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2019年高中物理 模塊綜合檢測 新人教版選修3-5 一、選擇題(本題共10個小題，每小題5分，共50分．每小題至少有一個選項(xiàng)正確．) 1．(xx德州高二檢測)下列說法中正確的是(　　) A．在原子核反應(yīng)中，反應(yīng)前后質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)都是守恒的 B．玻爾根據(jù)氫原子光譜分立的特性提出電子軌道和原子能量是量子化的 C．核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)核力比庫侖力大得多 D．光電效應(yīng)和α粒子散射實(shí)驗(yàn)都證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型 【解析】　天然放射性現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷總數(shù)不變，但反應(yīng)前后的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)可能會發(fā)生變化，A項(xiàng)不正確；玻爾為解釋氫原子光譜，提出了玻爾原子模型，即電子軌道的量子化和原子能量的量子化，B項(xiàng)正確；核力是原子核內(nèi)的核子之間的強(qiáng)相互作用，核力是短程力，在原子核內(nèi)比庫侖力大得多，C項(xiàng)正確；α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型，而光電效應(yīng)說明光的粒子性，D項(xiàng)不正確． 【答案】　BC 2．圖1所示的四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是(　　) 　　 　　(甲)　　　　　　　　　　(乙) 　　　 　(丙)　　　　　　　　　　(丁) 圖1 A．圖(甲)：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一 B．圖(乙)：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的 C．圖(丙)：盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D．圖(丁)：根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性 【解析】　圖(甲)為黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，為了解釋這一實(shí)驗(yàn)規(guī)律，提出能量子概念，A選項(xiàng)正確；圖(乙)為氫原子的能級圖，氫原子處于不同能級間躍遷時(shí)輻射或吸收一定頻率的光子，B選項(xiàng)是正確的；圖(丙)是α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明了原子的核式結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)不正確；圖(丁)是電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明了電子的波動性，D項(xiàng)不正確． 【答案】　AB 圖2 3．如圖2所示，豎直墻壁兩側(cè)固定著兩輕質(zhì)彈簧，水平面光滑，一彈性小球在兩彈簧間往復(fù)運(yùn)動，把小球和彈簧視為一個系統(tǒng)，則小球在運(yùn)動過程中 (　　) A．系統(tǒng)的動量守恒，動能守恒 B．系統(tǒng)的動量守恒，機(jī)械能守恒 C．系統(tǒng)的動量不守恒，機(jī)械能守恒 D．系統(tǒng)的動量不守恒，動能守恒 【解析】　小球與彈簧組成的系統(tǒng)在小球與彈簧作用的時(shí)間內(nèi)受到了墻的作用力，故系統(tǒng)動量不守恒．系統(tǒng)只發(fā)生動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 4．(xx天津高考)下列說法正確的是(　　) A．原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律 B．α射線、β射線、γ射線都是高速運(yùn)動的帶電粒子流 C．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子 D．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān) 【解析】　根據(jù)原子核的衰變規(guī)律、放射線的性質(zhì)、玻爾理論和光電效應(yīng)規(guī)律解決問題． 原子核發(fā)生衰變時(shí)遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，而非質(zhì)量守恒，選項(xiàng)A錯誤；α、β、γ射線的實(shí)質(zhì)是高速運(yùn)動的氦原子核、電子流和光子，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，只能輻射特定頻率的光子，滿足hν＝Em－E1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν—W知，光電子的動能與入射光的頻率有關(guān)，選項(xiàng)D錯誤． 【答案】　C 5．正電子是電子的反粒子，它跟普通電子的電荷量相等，而電性相反，科學(xué)家設(shè)想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)——反物質(zhì).1997年初和年底，歐洲和美國的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)先后宣布：他們分別制造出9個和7個反氫原子，這是人類探索反物質(zhì)的一大進(jìn)步．你推測反氫原子的結(jié)構(gòu)是(　　) A．由一個帶正電荷的質(zhì)子與一個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成 B．由一個帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個帶正電荷的電子構(gòu)成 C．由一個不帶電的中子與一個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成 D．由一個帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成 【解析】　氫原子是中性的，由一個質(zhì)子和一個電子構(gòu)成，其反氫原子也是中性的，應(yīng)是由一個帶負(fù)電的質(zhì)子和一個帶正電的電子構(gòu)成的，B正確． 【答案】　B 6．光子的能量是hν，動量的大小為hν/c.如果一個靜止的放射性元素的原子核在發(fā)生衰變時(shí)只發(fā)出一個γ光子．則衰變后的原子核(　　) A．仍然靜止 B．沿著與光子運(yùn)動方向相同的方向運(yùn)動 C．沿著與光子運(yùn)動方向相反的方向運(yùn)動 D．可以向任何方向運(yùn)動 【解析】　放射性元素發(fā)生衰變時(shí)除滿足質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒外還需滿足動量守恒，因此一個靜止的放射性元素的原子核發(fā)出一個γ光子后，衰變后的原子核必沿著與光子運(yùn)動方向相反的方向運(yùn)動．故C正確． 【答案】　C 7．下列說法正確的是(　　) A．光的頻率越低，其粒子性越顯著 B．光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運(yùn)動規(guī)律的一種概率波 C．物質(zhì)波理論告訴我們，任何運(yùn)動的微觀粒子都具有波粒二象性 D．在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫變窄，光子動量的不確定量變大 【解析】　光的頻率越高，粒子性越顯著；A錯．光波不同于宏觀概念中的波，它是一種概率波，B正確；任何運(yùn)動的微觀粒子都對應(yīng)一定的波長，都具有波粒二象性，C正確；在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫變窄，位置不確定量變小，由ΔxΔp≥，則光子動量的不確定量變大，D正確． 【答案】　BCD 8．氫原子能級示意圖如圖3所示，一群原處于n＝4能級的氫原子回到n＝1的過程中(　　) 圖3 A．放出三種頻率不同的光子 B．放出六種頻率不同的光子 C．放出的光子的最大能量為12.75 eV，最小能量是0.66 eV D．放出的光能夠使逸出功為13.0 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng) 【解析】　氫原子由高能級躍遷到低能級時(shí)會輻射光子，由n＝4能級回到n＝1的過程中會放出6種頻率的光子，選項(xiàng)A錯，B正確；而光子的能量等于躍遷的兩能級間的能量的差值，最小為n＝4躍遷到n＝3時(shí)，為0.66 eV；最大為n＝4躍遷到n＝1時(shí)，為12.75 eV，選項(xiàng)C正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光子的能量大于金屬的逸出功，所以選項(xiàng)D錯誤． 【答案】　BC 9．甲的質(zhì)量為50 kg，乙的質(zhì)量為25 kg，兩人在溜冰場的水平冰面上，開始時(shí)都是靜止的．兩人互推后，甲、乙反向直線運(yùn)動，甲的速率為0.1 m/s，乙的速率為0.2 m/s.假設(shè)互推的時(shí)間為0.01 s，忽略摩擦力及空氣阻力，則下列敘述哪一項(xiàng)正確(　　) A．甲、乙所受的平均堆力均為500 N，方向相反 B．甲、乙所受的平均堆力均為250 N，方向相反 C．甲受的平均推力500 N，乙受的平均推力250 N，方向相反 D．甲受的平均堆力250 N，乙受的平均堆力500 N，方向相反 【解析】　對甲應(yīng)用動量定理得：F甲Δt＝m甲v甲－0，解得：F甲＝500 N，由牛頓第三定律可知，乙對甲的推力也為500 N，方向與F甲相反，故A正確． 【答案】　A 10．一個人在地面上立定跳遠(yuǎn)的最好成績是x，假設(shè)他站立在船頭要跳上距離在L遠(yuǎn)的平臺上，水對船的阻力不計(jì)，如圖4，則(　　) 圖4 A．只要LE1， 故可知反應(yīng)中發(fā)生了質(zhì)量虧損． 【答案】　(1)Li＋n→He＋H　(2)8.1106m/s　方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反　(3)因?yàn)榉磻?yīng)后粒子的總動能大于反應(yīng)前粒子的總動能，故可知反應(yīng)中發(fā)生了質(zhì)量虧損． 16．(10分)如圖7所示，質(zhì)量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上，小車左端放一質(zhì)量為1 kg的木塊，車的右端固定一個輕質(zhì)彈簧．現(xiàn)給木塊一個水平向右的10 Ns的瞬間沖量，木塊便沿車向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并恰好能達(dá)到小車的左端，求： 圖7 (1)彈簧被壓縮到最短時(shí)平板車的速度v； (2)木塊返回小車左端時(shí)的動能Ek； (3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm. 【解析】　(1)設(shè)木塊的初速度為v0，由動量定理有： I＝mv0，得v0＝10 m/s(方向向右)． 當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，木塊和小車速度相等． 對于木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒． 所以有：mv0＝(M＋m)v，解得v＝2 m/s(向右)． (2)木塊與彈簧碰后相對小車向左運(yùn)動，當(dāng)木塊相對小車靜止時(shí)，木塊相對小車到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn)．因此木塊恰能到小車的左端時(shí)，兩者同速．由動量守恒可知此時(shí)v塊＝v車＝2 m/s. 木塊的動能Ek＝mv＝2 J. (3)木塊往返過程中克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE＝mv－(M＋m)v2＝40 J. 考慮木塊開始運(yùn)動到彈簧壓縮到最短的過程，系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機(jī)械能為ΔE＝20 J．對這個過程由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有： mv＝(M＋m)v2＋ΔE＋Epm， 解得彈簧壓縮到最短時(shí)獲得的最大彈性勢能 Epm＝20 J. 【答案】　(1)2 m/s，方向向右　(2)2 J　(3)20 J