2019届高考物理二轮复习模块检测卷六 选修3-5

模块检测卷六 选修3－5第Ⅰ卷一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1．下列说法中正确的是( )A ．光波是电磁波B ．干涉现象说明光具有粒子性C ．光电效应现象说明光具有波动性D ．光的偏振现象说明光是纵波答案 A解析 光波是电磁波，故A 正确；干涉和衍射现象说明光具有波动性，故B 错误；光电效应现象说明光具有粒子性，故C 错误；偏振现象是横波的性质，故光的偏振现象说明光是横波，故D 错误．2．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ． 210 83Bi 的半衰期是5天，100克210 83Bi 经过10天后还剩下50克答案 B解析 β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A 错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C 错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×(12)t τ g ＝100×(12)2 g ＝25 g ，选项D错误．3．如图1所示，一玻璃管中有从左向右的可能是电磁波或某种粒子流形成的射线，若在其下方放一通电直导线AB，射线发生如图所示的偏转，AB中的电流方向由B到A，则该射线的本质为()图1A．电磁波B．带正电的高速粒子流C．带负电的高速粒子流D．不带电的高速中性粒子流答案 C解析射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线是由带电粒子构成的粒子流．根据安培定则可知，AB上方的磁场是垂直于纸面向里的．粒子向下偏转，由左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的运动方向相反，故粒子带负电．4．如图2所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一水平轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后()图2A．甲木块的动量守恒B．乙木块的动量守恒C．甲、乙两木块所组成的系统动量守恒D．甲、乙两木块所组成的系统动能守恒答案 C解析甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，但对于甲、乙所组成的系统，因所受合力的冲量为零，故动量守恒，故A、B错误，C正确；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的弹性势能，故系统动能不守恒，故D错误．5．如图3所示，在光滑水平面上质量分别为m A＝2 kg、m B＝4 kg，速率分别为v A＝5 m/s、v B＝3 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动，下述说法正确的是()图3A．它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s，方向水平向右B．它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s，方向水平向左C．它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右D．它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s，方向水平向左答案 D6．按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能．当一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是()A．氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加B．氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小C．氢原子可能辐射6种不同波长的光D．氢原子可能辐射3种不同波长的光答案 D解析当一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，可能发生4→3,4→2,4→1三种情况，切记不是大量氢原子，故C错误，D正确；当向低能级跃迁时，轨道半径减小，根据公式k q 2r 2＝m v 2r 可得电子的动能增加，电势能减小，故A 、B 错误．7．如图4是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知不正确的是( )图4A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hνcC ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E 2答案 D解析 根据E k ＝hν－W 0得，金属的截止频率等于νc ；纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，所以逸出功等于E ，且E ＝hνc ，故A 、B 正确；根据光电效应方程有：E k ＝hν－W 0，其中W 0为金属的逸出功且W 0＝hνc ，所以有：E k ＝hν－hνc ，由此结合图象可知，当入射光的频率为2νc 时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E ，故C 正确．当入射光的频率为νc 2时，小于极限频率，不能发生光电效应，故D 错误．8．氢原子的能级图如图5所示，一群氢原子处于n ＝3的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量不可能是( )A．13.6 eV B．12.09 eVC．10.2 eV D．1.89 eV答案 A解析一群氢原子处于n＝3的激发态可能发生的跃迁有3→2,3→1,2→1，根据公式hν＝E m－E n可得，若3→2，放出的光子能量为1.89 eV，若3→1，放出的光子能量为12.09 eV；若2→1，放出的光子能量为10.2 eV，故A不可能．9．现有三个核反应①2311Na―→2412Mg＋0-1e②23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋310n③21H＋31H―→42He＋10n下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是裂变，③是裂变答案 C10．小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动)，靶装在车上的另一端，如图6所示，已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹)，子弹的质量为m，若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(空气阻力不计)，子弹打入靶中且留在靶里，则子弹射入靶后，小车获得的速度大小为()A ．0B.m v 0MC.m v 0M ＋mD.m v 0M －m答案 A解析 车、人、枪、靶和子弹组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，射击前系统动量为零，由动量守恒定律可知，子弹射入靶后系统动量也为零，车的速度为零．11．A 、B 两物体发生正碰，碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上，其位移－时间图象如图7所示．由图可知，物体A 、B 的质量之比为( )图7A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．2∶1答案 C解析 由图象知：碰前v A ＝4 m /s ，v B ＝0.碰后v A ′＝v B ′＝1 m/s ，由动量守恒可知m A v A ＋0＝m A v A ′＋m B v B ′，解得m B ＝3m A .故选项C 正确．12．质量为M 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止．由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态．这个人手中拿着一个质量为m 的小物体，他以相对飞船为v 的速度把小物体抛出，在抛出物体后他相对飞船的速度大小为( )A.m M vB.M m vC.M ＋m m vD.m M ＋m v 答案 A解析 人和物体组成的系统不受外力作用，系统动量守恒，以v 的方向为正方向，根据动量守恒定律得：m v＝M v1，解得：v1＝mMv，故A正确．13．1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验．实验时，用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2(后者的发动机已熄火)．接触以后，开动双子星号飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的平均推力F＝895 N，推进器开动时间Δt ＝7 s，测出飞船和火箭组的速度变化Δv＝0.91 m/s.已知双子星号飞船的质量m1＝3 400 kg.由以上实验数据可计算出火箭组的质量m2为()A．3 400 kg B．3 485 kgC．6 265 kg D．6 885 kg答案 B解析根据动量定理FΔt＝(m1＋m2)Δv，可得m2≈3 485 kg，B正确．二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题2分，共6分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)14．下列说法正确的是()A．β衰变说明原子核里有电子B．天然放射现象的发现揭示了原子核是可分的C．光电效应现象中，极限频率越大的金属材料逸出功越大D．氢原子从基态跃迁到激发态时，吸收光子，原子势能增加答案BCD解析β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子放出一个电子，并不是原子核内有电子，A错误；天然放射现象说明原子核是可再分的，B正确；由W0＝hνc得极限频率越大的金属材料，逸出功越大，C正确；氢原子从基态跃迁到激发态时，吸收光子，势能增大，D正确．15．(2015·广东理综·18)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV和21H ＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是10X，所以为中子，A正确；Y应为63Y，所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两个核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两个核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确．16．如图8所示，一个质量为0.2 kg的垒球，以20 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为40 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s．下列说法正确的是()图8A．球棒对垒球的平均作用力大小为1 200 NB．球棒对垒球的平均作用力大小为400 NC．球棒对垒球做的功为120 JD．球棒对垒球做的功为40 J答案AC解析设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得F·t＝m(v t－v0)，取v t＝40 m/s，则v0＝－20 m/s，代入上式，得F＝1 200 N，由动能定理得W＝12m v2t－12m v2＝120 J，选项A、C正确．第Ⅱ卷三、非选择题(本题共7小题，共55分)17．(5分)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图9甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.图9(1)图甲中电极A为光电管的____________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.答案(1)阳极(2)5.15×1014 3.41×10－19(3)1.23×10－1918．(5分)已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，32He的质量为3.015 0 u.(1)写出两个氘核聚变成32He的核反应方程______________________；(2)计算上述核反应中释放的核能ΔE＝________MeV(结果保留三位有效数字)．答案(1)21H＋21H―→32He＋10n(2)3.26解析(1)根据电荷数守恒、质量数守恒知，两个氘核聚变成32He的核反应方程为：21H＋21H―→3He＋10n2(2)释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝(2×2.013 6－3.015 0－1.008 7)×931.5 MeV＝3.26 MeV.19．(6分)如图10为“碰撞实验器”，它可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．图10(1)实验中必须要求的条件是()A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差B．斜槽轨道末端的切线必须水平C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复操作．本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号)．A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量抛出点距地面的高度HC．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、ND．测量平抛射程OM、ON(3)某次实验中得出的落点情况如图11所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为__________．图11答案(1)BD(2)ACD(3)4∶1解析(1)小球碰撞前后的水平速度可以用水平位移的数值表示，小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响，选项A错误；小球离开轨道后做平抛运动，斜槽末端切线必须水平，选项B正确；为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，选项C错误；小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放，选项D正确．(2)实验需要验证m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，因此本实验还要完成的步骤是找到平均落地点M、N的位置，测出平抛射程OM、ON，用天平测出两个小球的质量m1和m2.(3)将数据代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，解得m1∶m2＝4∶1.20．(9分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n ＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中最长波长是多少？答案 (1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种 6.58×10－7 m解析 (1)λ＝hc E 3－E 1≈1.03×10－7 m. (2)ν＝0－E 1h ≈3.28×1015 Hz.(3)若有大量的氢原子处于n ＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出3种频率的光子，其中波长最长的是从n ＝3到n ＝2释放的光子，λ′＝hc E 3－E 2＝hc E 3－E 14≈6.58×10－7 m. 21．(10分)起跳摸高是学生常进行的一项活动．某中学生身高1.80 m ，质量80 kg.他站立举臂，手指摸到的高度为2.10 m ．在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55 m ．设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.2 s ．不计空气阻力(g 取10 m/s 2)．求：(1)他跳起刚离地时的速度大小；(2)上跳过程中他对地面平均压力的大小．答案 (1)3 m/s (2)2.0×103 N解析 (1)跳起后重心升高h ＝2.55 m －2.10 m ＝0.45 m根据机械能守恒定律，12m v 2＝mgh解得v ＝2gh ＝3 m/s(2)对人由动量定理知，(F －mg )t ＝m v －0即F ＝m v t ＋mg解得F ＝2.0×103 N根据牛顿第三定律可知，人对地面的平均压力大小为：F ′＝2.0×103 N.22．(10分)一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点，距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙，如图12所示．该物块以v 0＝9 m /s 的初速度从A 点沿AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ，碰后以6 m /s 的速度反向运动直至静止．g 取10 m/s 2.图12(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05 s ，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W .答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J解析 (1)对小物块从A 运动到B 处的过程中应用动能定理，则－μmgs ＝12m v 2－12m v 20代入数值解得μ＝0.32(2)取向右为正方向，碰后物块速度v ′＝－6 m/s由动量定理得：F Δt ＝m v ′－m v解得F ＝－130 N其中“－”表示墙面对物块的平均作用力方向向左．(3)对物块反向运动过程中应用动能定理得－W ＝0－12m v ′2解得W ＝9 J.23．(10分)如图13，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13(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，然后滑上BC 轨道，最后从C 点滑出小车．已知滑块质量m ＝M 2，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μ，求：①滑块运动过程中，小车的最大速度大小v m ；②滑块从B 到C 运动过程中，小车的位移大小x .答案 (1)3mg (2)① gR 3 ②13L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，则mgR ＝12m v 2B滑块在B 点处，由牛顿第二定律知F N －mg ＝m v 2B R解得F N ＝3mg由牛顿第三定律知，滑块运动过程中对小车的最大压力为3mg(2)①滑块下滑到达B 点时，小车速度最大．由机械能守恒，则mgR ＝12M v 2m ＋12m (2v m )2，解得v m ＝ gR 3②设滑块运动到C 点时，小车速度大小为v C ，由功能关系：mgR －μmgL ＝12M v 2C ＋12m (2v C )2设滑块从B 到C 过程中，小车运动的加速度大小为a ，由牛顿第二定律：μmg ＝Ma由运动学规律：v 2C －v 2m ＝－2ax解得x ＝13L .。