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1、【导学教程】（新课标）2020年高考物理 模块综合测试(三) 1(1)(5分)如图1所示，大量氢原子处于能级n4的激发态，当它们向各较低能级跃迁时，对于多种可能的跃迁，下面说法中正确的是_A从n4能级跃迁到n2能级放出的光子的频率等于从n2能级跃迁到n1能级放出的光子的频率B最多只能放出6种不同频率的光子C从n4能级跃迁到n1能级放出的光子频率最高D从n4能级跃迁到n1能级放出的光子波长最长(2)(8分)如图2所示，两个质量都是M0.4 kg的沙箱A、B并排放在光滑的水平面上，一颗质量m0.1 kg的子弹以v0200 m/s的水平速度射向A，射穿A后，进入B并最终一起运动，已知子弹恰好射穿A时
2、，子弹的速度v1100 m/s，求沙箱A、B的最终速度大小解析(1)n4能级与n2能级、n2能级与n1能级的能量差不等，故跃迁时放出的光子频率不等，A错误；能放出不同频率光子的种类有C6种，B正确；n4能级与n1能级的能量差最大，故跃迁时放出的光子的频率最高，C正确；由可知，f越大，越小，D错误(2)子弹与A作用过程，由动量守恒定律得mv02Mv2mv1v212.5 m/s子弹与B作用过程，由动量守恒定律有：Mv2mv1(Mm)v3v330 m/s.答案(1)BC(2)A：12.5 m/s，B：30 m/s2(1)(5分)在下列核反应方程中，X代表质子的方程是_A.AlHePXB.NHeOXC
3、.HnXD.HXHen(2)(8分)用速度为v0、质量为m1的He核轰击质量为m2的静止的N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为O核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4.求：粒子B的速度vB.粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反解析(2)由动量守恒定律可得m1v0m3v3m4vB解得：vB要使vB方向与He核方向相反，须满足：m1v0m3v30得：v3.答案(1)BC(2)v33(1)(6分)下列说法中正确的是_A卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为HeNOHB只要有核反应发生，就一定会释放出能量C质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，
4、质子和中子结合成一个粒子，释放的能量为(2m12m2m3)c2D原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为2的光子，已知12，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子E射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力(2)(8分)如图3所示，质量mB2 kg的平板车B静止在光滑的水平面上，平板车的左端静止着一个质量mA2 kg的物体A.一颗质量m00.01 kg的子弹以v0500 m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v1100 m/s，已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止求A与B相对静止
5、时的速度的大小解析(2)以物体A和子弹组成的系统为研究对象，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律知：m0v0mAvAm0v1解得：vA2 m/s以A和B为研究对象，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律，知：mAvA(mAmB)v共解得：v共1 m/s.答案(1)ACD(2)1 m/s4(1)(4分)下列说法正确的是_A电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性B235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C原子核内部某个质子转变为中子时，放出射线D氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小(2)(4分)氢原子的能级如图4所示有一群
6、处于n4能级的氢原子，这群氢原子能发出_种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于_eV.(3)(7分)近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是HHHen.若H和H迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，H、H、He、n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后He的速度大小为v3，方向与H的运动方向相同，求中子n的速度(选取v1的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)解析(1)衍射现象是波特有的，A项正确；半衰期由原子核本身决定，与外界无关，B项错误；原子核内部某个质子转变为中子时，放出正电子，C项错误；氢原子的核外电子
7、由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，因为轨道半径变小，所以电场力做正功，电子的动能增加，电势能减小，D项正确(2)一群处于n4能级的氢原子，向低能级跃迁时释放的谱线条数为C6，金属能发生光电效应，那么该金属的逸出功要小于释放光子的最高能量E4E112.75 eV.(3)设中子的速度为v，粒子间的碰撞遵循动量守恒，规定H的方向为正方向，那么有m1v1m2v2m3v3m4v解得：v.答案(1)AD(2)12.75(3)5(1)(4分)一氢原子从能量为E2的能级跃迁至能量为E1的较低能级时释放的光子的波长为_(已知真空中光速c，普朗克常量h)(2)(2分)卢瑟福用粒子轰击氮核时发现了质
8、子，完成其核反应方程：NHe_.(3)(9分)如图5所示，弧形轨道与水平轨道平滑连接，轨道每处都是光滑的，且水平部分足够长质量为m1的A球由静止从弧形轨道滑下，在水平轨道与质量为m2的B球发生弹性对心碰撞要使两球能发生第二次碰撞，两球质量应满足怎样的关系？解析(1)由hE2E1及c得，.(2)由电荷数和质量数守恒知NHeOH(3)设A球碰前的速度为v0，碰后两球的速度分别为v1、v2.(取向右为正方向)则有：m1v0m1v1m2v2m1vm1vm2v解得：v1v2能发生第二次相碰的条件是：v1v2(若写作v1v2，v1表示大小也行)解得：m23m1.答案(1)(2)OH(2)m23m16(1)
9、(6分)钍(Th)经x次衰变及y次衰变后变成铅(Pb)，则x_、y_.若已知钍(Th)的质量为m1，铅(Pb)的质量为m2，粒子的质量为m3，粒子质量为m4，则此过程中所释放的核能为_(2)(9分)如图6所示，在光滑水平桌面上有一质量为m的小球A，在A与墙壁之间有一处于压缩状态的弹簧(A与墙壁间有一细轻绳)桌子右边缘有一悬挂在天花板上的质量为2m的小球B，悬绳处于拉伸状态，其长为l，现剪断小球A与墙壁间的细绳，小球A被弹簧弹出后与B发生弹性正碰碰后B上升到最高点时悬绳与竖直方向的夹角为，求弹簧最初的弹性势能(剪断绳子后弹簧的弹性势能完全转变为小球A的动能，A、B两球均可视为质点)解析(2)小球
10、B碰后由动能定理得：2mv2mgl(1cos )小球A与B碰撞的过程中有mvAmvA2mvBmvmvA22mv同时，Epmv解得：Epmgl(1cos )答案(1)64(m1m26m34m4)c2(2)mgl(1cos )7(1)(6分)氢原子的能级如图7所示，有一群处于n4能级的氢原子如果原子从n2的能级向n1的能级跃迁时所发出的光正好能使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发射出的不同能量的光子中能使该金属产生光电效应的共有_种若用从能级n4向能级n1跃迁时发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为_eV.(2)(9分)如图8所示，光滑水平面上有A、B两小车，质量分别为mA20
11、 kg，mB25 kg.A、B两小车的长度均为l m，A以一定的初速度向右运动，B车原来静止，且B车右端放着物块C(可视为质点)，C的质量mC15 kg，C与A、B上表面间的动摩擦因数均为0.2，A与B碰撞时间极短，碰后A、B连在一起，则当A的初速度满足什么条件时，C最终停在A上？解析(2)设A的初速度为v0，A与B碰撞，对A与B组成的系统动量守恒有mAv0(mAmB)v1最终C停在A上，对A、B、C组成的系统，由动量守恒得：mAv0(mAmBmC)v2对A、B、C组成的系统，由能量守恒得：mCgl(mAmB)v(mAmBmC)vmCg2l解得：3 m/sv03 m/s.答案(1)32.55(2)3 m/sv03 m/s
