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1、模块检测(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分其中16题为单项选择题，710题为多项选择题)1关于近代物理，下列说法正确的是()A射线是高速运动的氦原子B核聚变反应方程HHHen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答案D解析射线是高速运动的氦原子核，A错误；n为中子，B错误；光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，C错误；玻尔将量子观念引入原子领域，D正确2红宝石激光
2、器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光铬离子的能级图如图1所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，然后自发地跃迁到E2，释放波长为2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为()图1A. B. C. D.答案A解析由题意知E3E1hE3E2hE2E1h由式解得，故A选项正确3核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()A
3、碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数答案D解析解答本题时要把握以下几点：(1)半衰期的长短代表了衰变的慢快(2)光子能量大小由频率高低决定(3)同位素的核电荷数相同射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；射线的频率大于可见光的频率，根据Eh可知，射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确4如图2所示，有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)一位同学想用一个卷
4、尺粗略测定它的质量他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m，渔船的质量为()图2A. B.C. D.答案B解析设该同学在t时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即mM，又s人Ld，得M.5如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A、B不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是()图3A两滑块的动能之比EkAEkB12B两滑块
5、的动量大小之比pApB21C两滑块的速度大小之比vAvB21D弹簧对两滑块做功之比WAWB11答案A解析根据动量守恒定律知，两滑块脱离弹簧后动量大小相等，B项错误；mAvAmBvB，故vAvBmBmA12，C项错误；由Ek得EkAEkB，A项正确；由WEk知WAWBEkAEkB12，D项错误6静止的氡核Rn放出粒子后变为钋核Po，粒子动能为E.若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为()A.B0C.D.答案C解析由于动量守恒，反冲核和粒子的动量大小相等，由Ek，它们的动能之比为4218，因此衰变释放的总能量是E，由质能方程得质量亏损是.7下列应用中把放
6、射性同位素作为示踪原子的是()A利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病答案ABD解析利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用射线贯穿能力强的特点，因此C选项不属于示踪原子的应用，A、B、D都是作为示踪原子，故A、B、D正确8下列说法正确的是()A爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型D德布罗意指出微观粒子
7、的动量越大，其对应的波长就越长答案AC解析爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故选项A正确；康普顿效应表明光不仅具有能量，还具有动量，故选项B错误；卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故C正确；德布罗意波长公式为：，其中p为微粒的动量，故动量越大，其对应的波长就越短，故选项D错误9秦山核电站第三期工程的两个6105 kW发电机组已实现并网发电. 发电站的核能来源于92U的裂变，下列说法正确的是()A反应堆中核反应速度通常是采用调节92U的体积来控制的B.92U的一种可能的裂变是92Un54XeSr2nC.92U是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D一个92U裂变能放出
8、200 MeV的能量，合3.21011 J答案BD解析反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A错；92U裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压强等外界条件无关，C错；通过计算知，D正确10下列说法正确的是()A相同频率的光照射到不同的金属上，逸出功越大，出射的光电子最大初动能越小B钍核Th，衰变成镤核Pa，放出一个中子，并伴随着放出光子C根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小D平均结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定答案AD解析钍核衰变的核反应方程式为ThPae，选项B错误；氢
9、原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子轨道半径减小，由a，核外电子运动的加速度增大，选项C错误；故只有选项A、D正确二、填空题(本题共2小题，共10分)11(5分)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图4所示当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出频率为_Hz的光子用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电量e1.601019 C，普朗克常量h6.631034 Js)图4答案6.210140.30解析氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，释放出光子的能量为E0.85 eV(3.40 eV)2.55 eV，由hE解得光
10、子的频率6.21014Hz.用此光照射逸出功为2.25 eV的钾时，由光电效应方程知，产生光电子的最大初动能为EkhW(2.552.25)eV0.30 eV.12(5分)若在做“验证动量守恒定律”的实验中，称得入射小球的质量m115 g，被碰小球的质量m210 g，由实验得出它们在碰撞前后的位移时间图线如图5所示，则由图可知，入射小球在碰前的动量是_gcm/s，入射小球在碰后的动量是_gcm/s，被碰小球的动量是_gcm/s，由此可得出的结论是_.图5答案1 500750750两小球碰撞前后的动量守恒解析由题图知碰前p1m1v1m11 500 gcm/s，碰后p1m1750 gcm/s，p2m
11、2750 gcm/s.由此可得出的结论是两小球碰撞前后的动量守恒三、计算题(共4小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8分)一群氢原子处于量子数n4的能级状态，氢原子的能级图如图6所示，则：(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由量子数n4的能级跃迁到n2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？图6金属铯钙镁钛逸出功W/eV1.92.73.74.1答案(1)6种(2)2.55 e
12、V(3)铯；0.65 eV解析(1)可发射6种频率的光子(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为EE4E2，代入数据得E2.55 eV(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为EkmEW0代入数据得，Ekm0.65 eV(或1.01019J)14(10分)质量为M的小车置于光滑水平面上，小车的上表面由光滑的圆弧和光滑平面组成，弧半径为R，车的右端固定一轻弹簧，如图7所示现将一质量为m的滑块从圆弧最高处无初速度下滑，与弹簧相接触并压缩弹簧求：图7(1)弹簧具有的最大弹性势能Ep；(2)当滑块与弹簧分离时小车的速度v.答案(1
13、)mgR(2)解析(1)滑块与小车相互作用过程中水平方向动量守恒，系统水平方向的总动量始终为0，滑块压缩弹簧后，当二者速度相等时，弹簧弹性势能最大，由水平方向上系统动量守恒得，此时滑块与小车速度均为0，由机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能EpmgR(2)当滑块与弹簧分离时，由系统动量守恒得，mvMv由机械能守恒定律得：mgRmv2Mv2解得小车的速度v15(10分)40 kg的女孩骑自行车带30 kg的男孩(如图8所示)，行驶速度2.5 m/s.自行车行驶时，男孩要从车上跳下来图8(1)他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤，为什么？(2)男孩安全跳下车且速度为零，计算男孩安全跳下车的瞬间，女孩
14、和自行车的速度；(3)计算自行车与两个孩子，在男孩跳下车前后整个系统的动能的值如有不同，请解释答案(1)由于惯性(2)4 m/s(3)250 J400 J男孩跳下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150 J解析(1)如果直接跳下来，人具有和自行车相同的速度，脚着地后，脚的速度为零，由于惯性，上身继续向前倾斜，因此他可能会摔跤所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时可能不摔跤(2)男孩跳下车前后，对整体由动量守恒定律有：(m1m2m3)v0(m1m2)v得v4 m/s(m1表示女孩质量，m2表示自行车质量，m3表示男孩质量)(3)男孩跳下车前系统的动能Ek1(m1m2m3)v(401030)(2.5)2 J250 J男孩
