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1、 模塊檢測 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分) 1．下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是(　　) A．光電效應(yīng)實驗 B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn) C．α粒子散射實驗 D．氫原子光譜的發(fā)現(xiàn) 答案　C 解析　光電效應(yīng)實驗說明了光的粒子性，A錯；倫琴射線的發(fā)現(xiàn)說明了原子內(nèi)部有能級結(jié)構(gòu)，B錯；α粒子散射實驗揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，C對；氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)說明原子內(nèi)軌道量子化，D錯． 2．氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是(　　) A．核力、萬有引力、庫侖力

2、 B．萬有引力、庫侖力、核力 C．庫侖力、核力、萬有引力 D．核力、庫侖力、萬有引力 答案　D 解析　核子間的核力最大，萬有引力最小，D正確． 3．原子質(zhì)量單位為u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)量分別為m1和m2的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M的原子核時釋放出的能量是(　　) A．(M－m1－m2)u·c2 B．(m1＋m2－M)u×931.5 J C．(m1＋m2－M)c2 D．(m1＋m2－M)×931.5 eV 答案　C 解析　在計算核能時，如果質(zhì)量的單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進(jìn)行計算，如果質(zhì)量的單位是u，則利用

3、1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量計算，即用ΔE＝Δm×931.5 MeV進(jìn)行計算，故C正確，A、B、D錯誤． 4．光電效應(yīng)實驗中，下列表述正確的是(　　) A．光照時間越長光電流越大 B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 C．遏止電壓與入射光的頻率有關(guān) D．入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子 答案　CD 解析　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知，只有當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時才能產(chǎn)生光電子，光電流幾乎是瞬時產(chǎn)生的，其大小與光強(qiáng)有關(guān)，與光照時間長短無關(guān)，易知eU0＝Ek＝hν－W(其中U0為遏止電壓，Ek為光電子的最大初動能，W為逸出功，ν為入射光的頻率)．由以上分析知，A、B錯誤

4、，C、D正確． 圖1 5．天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖1所示，由此可知(　　) A．②來自于原子核外的電子 B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波 C．③的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波 D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子 答案　D 解析　從題圖中三種射線的穿透能力可以看出，①為α射線，②為β射線，③為γ射線．三種射線都來自于原子核內(nèi)部，A錯，α射線的電離作用最強(qiáng)，為氦核流，B、C錯；γ射線的電離作用最弱，D正確． 6．火警的報警系統(tǒng)通常利用镅(Am)衰變成镎(Np)時放出一種很容易被空氣阻隔的新粒子，這種粒子是(　　) A.He B.H C

5、.n D.e 答案　A 解析　根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可以寫出核反應(yīng)方程Am→Np＋He. 7．如圖2所示，在光滑水平面上，有質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩滑塊，它們中間夾著一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，由于被一根細(xì)繩拉著而處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)剪斷細(xì)繩，在兩滑塊脫離彈簧之后，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．兩滑塊的動能之比EkA∶EkB＝1∶2 B．兩滑塊的動量大小之比pA∶pB＝2∶1 C．兩滑塊的速度大小之比vA∶vB＝2∶1 D．彈簧對兩滑塊做功之比WA∶WB＝1∶1 答案　A 8．如圖3所示為氫原子的能級圖．用光子能量為13.07 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，

6、可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有多少種(　　) 圖3 A．15 B．10 C．4 D．1 答案　B 解析　本題考查能級躍遷規(guī)律，13.07 eV恰好為n＝5與n＝1的能級差，從而使基態(tài)氫原子躍遷到n＝5的激發(fā)態(tài)，這些氫原子再向較低能級躍遷時，可產(chǎn)生不同波長的光有C＝10種，B正確． 9．已知一價氦離子He＋能級En與量子數(shù)n的關(guān)系為En＝，處于基態(tài)的一價氦離子He＋的電離能為54.4 eV，為使處于基態(tài)的一價氦離子He＋變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，入射光子的最小能量為(　　) A．13.6 eV B．40.8 eV C．48.4 eV D．54.4 eV 答案　B 解析　由h

7、ν＝E1－，當(dāng)n＝2時，所需入射光子的能量最小，而E1＝54.4 eV，代入數(shù)值可得hν＝40.8 eV. 圖4 10．如圖4所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動．兩球質(zhì)量關(guān)系為mB＝2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6 kg·m/s，運動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為－4 kg·m/s，則(　　) A．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 B．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 C．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 D．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10

8、答案　A 解析　碰撞前總動量p＝(6＋6) kg·m/s＝12 kg·m/s， 碰后A動量pA′＝2 kg·m/s，則pB′＝10 kg·m/s，又由mB＝2mA，可知vA′∶vB′＝2∶5，所以可知A項正確． 二、非選擇題(每小題12分，共60分) 11．(12分)如圖5所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系． 圖5 (1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測量________(填選項前的符號)，間接地解決這個問題． A．小球開始釋放高度h B．小球拋出

9、點距地面的高度H C．小球做平拋運動的射程 (2)圖5中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP.然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)． 接下來要完成的必要步驟是________．(填選項前的符號) A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2 B．測量小球m1開始釋放的高度h C．測量拋出點距地面的高度H D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N E．測量平拋射程OM、ON (3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式

10、可表示為________(用(2)中測量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為__________(用(2)中測量的量表示)． (4)經(jīng)測定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖6所示．碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1′，則p1∶p1′＝________∶11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為p2′，則p1′∶p2′＝11∶________. 圖6 實驗結(jié)果說明，碰撞前、后總動量的比值為________． 答案　(1)C　(2)ADE或DEA或DAE　(3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON　m1

11、3;OP2＝m1·OM2＋m2·ON2 (4)14　2.9　1(1～1.01均可) 解析　(1)該實驗是驗證動量守恒定律，也就是驗證兩球碰撞前后動量是否相等，即驗證m1v1＝m1v1′＋m2v2′，由題圖中裝置可以看出，不放被碰小球m2時，m1從拋出點下落的高度與放上m2兩球相碰后下落的高度H相同，即在空中做平拋運動的下落時間t相同，故有v1＝，v1′＝，v2′＝，代入m1v1＝m1v1′＋m2v2′，可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，只需驗證該式成立即可，在實驗中不需測出速度，只需測出小球做平拋運動的水平位移即可． (2)需先找出

12、落地點才能測量小球的水平位移，測量小球的質(zhì)量無先后之分． (3)若是彈性碰撞，還應(yīng)滿足動能守恒，即m1v＝m1v1′2＋m2v2′2，即 m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2. (4)＝＝＝＝14∶11 ＝＝＝11∶2.9. ＝ ＝ ≈1(1～1.01均可) 12．(10分)在光滑水平面上，甲、乙兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，它們分別沿東西方向的同一直線相向運動，其中甲物體以速度6 m/s由西向東運動，乙物體以速度2 m/s由東向西運動．碰撞后兩物體都沿各自原方向的反方向運動，速度的大小都是4 m/s.求： (1)甲、乙兩物體的質(zhì)量之比；

13、(2)通過計算說明這次碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞． 答案　(1)　(2)彈性碰撞 解析　(1)設(shè)向東方向為正方向，則 v1＝6 m/s，v1′＝－4 m/s， v2＝－2 m/s，v2′＝4 m/s 由動量守恒定律得 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，解得＝ (2)碰撞前系統(tǒng)的總動能 Ek＝m1v＋m2v＝m2 碰撞后系統(tǒng)的總動能 Ek′＝m1v1′2＋m2v2′2＝m2 因為Ek′＝Ek，所以這次碰撞是彈性碰撞 13．(1)(4分)碘131核不穩(wěn)定，會發(fā)生β衰變，其半衰期為8天． ①碘131核的衰變方程：53I→______________(衰變后的元素

14、用X表示)． ②經(jīng)過________天有75%的碘131核發(fā)生了衰變． (2)(8分)如圖7所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度．(不計水的阻力) 圖7 答案　(1)①54X＋　0－1e?、?6　(2)4v0 解析　(1)①根據(jù)衰變過程電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得衰變方程：53I→54X＋　0－1e；②每經(jīng)1個半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變，經(jīng)2個半衰期將剩余，即有75%發(fā)生衰變，故經(jīng)過的時間為16

15、天． (2)設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2，由動量守恒定律得 12mv0＝11mv1－mvmin① 10m×2v0－mvmin＝11mv2② 為避免兩船相撞應(yīng)滿足 v1＝v2③ 聯(lián)立①②③式得vmin＝4v0 14．(1)(2分)氫原子第n能級的能量為En＝，其中E1為基態(tài)能量．當(dāng)氫原子由第4能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的頻率為ν1；若氫原子由第2能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為ν2，則＝________. 圖8 (2)(10分)如圖8所示，光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C，質(zhì)量分別

16、為mA＝3m、mB＝mC＝m，開始時B、C均靜止，A以初速度v0向右運動，A與B碰撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變．求B與C碰撞前B的速度大?。? 答案　(1)　(2)v0 解析　(1)根據(jù)氫原子的能級公式，hν1＝E4－E2＝－＝－E1 hν2＝E2－E1＝－＝－E1 所以＝＝ (2)設(shè)A與B碰撞后，A的速度為vA，B與C碰撞前B的速度為vB，B與C碰撞后粘在一起的速度為v，由動量守恒定律得 對A、B木塊：mAv0＝mAvA＋mBvB① 對B、C木塊：mBvB＝(mB＋mC)v② 由A與B間的距離保持不變可知 vA＝v③ 聯(lián)立①②③式，代入數(shù)

17、據(jù)得 vB＝v0 15．(1)(4分)氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為：H＋H→He＋x，式中x是某種粒子．已知：H、H、He和粒子x的質(zhì)量分別為2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速．由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是________，該反應(yīng)釋放出的能量為________MeV(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)． 圖9 (2)(10分)如圖9所示，小球a、b用等長細(xì)線懸掛于同一固定點O.讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細(xì)線水平．從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動，此后

18、細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60°.忽略空氣阻力，求： (i)兩球a、b的質(zhì)量之比； (ii)兩球在碰撞過程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動能之比． 答案　(1)n(或中子)　17.6　(2)(i)－1　(ii)1－ 解析　(1)n(或中子)　17.6 (2)(i)設(shè)球b的質(zhì)量為m2，細(xì)線長為L，球b下落至最低點，但未與球a相碰時的速率為v，由機(jī)械能守恒定律得 m2gL＝m2v2① 式中g(shù)是重力加速度的大?。O(shè)球a的質(zhì)量為m1；在兩球碰后的瞬間，兩球共同速度為v′，以向左為正．由動量守恒定律得m2v＝(m1＋m2)v′② 設(shè)兩球共同向左運動到最高處時，細(xì)線與豎直方

19、向的夾角為θ，由機(jī)械能守恒定律得 (m1＋m2)v′2＝(m1＋m2)gL(1－cos θ)③ 聯(lián)立①②③式得＝－1④ 代入題給數(shù)據(jù)得＝－1⑤ (ii)兩球在碰撞過程中的機(jī)械能損失是 Q＝m2gL－(m1＋m2)gL(1－cos θ)⑥ 聯(lián)立①⑥式，Q與碰前球b的最大動能Ek(Ek＝m2v2)之比為＝1－(1－cos θ)⑦ 聯(lián)立⑤⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得＝1－ 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375