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模块综合测评(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)1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，该元素的半衰期不变E光电效应实验中，对同一种金属遏止电压与入射光的频率有关【解析】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正确由EkhWeUc可以看出，对同一种金属遏止电压Uc与入射光频率成线性关系，E正确根据玻尔原子理论，知B正确【答案】BDE2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2mv0C整个过程中重力的冲量为0D上升、下降过程冲量大小均为mv0，方向向下E若空气阻力不可忽略，则在此过程中物体动量的变化量大小一定小于2mv0【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B、D正确，A、C错误；若空气阻力不可忽略，则物体落向地面的速度小于v0，因此物体从抛出到落地的整个过程中，动量的变化量大小一定小于2mv0，方向向下，E正确【答案】BDE3如图1所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n4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1A氢原子只能发出6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衰变时放出的电子都是来源于原子核内部E钠光电管发出的光电子轰击处于基态的氢原子只能使氢原子跃迁到n2的能级【解析】由C6种知A正确；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错误在这六种光照射下钠发射的光电子的最大初动能为12.75 eV2.29 eV10.46 eV，它们轰击基态氢原子时只能使氢原子跃迁到n2的能级，E正确【答案】ABE4如图2所示是氢原子的能级图，大量处于n4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n2能级跃迁时释放的光子，则() 【导学号：18850072】图2A6种光子中波长最长的是氢原子从n4激发态跃迁到基态时产生的B6种光子中有2种属于巴耳末系C使处于n4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D若从n2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则氢原于从n3能级跃迁到n2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E在6种光子中，氢原子从n4能级跃迁到n1能级释放的光子康普顿效应最明显【解析】由EmEnh，得6种光子中氢原子由n4跃迁到n1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n4跃迁到n2和n3跃迁到n2释放的光子属于巴耳末系，B项正确由EE40(0.85 eV)0.85 eV，知要使n4能级的氢原子电离至少需0.85 eV的能量，C项正确因为E2E110.2 eVh1，E3E21.89 eVh2，所以12，故D项错误在6种光子中，氢原子从n4能级跃迁到n1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E项正确【答案】BCE5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3A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E若小车的动量大小等于木块的动量大小，则木块和小车均做减速运动，最后都静止【解析】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错误若小车的动量大小等于木块的动量大小，则由动量守恒可知，小车和木块最后都静止，静止前都做减速运动，E正确【答案】ACE6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4A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MvD小球在弧形槽上上升的最大高度为v/2gE小球在弧形槽上上升的最大高度为【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：Mv02MvMv2Mgh联立得：h，故D错误，E正确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】BCE二、非选择题(本题共5小题，共64分按题目要求作答)7(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：18850073】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(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mamb，rarb(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()AmaONmaOPmbOMBmaOPmaONmbOMCmaOPmaOMmbONDmaOMmaOPmbON【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mamb且rarb，D对(3)实验中要验证mav1mav1mbv2，取平抛时间为时间单位，则变为mamamb，即maOPmaOMmbON.【答案】(1)平抛时间(2)BCD(3)C图68(10分)氢原子的能级如图6所示氢原子从n3能级向n1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n4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A6.631034Js，结果均保留2位有效数字)【解析】原子从能级n3向n1跃迁所放出的光子的能量为13.6 eV1.51 eV12.09 eV，因所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则有h012.09 eV，解得：02.91015 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W012.09 eV.从n4能级向n1跃迁所放出的光子能量最大，为h13.6 eV0.85 eV12.75 eV.根据光电效应方程得最大初动能EkmhW012.75 eV12.09 eV0.66 eV.【答案】2.910150.669(10分)如图7所示为氢原子的能级示意图一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠这群氢原子能发出_种不同频率的光，其中有_种频率的光能使金属钠发生光电效应图7【解析】据题意，氢原子在跃迁过程中有以下三种方式：3至1,3至2,2至1，对应发出3种不同频率的光要使金属钠发生光电效应，氢原子发出的光子的能量必须大于2.49 eV，而3至1的为：12.09 eV,3至2的为：1.89 eV,2至1的为：10.2 eV，所以两种频率的光可以使金属钠发生光电效应【答案】3210(16分)如图8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U30 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8(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e1.61019 C，质量m0.911030 kg，普朗克常量h6.631034 Js)【解析】(1)由动能定理得mv2eU，所以v代入数据得：v1.0108 m/s.(2)因为mv2eUhh所以4.11011 m.(3)每个电子与对阴极碰撞后均能产生一个光子，则n个6.251016个【答案】(1)1.0108 m/s(2)4.11011 m(3)6.251016个11(18分)(2015福建高考)如图9所示，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9 (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，然后滑入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，求：滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s. 【导学号：18850074】【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，mgRmv滑块在B点处，由牛顿第二定律得Nmgm解得N3mg由牛顿第三定律得N3mg.(2)滑块下滑到达B点时，小车速度最大由机械能守恒得mgRMvm(2vm)2解得vm .设滑块运动到C点时，小车速度大小为vC，由功能关系得mgRmgLMvm(2vC)2设滑块从B到C过程中，小车运动加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgMa由运动学规律得vv2as解得sL.【答案】(1)3mg(2) L
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