2024-2025學年高中物理模塊綜合檢測一含解析新人教版選修3-5

PAGE10-模塊綜合檢測(一)(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.美國物理學家康普頓在探討石墨對X射線的散射時，發(fā)覺在散射的X射線中，除了與入射波長λ0相同的成格外，還有波長大于λ0的成分，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應.關(guān)于康普頓效應，以下說法正確的是（）A.康普頓效應現(xiàn)象說明光具有波動性B.當光子與晶體中電子碰撞后，光子能量削減C.當光子與晶體中電子碰撞后，光子頻率增加D.當光子與晶體中電子碰撞后，光子質(zhì)量不變解析：康普頓效應現(xiàn)象說明光子具有動量，即具有粒子性，故A錯誤；在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，發(fā)覺在散射的X射線中，除了與入射波長λ0相同的成格外，還有波長大于λ0的成分，依據(jù)λ＝eq\f(h,p)，動量變小，依據(jù)p＝mc，光子質(zhì)量減小，依據(jù)E＝mc2光子的能量減小，故B正確，C、D錯誤.答案：B2.電子的發(fā)覺是人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)相識上的一次飛躍，開創(chuàng)了探究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的新時代，下列關(guān)于電子的說法正確的是（）A.湯姆孫發(fā)覺不同物質(zhì)發(fā)出的陰極射線的粒子比荷相同，這種粒子即電子B.β衰變時原子核會釋放電子，說明電子也是原子核的組成部分C.電子穿過晶體時會產(chǎn)生衍射圖樣，這證明白電子具有粒子性D.β射線是高速電子流，它的穿透實力比α射線和γ射線都弱解析：湯姆孫發(fā)覺不同物質(zhì)發(fā)出的陰極射線的粒子比荷相同，這種粒子即電子，故A正確；衰變現(xiàn)象是原子核內(nèi)部的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時失去一個電子，故B錯誤；電子穿過晶體時會產(chǎn)生衍射圖樣，這證明白電子具有波動性，故C錯誤；β射線是高速電子流，它的穿透實力比γ射線弱，比α射線強，故D錯誤.答案：A3.下列關(guān)于核反應方程及描述，正確的是（）A.42He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)是居里夫婦發(fā)覺人工放射性的核反應方程B.eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋eq\o\al(1,0)n是核聚變方程C.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是α衰變方程D.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是α衰變方程解析：該方程是居里夫婦發(fā)覺人工放射性的核反應方程，找到了放射性的同位素30P，故A正確；該方程是核裂變方程，但方程書寫錯誤，故B錯誤；該方程是輕核聚變反應，故C錯誤；該方程是盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子的方程，故D錯誤.答案：A4.2024年8月19日報道，日本福島第一核電站核污水凈化后的含氚水中，仍殘留有其他放射性物質(zhì)，其中部分物質(zhì)半衰期長達1570萬年.有關(guān)原子核的物理學問，下列說法正確的是（）A.有8個放射性元素的原子核，當有4個發(fā)生衰變所需的時間就是該元素的半衰期B.自然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線的速度與光速相當，穿透實力很強C.放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放出電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的D.湯姆孫首先發(fā)覺了中子，從而說明原子核內(nèi)有困難的結(jié)構(gòu)解析：半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核才適用，故A錯誤；自然放射性現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度為光速的非常之一，電離實力較強，穿透實力較弱，故B錯誤；放射性元素發(fā)生β衰變時原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，并且將電子釋放出來，故C正確；電子的發(fā)覺，表明原子有困難的結(jié)構(gòu)；自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺，表明原子核有困難的結(jié)構(gòu)，D錯誤.答案：C5．一個放電管發(fā)光，在其光譜中測得一條譜線的波長為1.22×10－7m，已知氫原子的能級示意圖如圖所示，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則該譜線所對應的氫原子的能級躍遷是()A．從n＝5的能級躍遷到n＝3的能級B．從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級C．從n＝3的能級躍遷到n＝1的能級D．從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級解析：波長為1.22×10－7m的光子能量E＝heq\f(c,λ)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,1.22×10－7)J≈1.63×10－18J≈10.2eV，從圖中給出的氫原子能級圖可以看出，這條譜線是氫原子從n＝2的能級躍遷n＝1的能級的過程中釋放的，故D項正確．答案：D6.如圖所示，光滑的水平地面上有一輛平板車，車上有一個人.原來車和人都靜止.當人從左向右行走的過程中（）A.人和車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒B.人和車組成的系統(tǒng)機械能守恒C.人和車的速度方向相同D.人停止行走時，人和車的速度不為零解析：人和車組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力，動量守恒，故A正確.人和車組成的系統(tǒng)，初狀態(tài)機械能為零，一旦運動，機械能不為零，可知人和車組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故B錯誤.人和車組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，總動量為零，可知人和車的速度方向相反，當人的速度為零時，車速度也為零，故C錯誤，D錯.故選A.答案：A7.如圖所示，用a、b兩種不同頻率的光分別照耀同一金屬板，發(fā)覺當a光照耀時驗電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照耀時指針未偏轉(zhuǎn).以下說法正確的是（）A.增大a光的強度，驗電器的指針偏角肯定減小B.a光照耀金屬板時驗電器的金屬小球帶負電C.增大b光的強度，驗電器指針偏轉(zhuǎn)D.若a光是氫原子從n＝4的能級向n＝1的能級躍遷時產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n＝5的能級向n＝2的能級躍遷時產(chǎn)生的解析：增大a光的強度，單位時間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增多，則驗電器的指針偏角增大，故A錯誤；a光照耀金屬板時，發(fā)生光電效應，有光電子逸出，金屬板帶正電，所以驗電器金屬小球帶正電，故B錯誤；用a、b兩種不同頻率的光分別照耀同一金屬板，發(fā)覺b光照耀時指針未偏轉(zhuǎn)，依據(jù)發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率可知b的頻率小于該金屬的極限頻率，增大b光的強度，或增大b光的照耀時間都不能使金屬發(fā)生光電效應，驗電器的指針偏角肯定不偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；因為a光的頻率大于b光的頻率，則輻射a光的兩能級差大于輻射b光的兩能級差，因為n＝4和n＝1間的能級差大于n＝5和n＝2之間的能級差，故從n＝5的能級向n＝2的能級躍遷時產(chǎn)生的可能是b光，D正確.答案：D8.一質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，在此過程中（）A.地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2B.地面對他的沖量為mv，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2C.地面對他的沖量為mν＋mgΔt，地面對他做的功為零D.地面對他的沖量為mν－mgΔt，地面對他做的功為零解析：人從下蹲起跳，經(jīng)Δt時間速度為v，對此過程應用動量定理得：I＋（－mgΔt）＝mv－0故在此過程中，地面對他的沖量I＝mν＋mgΔt，人在起跳過程中，受到地面對人的支持力但沒有產(chǎn)生位移，地面對他做的功為零.綜上，選C.答案：C9．在光滑的水平面上，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的滑塊以大小均為p的動量相向運動，發(fā)生正碰，碰后系統(tǒng)的總動能不行能是()A．0 B.eq\f(2p2,m)C.eq\f(p2,2m) D.eq\f(p2,m)解析：碰撞前系統(tǒng)的總動能Ek＝2×eq\f(p2,2m)＝eq\f(p2,m)，由于碰撞后系統(tǒng)總動能不增加，所以選項B是不行能的．答案：B10.如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點為圓周的最高點，d點為最低點，每根桿上都套著一個完全相同的小滑環(huán)（圖中未畫出），三個滑環(huán)分別從a、b、c點無初速度釋放，則下列關(guān)于它們下滑過程的說法，正確的是（）A.重力對各環(huán)的沖量a的最大B.彈力對各環(huán)的沖量c的最大C.合力對各環(huán)的沖量大小相等D.各環(huán)的動能增量相等解析：設(shè)任一細桿與豎直方向的夾角為α，環(huán)運動的時間為t，圓周的直徑為D，則環(huán)的加速度大小a＝gcosα.由位移公式得Dcosα＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gcosαt2，得t＝eq\r(\f(2D,g))，所以三個環(huán)運動時間相同.由于三個環(huán)的重力相等，運動時間相同，由公式I＝Ft分析可知，各環(huán)重力的沖量相等，A錯誤.c環(huán)受到的彈力最大，運動時間相等，則彈力對環(huán)c的沖量最大，B正確.a環(huán)的加速度最大，受到的合力最大，則合力對a環(huán)的沖量最大，C錯誤.重力對a環(huán)做功最大，其動能的增量最大，D錯誤.答案：B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．下列四幅圖涉及不同的物理學問，其中說法正確的是()圖甲圖乙圖丙圖丁A．圖甲的遠距離輸電，可以降低輸電電壓來降低輸電線路上的能量損耗B．圖乙的霓虹燈，各種氣體原子的能級不同但躍遷時放射能量相同的光子C．圖丙的14C測年技術(shù)，依據(jù)植物體內(nèi)的放射性強度改變推算其死亡時間D．圖丁的核反應堆，通過鎘棒插入的深淺調(diào)整中子數(shù)目以限制反應速度解析：圖甲的遠距離輸電，可以提高輸電電壓來降低輸電線路上的電流，從而減小輸電線的能量損耗，選項A錯誤；各種氣體原子的能級不同，由于放射光子的能量等于兩個能級的能級差，故躍遷時放射能量不相同的光子，選項B錯誤；圖丙的14C測年技術(shù)，依據(jù)植物體內(nèi)的放射性強度改變推算其死亡時間，選項C正確；圖丁的核反應堆，通過鎘棒插入的深淺調(diào)整中子數(shù)目以限制反應速度，選項D正確．答案：CD12.如圖所示，光滑水平面上靜止著一輛質(zhì)量為M的小車，小車上帶著一光滑、半徑為R的eq\f(1,4)圓弧軌道.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的光滑小球從軌道的上端由靜止起先釋放，下列說法中正確的是（）A.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)總動量守恒B.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)總動量不守恒C.小球下滑過程中，在水平方向上小車和小球組成的系統(tǒng)總動量守恒D.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒解析：小車和小球在水平方向上的合力為零，此方向上動量守恒，總的合力不為零，所以總的動量不守恒；除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的力不做功，小車和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒.綜合可知B、C、D正確.答案：BCD13.質(zhì)量分別為m1、m2的物體，分別受到不同的恒力F1、F2的作用，由靜止起先運動，下列說法正確的是（）A.若在相同位移內(nèi)它們動量改變相同，則eq\f(F1,F2)＝eq\f(m2,m1)B.若在相同位移內(nèi)它們動量改變相同，則eq\f(F1,F2)＝eq\r(\f(m2,m1))C.若在相同時間內(nèi)它們動能改變相同，則eq\f(F1,F2)＝eq\f(m2,m1)D.若在相同時間內(nèi)它們動能改變相同，則eq\f(F1,F2)＝eq\r(\f(m1,m2))解析：由動能定理得：Fx＝eq\f(1,2)mv2－0，動能為：Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(p2,2m)，則Fx＝eq\f(p2,2m)，解得F＝eq\f(p2,2mx)，若在相同位移內(nèi)它們動量改變相同，則F∝eq\f(1,m)有：eq\f(F1,F2)＝eq\f(m2,m1)，故A正確，B錯誤；由牛頓其次定律得：F＝ma，物體動能為Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m（at）2＝eq\f(F2t2,2m)，F(xiàn)＝eq\r(\f(2mEk,t))；若在相同時間內(nèi)它們動能改變相同，則有F∝eq\r(m)，eq\f(F1,F2)＝eq\r(\f(m1,m2))，故C錯誤，D正確.答案：AD14.如圖所示，一光電管的陰極用極限波長為λ0的鈉制成.用波長為λ的紫外線照耀陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U，飽和光電流的值（當陰極K放射的電子全部到達陽極A時，電路中的電流達到最大值，稱為飽和光電流）為I，電子電荷量為e，則A.若入射光強度增到原來的三倍，但光子的能量不變，從陰極K放射的光電子的最大初動能可能增大B.若改用同樣強度的藍光照耀可能逸出光電子C.每秒鐘內(nèi)由K極放射的光電子數(shù)目為I/eD.放射的電子到達A極時的動能最大值為hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))解析：從陰極K放射的光電子的最大初動能Ek＝hν－W0，與入射光強度無關(guān)，入射光強度增到原來的三倍，但光子的能量不變，從陰極K放射的光電子的最大初動能不變，故A錯誤；藍光的頻率比紫外線的頻率小，又依據(jù)Ek＝hν－W0可得，用同樣強度的藍光照耀可能逸出光電子，也可能不逸出光電子，故B正確；由K極放射的光電子數(shù)目為n＝eq\f(Q,e)＝eq\f(It,e)，每秒鐘內(nèi)由K極放射的光電子數(shù)目為eq\f(I,e)，故C正確；放射的電子到達A極時的動能最大值為Ek＝hν－W0＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)＝hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))，故D正確；故選BCD.答案：BCD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依據(jù)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，只寫出最終答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(6分)在“探究碰撞中的不變量”試驗中，裝置如圖所示，兩個小球的質(zhì)量分別為mA和mB.(1)現(xiàn)有下列器材，為完成本試驗，哪些是必需的？請將這些器材前面的序號填在橫線上________．①秒表②刻度尺③天平④圓規(guī)(2)假如碰撞中動量守恒，依據(jù)圖中各點間的距離，則下列式子可能成立的有________．①eq\f(mA,mB)＝eq\f(ON,MP)②eq\f(mA,mB)＝eq\f(OM,MP)③eq\f(mA,mB)＝eq\f(OP,MN)④eq\f(mA,mB)＝eq\f(OM,MN)解析：(1)由試驗原理可知，須要測小球質(zhì)量，測OM、OP、ON距離，為精確確定落點，用圓規(guī)把多次試驗的落點用完可能小的圓圈起，把圓心作為落點，所以須要天平、刻度尺、圓規(guī)．(2)依據(jù)動量守恒定律有：mAOP＝mAOM＋mBON，即mA(OP－OM)＝mBON，①正確．答案：(1)②③④(2)①16.（9分）一個鈹核（eq\o\al(9,4)Be）和一個α粒子反應后生成一個碳核，放出一個中子并釋放出5.6MeV的能量（保留兩位有效數(shù)字）.（1）寫出這個核反應方程；（2）假如鈹核和α粒子共130g，且剛好反應完，求共放出多少能量？（3）這130g物質(zhì)反應過程中，其質(zhì)量虧損是多少？解析：（1）eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n.（2）鈹核和氦核的摩爾質(zhì)量之和μ＝μBe＋μα＝（9＋4）g/mol＝13g/mol，鈹核和氦核各含的摩爾數(shù)n＝eq\f(M,μ)＝eq\f(130,13)mol＝10mol，所以放出的能量ΔE＝n·NA·E放＝10×6.02×1023×5.6MeV＝3.371×1025MeV＝5.4×1012J.（3）質(zhì)量虧損Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(5.4×1012,（3.0×108）2)kg＝6.0×10－5kg.答案：（1）eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n（2）5.4×1012J（3）6.0×10－5kg17.（12分）已知氫原子的基態(tài)電子軌道半徑為r1＝0.528×10－10m，量子數(shù)為n的能級值為En＝eq\f(－13.6,n2)eV.（1）求電子在基態(tài)軌道上運動的動能；（2）有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)，畫一張能級圖，在圖上用箭頭標明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線；（3）計算這幾種光譜線中波長最短的波.（靜電力常量k＝9×109N·m2/C2，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3.00×108m/s）解析：由eq\f(ke2,req\o\al(2,n))＝eq\f(mveq\o\al(2,n),rn)，可計算出電子在隨意軌道上運動的動能Ekn＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)＝eq\f(ke2,2rn)，由En＝eq\f(－13.6,n2)eV計算出相應量子數(shù)n的能級值為En.（1）核外電子繞核做勻速圓周運動，靜電引力供應向心力，則eq\f(ke2,req\o\al(2,1))＝eq\f(mveq\o\al(2,1),r1)，又Ek＝eq\f(1,2)mv2，故電子在基態(tài)軌道的動能為Ek＝eq\f(ke2,2r1)＝eq\f(9×109×（1.6×10－19）2,2×0.528×10－10)J＝13.6eV.（2）n＝1時，能級值E1＝eq\f(－13.6,12)eV＝－13.6eV；n＝2時，能級值E2＝eq\f(－13.6,22)eV＝－3.4eV；n＝3時，能級值E3＝eq\f(－13.6,32)eV＝－1.51eV；能發(fā)出的光譜線分別為3→2，2→1，3→1共三種，能級圖如圖所示.（3）由E3向E1躍遷時發(fā)出的光子頻率最大，波長最短.由hν＝Em－En，ν＝eq\f(c,λ)，得λ＝eq\f(hc,E3－E1)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,12.09×1.6×10－19)m＝1.03×10－7m.答案：（1）13.6eV（2）如解析圖所示（3）1.03×10－7m18.（12分）如圖所示，質(zhì)量為M的木塊位于光滑水平面上，木塊與墻間用輕彈簧連接，起先時木塊靜止在A位置.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射向木塊并嵌入其中，經(jīng)過一段時間，木塊第一次回到A位置，彈簧在彈性限度內(nèi).求：（1）木塊第一次