過程中發生質量虧損并釋放能量D．β射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流【答案】BC7．下列說法正確的是()A．方程式eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是重核裂變反應方程B．光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性C．β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子時所產生的D．德布羅意首先提出了物質波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想【解析】eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是衰變反應，不是重核裂變反應方程，故A錯誤；光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性，故B正確；β衰變所釋放的電子，是原子核內的中子轉化成質子和電子時所產生的，故C正確；德布羅意首先提出了物質波的猜想，之后電子衍射實驗證實了他的猜想，故D正確．【答案】BCD8．下列說法正確的是()\o\al(232,90)Th經過6次α衰變和4次β衰變后，成為穩定的原子核eq\o\al(208,82)PbB．發現中子的核反應方程為eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC．γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱D．氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，電勢能增大，原子能量減小【解析】eq\o\al(232,90)Th經過6次α衰變和4次β衰變后，質量數是：m＝232－6×4＝208，電荷數：z＝90－2×6＋4＝82，成為穩定的原子核eq\o\al(208,82)Pb.故A正確；發現中子的核反應方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，故B正確；γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱，故C正確；根據波爾理論可知，核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，氫原子的電勢能增大，核外電子遵循：keq\f(e2,r2)＝eq\f(mv2,r)，據此可知電子的動能減小；再據能級與半徑的關系可知，原子的能量隨半徑的增大而增大，故D錯誤．【答案】ABC二、非選擇題(本題共5小題，共52分．按題目要求作答．)9．(8分)若在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，稱得入射小球1的質量m1＝15g，被碰小球2的質量m2＝10g，由實驗得出它們在碰撞前后的位移—時間圖線如圖4所示，則由圖可知，入射小球在碰前的動量是________g·cm/s，入射小球在碰后的動量是________g·cm/s，被碰小球的動量是________g·cm/s，由此可得出的結論是___________________________________________________．圖4【解析】由題圖知碰前p1＝m1v1＝m1eq\f(Δx1,Δt1)＝1500g·cm/s碰后p1′＝m1eq\f(Δx1′,Δt1′)＝750g·cm/sp2′＝m2eq\f(Δx2′,Δt2′)＝750g·cm/s.由此可得出的結論是兩小球碰撞前后的動量守恒．【答案】1500750750兩小球碰撞前后的動量守恒10．(8分)用半徑相同的兩個小球A、B的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置示意圖如圖5所示，斜槽與水平槽圓滑連接．實驗時先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止滾下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡，再把B球靜置于水平槽邊緣處，讓A球仍從C處由靜止滾下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡．記錄紙上的O點是重垂線所指的位置，若測得各落點痕跡到O點距離：OM＝cm，OP＝cm，ON＝cm，并知A、B兩球的質量比為2∶1，則未放B球時A球落地點是記錄紙上的________點，系統碰撞前總動量p與碰撞后總動量p′的百分誤差eq\f(|p－p′|,p)×100%＝________%(結果保留一位有效數字)．圖5【解析】M、N分別是碰后兩球的落地點的位置，P是碰前A球的落地點的位置，碰前系統的總動量可等效表示為p＝mA·OP，碰后系統的總動量可等效表示為p′＝mA·OM＋mB·ON，則其百分誤差eq\f(|p－p′|,p)＝eq\f(|mA·OP－mA·OM＋mB·ON|,mA·OP)≈2%.【答案】P211．(12分)一群氫原子處于量子數n＝4的能級狀態，氫原子的能級圖如圖6所示，則：圖6(1)氫原子可能發射幾種頻率的光子？(2)氫原子由量子數n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是多少電子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發生光電效應？發生光電效應時，發射光電子的最大初動能是多少電子伏？金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV【解析】(1)可能發射6種頻率的光子．(2)由玻爾的躍遷規律可得光子的能量為E＝E4－E2，代入數據得E＝eV.(3)E只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時才能發生光電效應．根據愛因斯坦的光電效應方程可得光電子的最大初動能為Ekm＝E－W0代入數據得，Ekm＝eV.【答案】(1)6種(2)eV(3)銫eV12．(12分)如圖7所示，質量為3m的木塊靜止放置在光滑水平面上，質量為m的子彈(可視為質點)以初速度v0水平向右射入木塊，穿出木塊時速度變為eq\f(2,5)v0，已知木塊的長為L，設子彈在木塊中的阻力恒定．試求：圖7(1)子彈穿出木塊后，木塊的速度大小v；(2)子彈在木塊中運動的時間t.【解析】(1)子彈與木塊相互作用過程，滿足動量守恒定律：mv0＝meq\f(2,5)v0＋3mv解得：v＝eq\f(v0,5).(2)對系統應用功能關系：fL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)v0))2－eq\f(1,2)·3mv2解得：f＝eq\f(9mv\o\al(2,0),25L)對木塊應用動量定理：ft＝3mv解得：t＝eq\f(5L,3v0).【答案】(1)v＝eq\f(v0,5)(2)t＝eq\f(5L,3v0)13．(12分)如圖8所示，一質量為2m的L形長木板靜止在光滑水平面上．木板右端豎起部分內側有粘性物質，當有其他物體與之接觸時即會粘在一起．某一時刻有一質量為m的物塊，以水平速度v0從L形長木板的左端滑上長木板．已知物塊與L形長木板的上表面的動摩擦因數為μ，當它剛要與L形長木板右端豎起部分相碰時，速度減為eq\f(v0,2)，碰后即粘在一起，求：【導學號：06092050】圖8(1)物塊在L形長木板上的滑行時間及此時長木板在地面上滑行的距離；(2)物塊與L形長木板右端豎起部分相碰過程中，長木板受到的沖量大小．【解析】(1)設物塊在L形長木板上的滑行時間為t，由動量定理得：－μmgt＝meq\f(v0,2)－mv0解得t＝eq\f(v0,2μg)物塊與L形長木板右端豎