届高考物理二轮复习模块检测卷六 选修35.docx
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届高考物理二轮复习模块检测卷六选修35
模块检测卷六 选修3-5
第Ⅰ卷
一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列说法中正确的是( )
A.光波是电磁波
B.干涉现象说明光具有粒子性
C.光电效应现象说明光具有波动性
D.光的偏振现象说明光是纵波
答案 A
解析 光波是电磁波,故A正确;干涉和衍射现象说明光具有波动性,故B错误;光电效应现象说明光具有粒子性,故C错误;偏振现象是横波的性质,故光的偏振现象说明光是横波,故D错误.
2.下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是( )
A.γ射线是高速运动的电子流
B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大
C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D.
Bi的半衰期是5天,100克
Bi经过10天后还剩下50克
答案 B
解析 β射线是高速电子流,而γ射线是一种电磁波,选项A错误.氢原子辐射光子后,绕核运动的电子距核更近,动能增大,选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变,选项C错误.10天为两个半衰期,剩余的
Bi为100×(
)
g=100×(
)2g=25g,选项D错误.
3.如图1所示,一玻璃管中有从左向右的可能是电磁波或某种粒子流形成的射线,若在其下方放一通电直导线AB,射线发生如图所示的偏转,AB中的电流方向由B到A,则该射线的本质为( )
图1
A.电磁波
B.带正电的高速粒子流
C.带负电的高速粒子流
D.不带电的高速中性粒子流
答案 C
解析 射线在电流形成的磁场中发生偏转,即可确定该射线是由带电粒子构成的粒子流.根据安培定则可知,AB上方的磁场是垂直于纸面向里的.粒子向下偏转,由左手定则可知射线所形成的电流方向向左,与粒子的运动方向相反,故粒子带负电.
4.如图2所示,甲木块的质量为m1,以速度v沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一水平轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后( )
图2
A.甲木块的动量守恒
B.乙木块的动量守恒
C.甲、乙两木块所组成的系统动量守恒
D.甲、乙两木块所组成的系统动能守恒
答案 C
解析 甲木块与弹簧接触后,由于弹簧弹力的作用,甲、乙的动量要发生变化,但对于甲、乙所组成的系统,因所受合力的冲量为零,故动量守恒,故A、B错误,C正确;甲、乙两木块所组成系统的动能,一部分转化为弹簧的弹性势能,故系统动能不守恒,故D错误.
5.如图3所示,在光滑水平面上质量分别为mA=2kg、mB=4kg,速率分别为vA=5m/s、vB=3m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动,下述说法正确的是( )
图3
A.它们碰撞前的总动量是18kg·m/s,方向水平向右
B.它们碰撞后的总动量是18kg·m/s,方向水平向左
C.它们碰撞前的总动量是2kg·m/s,方向水平向右
D.它们碰撞后的总动量是2kg·m/s,方向水平向左
答案 D
6.按照玻尔的理论,氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能.当一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,下列说法正确的是( )
A.氢原子系统的电势能增加,电子的动能增加
B.氢原子系统的电势能减小,电子的动能减小
C.氢原子可能辐射6种不同波长的光
D.氢原子可能辐射3种不同波长的光
答案 D
解析 当一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,可能发生4→3,4→2,4→1三种情况,切记不是大量氢原子,故C错误,D正确;当向低能级跃迁时,轨道半径减小,根据公式k
=m
可得电子的动能增加,电势能减小,故A、B错误.
7.如图4是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象.由图象可知不正确的是( )
图4
A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于hνc
C.入射光的频率为2νc时,产生的光电子的最大初动能为E
D.入射光的频率为
时,产生的光电子的最大初动能为
答案 D
解析 根据Ek=hν-W0得,金属的截止频率等于νc;纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功,所以逸出功等于E,且E=hνc,故A、B正确;根据光电效应方程有:
Ek=hν-W0,其中W0为金属的逸出功且W0=hνc,所以有:
Ek=hν-hνc,由此结合图象可知,当入射光的频率为2νc时,代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E,故C正确.当入射光的频率为
时,小于极限频率,不能发生光电效应,故D错误.
8.氢原子的能级图如图5所示,一群氢原子处于n=3的激发态,这群氢原子辐射出的光子的能量不可能是( )
图5
A.13.6eVB.12.09eV
C.10.2eVD.1.89eV
答案 A
解析 一群氢原子处于n=3的激发态可能发生的跃迁有3→2,3→1,2→1,根据公式hν=Em-En可得,若3→2,放出的光子能量为1.89eV,若3→1,放出的光子能量为12.09eV;若2→1,放出的光子能量为10.2eV,故A不可能.
9.现有三个核反应
①
Na―→
Mg+
e
②
U+
n―→
Ba+
Kr+3
n
③
H+
H―→
He+
n
下列说法正确的是( )
A.①是裂变,②是β衰变,③是聚变
B.①是聚变,②是裂变,③是β衰变
C.①是β衰变,②是裂变,③是聚变
D.①是β衰变,②是裂变,③是裂变
答案 C
10.小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动),靶装在车上的另一端,如图6所示,已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),子弹的质量为m,若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(空气阻力不计),子弹打入靶中且留在靶里,则子弹射入靶后,小车获得的速度大小为( )
图6
A.0B.
C.
D.
答案 A
解析 车、人、枪、靶和子弹组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,射击前系统动量为零,由动量守恒定律可知,子弹射入靶后系统动量也为零,车的速度为零.
11.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上,其位移-时间图象如图7所示.由图可知,物体A、B的质量之比为( )
图7
A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶1
答案 C
解析 由图象知:
碰前vA=4m/s,vB=0.碰后vA′=vB′=1m/s,由动量守恒可知mAvA+0=mAvA′+mBvB′,解得mB=3mA.故选项C正确.
12.质量为M的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止.由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态.这个人手中拿着一个质量为m的小物体,他以相对飞船为v的速度把小物体抛出,在抛出物体后他相对飞船的速度大小为( )
A.
vB.
vC.
vD.
v
答案 A
解析 人和物体组成的系统不受外力作用,系统动量守恒,以v的方向为正方向,根据动量守恒定律得:
mv=Mv1,解得:
v1=
v,故A正确.
13.1966年,在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验.实验时,用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2(后者的发动机已熄火).接触以后,开动双子星号飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力F=895N,推进器开动时间Δt=7s,测出飞船和火箭组的速度变化Δv=0.91m/s.已知双子星号飞船的质量m1=3400kg.由以上实验数据可计算出火箭组的质量m2为( )
A.3400kgB.3485kg
C.6265kgD.6885kg
答案 B
解析 根据动量定理FΔt=(m1+m2)Δv,可得m2≈3485kg,B正确.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题2分,共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
14.下列说法正确的是( )
A.β衰变说明原子核里有电子
B.天然放射现象的发现揭示了原子核是可分的
C.光电效应现象中,极限频率越大的金属材料逸出功越大
D.氢原子从基态跃迁到激发态时,吸收光子,原子势能增加
答案 BCD
解析 β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子放出一个电子,并不是原子核内有电子,A错误;天然放射现象说明原子核是可再分的,B正确;由W0=hνc得极限频率越大的金属材料,逸出功越大,C正确;氢原子从基态跃迁到激发态时,吸收光子,势能增大,D正确.
15.(2015·广东理综·18)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为:
X+Y→
He+
H+4.9MeV和
H+
H→
He+X+17.6MeV,下列表述正确的有( )
A.X是中子
B.Y的质子数是3,中子数是6
C.两个核反应都没有质量亏损
D.氘和氚的核反应是核聚变反应
答案 AD
解析 根据核反应中质量数和电荷数守恒,可知X是
X,所以为中子,A正确;Y应为
Y,所以Y的质子数为3,核子数为6,中子数为3,B错误;两个核反应均有能量释放,根据爱因斯坦质能方程,两个核反应都有质量亏损,C错误;由聚变反应概念知,D正确.
16.如图8所示,一个质量为0.2kg的垒球,以20m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为40m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s.下列说法正确的是( )
图8
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1200N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为400N
C.球棒对垒球做的功为120J
D.球棒对垒球做的功为40J
答案 AC
解析 设球棒对垒球的平均作用力为F,由动量定理得F·t=m(vt-v0),取vt=40m/s,则v0=-20m/s,代入上式,得F=1200N,由动能定理得W=
mv
-
mv
=120J,选项A、C正确.
第Ⅱ卷
三、非选择题(本题共7小题,共55分)
17.(5分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图9甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s.
图9
(1)图甲中电极A为光电管的____________(填“阴极”或“阳极”);
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=________Hz,逸出功W0=________J;
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=________J.
答案
(1)阳极
(2)5.15×1014 3.41×10-19
(3)1.23×10-19
18.(5分)已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,
He的质量为3.0150u.
(1)写出两个氘核聚变成
He的核反应方程______________________;
(2)计算上述核反应中释放的核能ΔE=________MeV(结果保留三位有效数字).
答案
(1)
H+
H―→
He+
n
(2)3.26
解析
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒知,两个氘核聚变成
He的核反应方程为:
H+
H―→
He+
n
(2)释放的核能为:
ΔE=Δmc2=(2×2.0136-3.0150-1.0087)×931.5MeV=3.26MeV.
19.(6分)如图10为“碰撞实验器”,它可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
图10
(1)实验中必须要求的条件是( )
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m2相碰,并多次重复操作.本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号).
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量抛出点距地面的高度H
C.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
D.测量平抛射程OM、ON
(3)某次实验中得出的落点情况如图11所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为__________.
图11
答案
(1)BD
(2)ACD (3)4∶1
解析
(1)小球碰撞前后的水平速度可以用水平位移的数值表示,小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响,选项A错误;小球离开轨道后做平抛运动,斜槽末端切线必须水平,选项B正确;为保证入射小球不反弹,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,选项C错误;小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间相等,小球的水平位移与小球的初速度成正比,所以入射球必须从同一高度释放,选项D正确.
(2)实验需要验证m1·OP=m1·OM+m2·ON,因此本实验还要完成的步骤是找到平均落地点M、N的位置,测出平抛射程OM、ON,用天平测出两个小球的质量m1和m2.(3)将数据代入m1·OP=m1·OM+m2·ON,解得m1∶m2=4∶1.
20.(9分)氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6eV,当处于n=3的激发态时,能量为E3=-1.51eV,则:
(1)当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时,向外辐射的光子的波长是多少?
(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射原子?
(3)若有大量的氢原子处于n=3的激发态,则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子?
其中最长波长是多少?
答案
(1)1.03×10-7m
(2)3.28×1015Hz (3)3种 6.58×10-7m
解析
(1)λ=
≈1.03×10-7m.
(2)ν=
≈3.28×1015Hz.
(3)若有大量的氢原子处于n=3的激发态,则在跃迁过程中可能释放出3种频率的光子,其中波长最长的是从n=3到n=2释放的光子,λ′=
=
≈6.58×10-7m.
21.(10分)起跳摸高是学生常进行的一项活动.某中学生身高1.80m,质量80kg.他站立举臂,手指摸到的高度为2.10m.在一次摸高测试中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到的高度为2.55m.设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.2s.不计空气阻力(g取10m/s2).求:
(1)他跳起刚离地时的速度大小;
(2)上跳过程中他对地面平均压力的大小.
答案
(1)3m/s
(2)2.0×103N
解析
(1)跳起后重心升高h=2.55m-2.10m=0.45m
根据机械能守恒定律,
mv2=mgh
解得v=
=3m/s
(2)对人由动量定理知,(F-mg)t=mv-0
即F=
+mg
解得F=2.0×103N
根据牛顿第三定律可知,人对地面的平均压力大小为:
F′=2.0×103N.
22.(10分)一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图12所示.该物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止.g取10m/s2.
图12
(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;
(2)若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;
(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.
答案
(1)0.32
(2)130N (3)9J
解析
(1)对小物块从A运动到B处的过程中应用动能定理,则-μmgs=
mv2-
mv
代入数值解得μ=0.32
(2)取向右为正方向,碰后物块速度v′=-6m/s
由动量定理得:
FΔt=mv′-mv
解得F=-130N
其中“-”表示墙面对物块的平均作用力方向向左.
(3)对物块反向运动过程中应用动能定理得
-W=0-
mv′2
解得W=9J.
23.(10分)如图13,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g.
图13
(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;
(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑上BC轨道,最后从C点滑出小车.已知滑块质量m=
,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:
①滑块运动过程中,小车的最大速度大小vm;
②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小x.
答案
(1)3mg
(2)①
②
L
解析
(1)滑块滑到B点时对小车压力最大,从A到B机械能守恒,则mgR=
mv
滑块在B点处,由牛顿第二定律知FN-mg=m
解得FN=3mg
由牛顿第三定律知,滑块运动过程中对小车的最大压力为3mg
(2)①滑块下滑到达B点时,小车速度最大.由机械能守恒,则mgR=
Mv
+
m(2vm)2,解得vm=
②设滑块运动到C点时,小车速度大小为vC,
由功能关系:
mgR-μmgL=
Mv
+
m(2vC)2
设滑块从B到C过程中,小车运动的加速度大小为a,
由牛顿第二定律:
μmg=Ma
由运动学规律:
v
-v
=-2ax
解得x=
L.
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