高中物理滬科版5第五章核能與社會(huì) 模塊綜合測(cè)評(píng)

模塊綜合測(cè)評(píng)(時(shí)間：50分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分.在每小題給出的五個(gè)選項(xiàng)中有三項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)1.恒星向外輻射的能量來(lái)自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng).核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(8,4)Be＋γ.以下說(shuō)法正確的是()圖1A.該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)B.熱核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損C.熱核反應(yīng)會(huì)放出巨大能量D.由于核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，所以質(zhì)量也是守恒的E.任意原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)總是相等的【解析】該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，故A正確；核反應(yīng)中的裂變和聚變，都會(huì)有質(zhì)量虧損，都會(huì)放出巨大的能量，故B、C正確；核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量不守恒，故D錯(cuò)誤；原子中原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不一定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子沒(méi)有中子，例如氫原子核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子，沒(méi)有中子，故E錯(cuò)誤.【答案】ABC2.下列說(shuō)法正確的是()\o\al(14,6)C的半衰期會(huì)隨著周?chē)h(huán)境溫度的變化而改變B.愛(ài)因斯坦為解釋光的干涉現(xiàn)象提出了光子說(shuō)C.處于n＝3能級(jí)狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，能發(fā)出3種頻率的光子D.普朗克在研究黑體輻射問(wèn)題時(shí)提出了能量子假說(shuō)E.氫彈是利用核聚變的原理制成的【解析】元素的半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與外界溫度無(wú)關(guān)；愛(ài)因斯坦為解釋光電效應(yīng)提出了光子說(shuō)；處于n＝3能級(jí)狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，能發(fā)出3種頻率的光子；普朗克為了解釋黑體輻射，提出了能量子假說(shuō)；氫彈是利用核聚變的原理制成的.【答案】CDE3.根據(jù)玻爾理論，下列說(shuō)法正確的是()A.原子處于定態(tài)時(shí)，雖然電子做變速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量B.氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，電勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量C.氫原子可以吸收小于使氫原子電離能量的任意能量的光子，因而軌道半徑可以連續(xù)增大D.電子沒(méi)有確定軌道，只存在電子云E.玻爾理論的成功之處是引入量子觀念【解析】根據(jù)玻爾理論中的定態(tài)假設(shè)可知，原子處于定態(tài)時(shí)，不向外輻射能量，A項(xiàng)正確；氫原子發(fā)生躍遷輻射光子，減少的電勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為光子能量輻射出去，B項(xiàng)正確；氫原子只能吸收等于能級(jí)差的能量的光子，軌道半徑也是一系列不連續(xù)的特定值，C、D項(xiàng)錯(cuò)；玻爾理論由于引入量子觀念成功解釋了氫光譜特點(diǎn)，E項(xiàng)正確.【答案】ABE4.下列五幅圖的有關(guān)說(shuō)法中正確的是()圖2A.原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是任意的B.發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小的空間范圍C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有粒子性D.射線(xiàn)甲由α粒子組成，每個(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷E.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變【解析】根據(jù)玻爾理論可以知道，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是沿著特定軌道半徑運(yùn)動(dòng)的，A錯(cuò)；根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以知道B對(duì)；光電效應(yīng)表明了光的粒子性，C對(duì)；根據(jù)左手定則可以判斷射線(xiàn)甲帶負(fù)電，D錯(cuò)；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是重核裂變反應(yīng)，E對(duì).【答案】BCE5.根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He＋)的能級(jí)圖如圖3所示.當(dāng)某個(gè)He＋處在n＝4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所釋放的光子可能有()圖3個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)【解析】本題研究是某個(gè)He＋，若從n＝4到n＝1能級(jí)躍遷，則只放出一個(gè)光子，A項(xiàng)正確；若從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，可以從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，則有2個(gè)光子放出，B項(xiàng)正確；同理，若從n＝4能級(jí)先躍遷到n＝3能級(jí)，則還可從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷，也可從n＝2能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷，則放出3個(gè)光子，C項(xiàng)正確.【答案】ABC6.下列關(guān)于原子和原子核的說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的\o\al(238,92)U(鈾)衰變?yōu)閑q\o\al(234,91)Pa(鏷)要經(jīng)過(guò)1次α衰變和1次β衰變C.質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量虧損并釋放能量D.β射線(xiàn)是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流E.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間【答案】BCE7.下列說(shuō)法正確的是()A.方程式eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是重核裂變反應(yīng)方程B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都說(shuō)明光具有粒子性C.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的D.德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想E.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為λ0，若用波長(zhǎng)為λ(λ＜λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)【解析】eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是衰變反應(yīng)，不是重核裂變反應(yīng)方程，故A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都說(shuō)明光具有粒子性，故B正確；β衰變所釋放的電子，是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子時(shí)所產(chǎn)生的，故C正確；德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，之后電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想，故D正確；由光電效應(yīng)規(guī)律知E錯(cuò)誤.【答案】BCD8.下列說(shuō)法正確的是()\o\al(232,90)Th經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變后，成為穩(wěn)定的原子核eq\o\al(208,82)PbB.發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC.γ射線(xiàn)一般伴隨著α或β射線(xiàn)產(chǎn)生，在這三種射線(xiàn)中γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱D.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，原子能量減小E.現(xiàn)有4個(gè)放射性元素的原子核，經(jīng)2個(gè)半衰期后還有一個(gè)未衰變【解析】eq\o\al(232,90)Th經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變后，質(zhì)量數(shù)是：m＝232－6×4＝208，電荷數(shù)：z＝90－2×6＋4＝82，成為穩(wěn)定的原子核eq\o\al(208,82)Pb.故A正確；發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，故B正確；γ射線(xiàn)一般伴隨著α或β射線(xiàn)產(chǎn)生，在這三種射線(xiàn)中γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故C正確；根據(jù)波爾理論可知，核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子遵循：keq\f(e2,r2)＝eq\f(mv2,r)，據(jù)此可知電子的動(dòng)能減??；再據(jù)能級(jí)與半徑的關(guān)系可知，原子的能量隨半徑的增大而增大，故D錯(cuò)誤；半衰期是對(duì)大量原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，E錯(cuò)誤.【答案】ABC二、非選擇題(本題共5小題，共52分)9.(8分)若在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，稱(chēng)得入射小球1的質(zhì)量m1＝15g，被碰小球2的質(zhì)量m2＝10g，由實(shí)驗(yàn)得出它們?cè)谂鲎睬昂蟮奈灰啤獣r(shí)間圖線(xiàn)如圖4所示，則由圖可知，入射小球在碰前的動(dòng)量是________g·cm/s，入射小球在碰后的動(dòng)量是________g·cm/s，被碰小球的動(dòng)量是________g·cm/s，由此可得出的結(jié)論是__________________________________.圖4【解析】由題圖知碰前p1＝m1v1＝m1eq\f(Δx1,Δt1)＝1500g·cm/s碰后p1′＝m1eq\f(Δx1′,Δt1′)＝750g·cm/sp2′＝m2eq\f(Δx2′,Δt2′)＝750g·cm/s.由此可得出的結(jié)論是兩小球碰撞前后的動(dòng)量守恒.【答案】1500750750兩小球碰撞前后的動(dòng)量守恒10.(8分)用半徑相同的兩個(gè)小球A、B的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖5所示，斜槽與水平槽圓滑連接.實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡，再把B球靜置于水平槽邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡.記錄紙上的O點(diǎn)是重垂線(xiàn)所指的位置，若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)距離：OM＝2.68cm，OP＝8.62cm，ON＝11.50cm，并知A、B兩球的質(zhì)量比為2∶1，則未放B球時(shí)A球落地點(diǎn)是記錄紙上的________點(diǎn)，系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量p與碰撞后總動(dòng)量p′的百分誤差eq\f(|p－p′|,p)×100%＝________%(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).圖5【解析】M、N分別是碰后兩球的落地點(diǎn)的位置，P是碰前A球的落地點(diǎn)的位置，碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量可等效表示為p＝mA·OP，碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量可等效表示為p′＝mA·OM＋mB·ON，則其百分誤差eq\f(|p－p′|,p)＝eq\f(|mA·OP－mA·OM＋mB·ON|,mA·OP)≈2%.【答案】P211.(12分)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級(jí)狀態(tài)，氫原子的能級(jí)圖如圖6所示，則：圖6(1)氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？(2)氫原子由量子數(shù)n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是多少電子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能是多少電子伏？金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV【解析】(1)可能發(fā)射6種頻率的光子.(2)由玻爾的躍遷規(guī)律可得光子的能量為E＝E4－E2，代入數(shù)據(jù)得E＝eV.(3)E只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng).根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能為Ekm＝E－W0代入數(shù)據(jù)得，Ekm＝eV.【答案】(1)6種(2)eV(3)銫eV圖712.(12分)如圖7所示，質(zhì)量為3m的木塊靜止放置在光滑水平面上，質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0水平向右射入木塊，穿出木塊時(shí)速度變?yōu)閑q\f(2,5)v0，已知木塊的長(zhǎng)為L(zhǎng)，設(shè)子彈在木塊中的阻力恒定.試求：(1)子彈穿出木塊后，木塊的速度大小v；(2)子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.【解析】(1)子彈與木塊相互作用過(guò)程，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律：mv0＝meq\f(2,5)v0＋3mv解得：v＝eq\f(v0,5).(2)對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用功能關(guān)系：fL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)v0))2－eq\f(1,2)3mv2解得：f＝eq\f(9mv\o\al(2,0),25L)對(duì)木塊應(yīng)用動(dòng)量定理：ft＝3mv解得：t＝eq\f(5L,3v0).【答案】(1)v＝eq\f(v0,5)(2)t＝eq\f(5L,3v0)13.(12分)如圖8所示，一質(zhì)量為2m的L形長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上.木板右端豎起部分內(nèi)側(cè)有粘性物質(zhì)，當(dāng)有其他物體與之接觸時(shí)即會(huì)粘在一起.某一時(shí)刻有一質(zhì)量為m的物塊，以水平速度v0從L形長(zhǎng)木板的左端滑上長(zhǎng)木板.已知物塊與L形長(zhǎng)木板的上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)它剛要與L形長(zhǎng)木板右端豎起部分相碰時(shí)，速度減為eq\f(v0,2)，碰后即粘在一起，求：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67080050】圖8(1)物塊在L形長(zhǎng)木板上的滑行時(shí)間及此時(shí)長(zhǎng)木板在地面上滑行的距離；(2)物塊與L形長(zhǎng)木板右端豎起部分相碰過(guò)程中，長(zhǎng)木板受到的沖量大小.【解析】(1)設(shè)物塊在L形長(zhǎng)木板上的滑行時(shí)間為t，由動(dòng)量定理得：－μmgt＝meq\f(v0,2)－mv0解得t＝eq\f(v0,2μg)物塊與L形