沪科版高中物理选修35模块综合检测.docx

沪科版高中物理选修35模块综合检测.docx

《沪科版高中物理选修35模块综合检测.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沪科版高中物理选修35模块综合检测.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

沪科版高中物理选修35模块综合检测

高中物理学习材料

（马鸣风萧萧**整理制作）

模块综合检测

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前．这样做可以（　　）

A．减小球对手的冲量

B．减小球的动量变化率

C．减小球的动量变化量

D．减小球的动能变化量

【解析】　由题可知球动量的变化量是一定的，当增大接球的时间，由F＝

可知，可以减小球对手的作用力，即减小球的动量变化率，B正确．

【答案】　B

2．（2010·天津卷）下列关于原子和原子核的说法正确的是（　　）

A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化

C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

D．平均结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

【解析】　β衰变是原子核中的中子衰变生成的，不是核外电子，A错误；波尔理论成功之处是提出了原子的能量量子化的观点，局限性在于保留了经典的轨道理论，B正确，放射性元素的半衰期取决于原子核，与单质还是化合物，以及温度的高低无关，C错误，平均结合能越小，表示核子结合成原子核时质量亏损越小，核越不稳定，故D错误．

【答案】　B

3．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的电动势和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5eV.现分别用能量不同的光子照射钨板（各光子的能量也已在图上标出）．那么下列图中能有电子到达金属网的是

（　　）

【解析】　A中没有光电子产生，B、C、D都有光电子产生．B中电源加正向电压，光电子加速向M运动；C中电源加反向电压，光电子最大初动能为E1＝5.8eV－4.5eV＝1.3eV＜1.5eV，故C中光电子不能到达M；D中光电子的最大初动能为E2＝6.8eV－4.5eV＝2.3eV＞1.5eV，故D中光电子能到达M.

【答案】　BD

4．如图1所示，在甲、乙两种情况中，人用相同大小的恒定拉力拉绳子，使人和船A均向右运动，经过相同的时间t，图甲中船A没有到岸，图乙中船A没有与船B碰撞．则经过时间t（　　）

图1

A．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小

B．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大

C．图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量相同

D．以上三种情况都有可能

【解析】　题图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量都等于人的拉力乘以所用的时间，故冲量相等，C正确．

【答案】　C

5．一小型飞船在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向射出一物体P，不计空气阻力，则（　　）

A．飞船一定离开原来轨道运动

B．P一定离开原来轨道运动

C．飞船运动半径一定增大

D．P运动半径一定减小

【解析】　由动量守恒定律知，射出物体P后，火箭动量变大，而其剩余质量变小，故火箭的动能增大，则火箭离开原来的轨道做离心运动，即其运动半径一定增大．物体P的速度大小有可能与原火箭速度大小相等，故P可能沿原来的轨道运动，选项A、C正确．

【答案】　AC

6．为了模拟宇宙大爆炸的情况，科学家们使两个带正电的重离子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞．若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有（　　）

A．相同的速率　　　　　　B．相同的质量

C．相同的动能D．大小相同的动量

【解析】　当两重粒子碰前动量等大反向时，碰后粒子可能均静止，动能全部转化为内能．

【答案】　D

7．（2010·浙江）在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示，则可判断出（　　）

图2

A．甲光的频率大于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

【解析】　如图所示，光电管加正向电压的情况：

P向右移动时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流达到最大值；P再向右移动时，光电流不能再增大．

光电管加反向电压的情况：

P向右移动时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都不参与导电，光电流恰为零，此时光电管两端所加的电压为遏止电压；P再向右移动时，光电流始终为零．eUc＝

mev2＝hν－W0，入射光频率越高，对应的遏止电压Uc越大．

从图象中可以看出，丙光对应的遏止电压Uc最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大，选项B正确，D错误．甲光和乙光的频率相同，选项A错误．由于是同一光电管，所以乙光、丙光对应的截止频率是一样的，选项C错误．

【答案】　B

8．下表列出了几种不同物质在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知（　　）

质量（kg）

速度（m/s）

波长（m）

弹子球

2.0×10－2

1.0×10－2

3.3×10－30

电子

（100eV）

9.1×10－31

5.0×106

1.2×10－10

无线电波

（1MHz）

3.0×102

①要检测弹子球的波动性几乎不可能

②无线电波通常情况下只能表现出波动性

③电子照射到铝箔上可以观察到它的波动性

④只有可见光才有波粒二象性

A．①④B．②④

C．①②D．①②③

【解析】　弹子球的德布罗意波波长很小，通常情况下很难找到如此小的障碍物或小孔，所以①对；无线电波波长很长，通常情况下只表现出波动性，所以②对；电子波长与金属晶格大小的数量级相同，故可观察到它的波动性，所以③对；对于④不只是可见光有波粒二象性，对于微观粒子都具有波粒二象性．所以选D.

【答案】　D

9．（2011·琼海检测）下列说法正确的是（　　）

A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大

【解析】　太阳内部主要是核聚变反应，A错误．α粒子大角度散射说明原子具有核式结构，电子的发现说明原子是可以再分的，B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，C选项错误，D选项正确．

【答案】　D

10．如图3为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是

（　　）

图3

A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的

B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的

C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应

【解析】　最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝hc/λ＝En－Em，对应跃迁中能级差最小的应为n＝4到n＝3，故A、B错．由C

可知处于n＝4能级上的氢原子共可辐射出C

＝6种不同频率的光，故C错．根据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W可知D正确．

【答案】　D

二、填空题（本题2小题，共计16分）

11．（8分）如图4所示，两辆小车A和B位于光滑水平直轨道上．如图4甲所示为第一次实验，B静止，A以0.5m/s的速度向右运动，与B碰后A以0.1m/s的速度弹回，B以0.3m/s的速度向右运动．如图4乙所示为第二次实验，B仍静止，A车固定上1kg重的物体后还以0.5m/s的速度与B碰撞．碰后A静止，B以0.5m/s的速度向右运动．则A的质量为________kg，B的质量为_______kg.

图4

【解析】　根据动量守恒定律，第一次实验碰撞得mAvA＝－mAvA′＋mBvB′①；第二次实验碰撞得（mA＋Δm）vA＝mBvA②.代入数值解①②得mA＝1kg，mB＝2kg.

【答案】　1　2

12．（8分）如图5所示，是卢瑟福发现原子核式结构的实验装置简图．请回答下列问题：

（1）实验中用了________放射线．

（2）实验要在真空中进行的原因是___________________________________

_______________________________________________________________.

（3）当放射线击中靶子时发生的情况是_______________________________

_______________________________________________________________.

图5

【答案】　

（1）α

（2）因为α粒子电离本领强，所以要放在真空中，避免α粒子与带电的空气分子相撞

（3）绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至达到了180°

三、计算题（本题包括4个小题，共44分，解答要写出必要的文字说明、主要的解题步骤，有数值计算的要注明单位）

13．（10分）（2010·海口检测）如图6所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B＝0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质

Ra（镭），

Ra发生α衰变生成新核Rn（氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m.

图6

（1）试写出Ra的衰变方程；

（2）求衰变后Rn（氡）的速率．（质子、中子的质量为1.6×10－27kg，电子电量e＝1.6×10－19C）

【解析】　

（1）由核反应中质量数和电荷数守恒可得

Ra―→

Rn＋

He.

（2）对α粒子

qvB＝m

　vα＝

由动量守恒定律得

mvα－Mv＝0

v＝

vα＝

＝

m/s＝4.5×105m/s.

【答案】　

（1）

Ra―→

Rn＋

He

（2）4.5×105m/s

14．（10分）（2011·四川高考）随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显．分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命．一货车严重超载后的总质量为49t，以54km/h的速率匀速行驶．发现红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5m/s2（不超载时则为5m/s2）．

（1）若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？

（2）若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车，两车将发生碰撞，设相互作用0.1s后获得相同速度，问货车对轿车的平均冲力多大？

【解析】　

（1）货车初速度v0＝54km/h＝15m/s

超载时加速度a1＝2.5m/s2，则滑行距离

x1＝

＝

m＝45m.

不超载时加速度a2＝5m/s2，则滑行距离

x2＝

＝

m＝22.5m.

（2）设两车碰撞前货车的速度为v1，则由v

－v

＝－2a1x解得v1＝10m/s

设两车碰后达到的共同速度为v2，由动量守恒定律知

m1v1＝（m1＋m2）v2

代入数据解得v2＝9.8m/s

设货车对轿车的平均冲力为F，对轿车由动量定理知F·t＝m2v2－0

解得F＝9.8×104N.

【答案】　

（1）45m　22.5m　

（2）9.8×104N

15．（12分）（2011·铜川检测）氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6eV，已知电子电量e＝1.6×10－19C，电子质量m＝0.91×10－30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1＝0.53×10－10m.

（1）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n＝2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？

（用K、e，r1，m表示，不要求代入数据）

（2）若要使处于n＝2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？

（3）若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz，今用一群处于n＝4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？

【解析】　

（1）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力，有

＝

（其中r2＝4r1）①

根据电流的定义I＝

②

由①②得I＝

.③

（2）要使处于n＝2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：

hν＝0－

得ν＝8.21×1014Hz.

（3）由于钠的极限频率为6.00×1014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为

E0＝hν＝

eV

≈2.486eV

氢原子的能级跃迁用如图所示．

一群处于n＝4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差ΔE≥E0，六条光谱线E41、E31、E21、E42、E32、E43的能量分别为12.75eV、12.09eV、10.20eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV，由此可知，E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应．

【答案】　

（1）

（2）8.21×1014Hz

（3）E41、E31、E21、E42四条谱线

16．（12分）在太空中的某飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．已知飞行器的质量为M，向外发射出2价氧离子，发射功率为P，加速电压为U，每个氧离子的质量为m，单位电荷的电荷量为e，不计发射离子后飞行器质量的变化，求：

（1）发射出的氧离子的速度；

（2）每秒发射出的氧离子数；

（3）发射出离子后飞行器开始运动的加速度．

【解析】　

（1）以氧离子为研究对象，由动能定理得

mv2－0＝2eU，解得v＝2

.

（2）设每秒发射出的氧离子数为N，则有

P×1＝NEk，解得N＝

.

（3）以氧离子和飞行器整体为研究对象，设发射出氧离子的时间为Δt，飞行器的反冲速度为v′，根据动量守恒定律可得

NΔtmv＝Mv′

又飞行器的加速度a＝

所以a＝

＝

.

【答案】　

（1）2

（2）

　（3）