2017-2018学年高二物理鲁科版选修3-5练习：模块综合测评 Word版含解析.doc

莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 模块综合测评 ‎(时间：60分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选或不答得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一定，当增大接球的时间时，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．关于近代物理，下列说法正确的是(　　) 【导学号：64772119】‎ A．α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 C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 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 ‎【解析】　α射线是氦核流，A错误.n表示的是中子，B错误．由光电效应方程Ekm＝hν－W知Ekm与ν成线性关系，C错误．玻尔的量子化原子模型的实验基础：一是原子的稳定性，二是原子光谱的分立特征，故D正确．‎ ‎【答案】　D ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构 B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的 C．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损 D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期改变 ‎【解析】　‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 关于原子核有复杂结构的信息最先来自于天然放射现象，A错误．中等大小的核的比结合能最大、核子平均质量最小，轻核聚变与重核裂变过程中都是释放能量，都发生质量亏损，C错误．半衰期是描述原子核衰变快慢的物理量，只取决于原子核内部结构，与其化学状态、物理状态无关，D错误．根据玻尔原子理论，知B正确．‎ ‎【答案】　B ‎4．质量为m的物体以速度v0从地面竖直向上抛(不计空气阻力)到落回地面，在此过程中(　　)‎ A．上升过程和下落过程中动量的变化量大小为mv0，但方向相反 B．整个过程中重力的冲量为mv0‎ C．整个过程中重力的冲量为0‎ D．上升、下降过程冲量大小均为mv0，方向向下 ‎【解析】　不计空气阻力时，物体以速度v0落向地面，上升过程和下降过程中动量变化量等于重力的冲量，大小均为mv0，方向竖直向下，重力的总冲量为2mv0，故D正确，A、B、C错误．‎ ‎【答案】　D ‎5．如图1所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n＝4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光电管，其逸出功为2.29 eV，以下说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．氢原子只能发出4种不同频率的光 B．能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子 C．为了增大钠光电管的光电流，可增大入射光的频率 D．光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时放出的电子都是来源于原子核内部 ‎【解析】　由C＝6种知A错误；这六种光子能量依次为12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV，故能让钠光电管发生光电效应的光子有四种，B正确．要增大光电流，需增大单位时间内逸出的光电子数目，即增大入射光的强度，C错误．光电管中发出的电子是金属内自由电子获得足够能量逸出的，而β衰变放出的电子是原子核内中子转变为质子时产生的，D错误．‎ ‎【答案】　B 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ ‎6．(多选)如图2所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则(　　) 【导学号：64772072】‎ 图2‎ A．6种光子中波长最长的是氢原子从n＝4激发态跃迁到基态时产生的 B．6种光子中有2种属于巴耳末系 C．使处于n＝4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D．在6种光子中，氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显 ‎【解析】　由Em－En＝h，得6种光子中氢原子由n＝4跃迁到n＝1的能量差最大，波长最短，所以A项错误．由巴耳末系的定义，知在6种光子中只有氢原子从n＝4跃迁到n＝2和n＝3跃迁到n＝2释放的光子属于巴耳末系，B项正确．由E∞－E4＝0－(－0.85 eV)＝0.85 eV，知要使n＝4能级的氢原子电离至少需0.85 eV的能量，C项正确．在6种光子中，氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时释放的光子的能量最大，则光子的波长最短，康普顿效应最明显，故D项正确．‎ ‎【答案】　BCD ‎7．(多选)如图3所示，小车在光滑的水平面上向左运动，木块在小车的水平车板上水平向右运动，且未滑出小车，下列说法中正确的是(　　)‎ 图3‎ A．若小车的动量大于木块的动量，则木块先减速再加速后匀速 B．若小车的动量大于木块的动量，则小车先减速再加速后匀速 C．若小车的动量小于木块的动量，则木块先减速后匀速 D．若小车的动量小于木块的动量，则小车先减速后匀速 ‎【解析】　‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 因水平面光滑，小车与木块组成的系统动量守恒，若小车的动量大于木块的动量，则总动量方向向左，最后小车和木块一起向左运动，小车先减速后匀速，木块先向右减速再向左加速，最后匀速，A正确，B错误；若小车动量小于木块动量，则最后两者一起向右运动，木块先减速后匀速，小车先向左减速，再向右加速，最后匀速运动，C正确，D错误．‎ ‎【答案】　AC ‎8．(多选)带有1/4光滑圆弧轨道，质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图4所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则(　　)‎ 图4‎ A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 C．此过程小球对小车做的功为Mv D．小球在弧形槽上上升的最大高度为v/2g ‎【解析】　小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v′，‎ 由动量守恒定律和机械能守恒定律有：Mv0＝2Mv′①‎ Mv＝2×＋Mgh②‎ 联立①②得：h＝，故D错误．‎ 从小球滚上到滚下并离开小车，系统在水平方向上的动量守恒，由于无摩擦力做功，动能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小球速度变为零，开始做自由落体运动，故B、C对，A错．‎ ‎【答案】　BC 二、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答)‎ ‎9．(10分)如图5所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图. 【导学号：64772073】‎ 图5‎ ‎(1)因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用________作为时间单位．‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ ‎(2)本实验中，实验必须要求的条件是(　　)‎ A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端点的切线是水平的 C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放 D．入射球与被碰球满足ma>mb，ra＝rb ‎(3)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是(　　)‎ A．ma·ON＝ma·OP＋mb·OM B．ma·OP＝ma·ON＋mb·OM C．ma·OP＝ma·OM＋mb·ON D．ma·OM＝ma·OP＋mb·ON ‎【解析】　(1)在此实验装置中两球的飞行时间相同，实验中可用平抛时间作为时间单位，从而变比较速度大小为比较水平位移的大小．‎ ‎(2)此实验要求两小球平抛，所以应使斜槽末端点的切线是水平的，B对；要求碰撞时入射小球的速度不变，应使入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放即可，C对，A错；为使入射小球不返回且碰撞时为对心正碰，应使ma>mb且ra＝rb，D对．‎ ‎(3)实验中要验证mav1＝mav1′＋mbv′2，取平抛时间为时间单位，则变为ma＝ma＋mb，即maOP＝maOM＋mbON.‎ ‎【答案】　(1)平抛时间　(2)BCD　(3)C ‎10．(12分)氢原子的能级如图6所示．氢原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的截止频率为________Hz；用一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为________eV(普朗克常量A＝6.63×10－34J·s，结果均保留2位有效数字)．‎ 图6‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ ‎【解析】　原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子的能量为13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，因所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则有hν0＝12.09 eV，解得：ν0＝2.9×1015 Hz.‎ 当光子能量等于逸出功时，恰好发生光电效应，所以逸出功W0＝12.09 eV.‎ 从n＝4能级向n＝1跃迁所放出的光子能量最大，为hν＝13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV.‎ 根据光电效应方程得最大初动能Ekm＝hν－W0＝12.75 eV－12.09 eV＝0.66 eV.‎ ‎【答案】　2.9×1015　0.66‎ ‎11．(14分)如图7所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极(阳极)，当A、K间加直流电压U＝30 kV时，电子被加速打到对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：‎ 图7‎ ‎(1)电子到达对阴极的速度是多大？‎ ‎(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？‎ ‎(3)若AK间的电流为10 mA，那么每秒钟对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？‎ ‎(电子电量e＝－1.6×10－19 C，质量m＝0.91×10－30 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)‎ ‎【解析】　(1)由动能定理得mv2＝eU，‎ 所以v＝ 代入数据得：v＝1.0×108 m/s.‎ ‎(2)因为mv2＝eU＝hν＝h 所以λ＝＝4.1×10－11 m.‎ ‎(3)每个电子与对阴极碰撞后均能产生一个光子，则 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ 莲山课件http://www.5ykj.com/‎ n＝＝个＝6.25×1016个．‎ ‎【答案】　(1)1.0×108 m/s ‎(2)4.1×10－11 m ‎(3)6.25×1016个 ‎12．(16分)如图8所示，甲车质量m1＝20 kg，车上有质量M＝50 kg的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h＝0.45 m处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动．此时质量m2＝50 kg的乙车正以v0＝1.8 m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应在什么范围以内？(不计地面和斜坡的摩擦，g取10 m/s2.) 【导学号：64772022】‎ 图8‎ ‎【解析】　甲系统从高h处滑下，不计摩擦，滑到底端时的速度为v，根据机械能守恒定律得：‎ ‎(m1＋M)gh＝(m1＋M)v2‎ 得：v＝＝3 m/s 当甲、乙靠近时，为了避免相撞，人从甲车上跳到乙车上，若作用后甲、乙两车的速度相同，则人跳出的速度最小，由动量守恒列式，并规定向右为正方向，‎ 甲与人：(m1＋M)v＝Mvmin＋m1v′，‎ 乙与人：Mvmin－m2v0＝(M＋m2)v′‎ 解上述方程可得vmin＝3.8 m/s.‎ 若人跳出甲车后，甲车反向速度大小为v甲，人跳到乙车后与乙车的共同速度为v乙，当v甲>v乙时甲车爬上斜面再返回，仍能和乙车相撞，要不相撞，必须v乙≥v甲，当v甲＝v乙时，人跳出的速度最大，设为vmax.‎ 甲与人：(m1＋M)v＝Mvmax－m1v甲，‎ 乙与人：Mvmax－m2v0＝(M＋m2)v乙，‎ 把v甲＝v乙代入解得：vmax＝4.8 m/s 所以人跳出甲车的水平速度范围是3.8～4.8 m/s.‎ ‎【答案】　3.8～4.8 m/s 莲山课件http://www.5ykj.com/‎