1、模块综合测评(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)1下列说法正确的是()A卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构B玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期不变E光电效应实验中，对同一种金属遏止电压与入射光的频率有关【解析】关于原子核有复杂结构的信息最先来自于天然放射现象，A错误中等大小的核的比结合能最大、核子平
2、均质量最小，轻核聚变与重核裂变过程中都是释放能量，都发生质量亏损，C错误半衰期是描述原子核衰变快慢的物理量，只取决于原子核内部结构，与其化学状态、物理状态无关，D正确由EkhWeUc可以看出，对同一种金属遏止电压Uc与入射光频率成线性关系，E正确根据玻尔原子理论，知B正确【答案】BDE2质量为m的物体以速度v0从地面竖直向上抛(不计空气阻力)到落回地面，在此过程中()A上升过程和下落过程中动量的变化量大小为mv0，但方向相反B整个过程中重力的冲量为2mv0C整个过程中重力的冲量为0D上升、下降过程冲量大小均为mv0，方向向下E若空气阻力不可忽略，则在此过程中物体动量的变化量大小一定小于2mv0
3、【解析】不计空气阻力时，物体以速度v0落向地面，上升过程和下降过程中动量变化量等于重力的冲量，大小均为mv0，方向竖直向下，重力的总冲量为2mv0，故B、D正确，A、C错误；若空气阻力不可忽略，则物体落向地面的速度小于v0，因此物体从抛出到落地的整个过程中，动量的变化量大小一定小于2mv0，方向向下，E正确【答案】BDE3如图1所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光电管，其逸出功为2.29 eV，以下说法正确的是()图1A氢原子只能发出6种不同频率的光B能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子C为了增大钠光电管的光电流，可增大入射光的频率D光电管发出
4、的光电子与原子核发生衰变时放出的电子都是来源于原子核内部E钠光电管发出的光电子轰击处于基态的氢原子只能使氢原子跃迁到n2的能级【解析】由C6种知A正确；这六种光子能量依次为12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV，故能让钠光电管发生光电效应的光子有四种，B正确要增大光电流，需增大单位时间内逸出的光电子数目，即增大入射光的强度，C错误光电管中发出的电子是金属内自由电子获得足够能量逸出的，而衰变放出的电子是原子核内中子转变为质子时产生的，D错误在这六种光照射下钠发射的光电子的最大初动能为12.75 eV2.29 eV10.46 eV，它们
5、轰击基态氢原子时只能使氢原子跃迁到n2的能级，E正确【答案】ABE4如图2所示是氢原子的能级图，大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n2能级跃迁时释放的光子，则() 【导学号：18850072】图2A6种光子中波长最长的是氢原子从n4激发态跃迁到基态时产生的B6种光子中有2种属于巴耳末系C使处于n4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D若从n2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则氢原于从n3能级跃迁到n2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E在6种光子中，氢原子从n4能级跃迁到n1能级释放的光子康
6、普顿效应最明显【解析】由EmEnh，得6种光子中氢原子由n4跃迁到n1的能量差最大，波长最短，所以A项错误由巴耳末系的定义，知在6种光子中只有氢原子从n4跃迁到n2和n3跃迁到n2释放的光子属于巴耳末系，B项正确由EE40(0.85 eV)0.85 eV，知要使n4能级的氢原子电离至少需0.85 eV的能量，C项正确因为E2E110.2 eVh1，E3E21.89 eVh2，所以12，故D项错误在6种光子中，氢原子从n4能级跃迁到n1能级时释放的光子的能量最大，则光子的波长最短，康普顿效应最明显，故E项正确【答案】BCE5如图3所示，小车在光滑的水平面上向左运动，木块在小车的水平车板上水平向右
7、运动，且未滑出小车，下列说法中正确的是()图3A若小车的动量大于木块的动量，则木块先减速再加速后匀速B若小车的动量大于木块的动量，则小车先减速再加速后匀速C若小车的动量小于木块的动量，则木块先减速后匀速D若小车的动量小于木块的动量，则小车先减速后匀速E若小车的动量大小等于木块的动量大小，则木块和小车均做减速运动，最后都静止【解析】因水平面光滑，小车与木块组成的系统动量守恒，若小车的动量大于木块的动量，则总动量方向向左，最后小车和木块一起向左运动，小车先减速后匀速，木块先向右减速再向左加速，最后匀速，A正确，B错误；若小车动量小于木块动量，则最后两者一起向右运动，木块先减速后匀速，小车先向左减速
8、，再向右加速，最后匀速运动，C正确，D错误若小车的动量大小等于木块的动量大小，则由动量守恒可知，小车和木块最后都静止，静止前都做减速运动，E正确【答案】ACE6带有1/4光滑圆弧轨道，质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图4所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则()图4A小球以后将向左做平抛运动B小球将做自由落体运动C此过程小球对小车做的功为MvD小球在弧形槽上上升的最大高度为v/2gE小球在弧形槽上上升的最大高度为【解析】小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v，由动量守恒定律和机械能守恒定律有：Mv02MvMv2Mgh联立得：h，故D
9、错误，E正确从小球滚上到滚下并离开小车，系统在水平方向上的动量守恒，由于无摩擦力做功，动能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小球速度变为零，开始做自由落体运动，故B、C对，A错【答案】BCE二、非选择题(本题共5小题，共64分按题目要求作答)7(10分)如图5所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图. 【导学号：18850073】图5(1)因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用_作为时间单位(2)本实验中，实验必须要求的条件是()A斜槽轨道必须是光滑的B斜槽轨道末端点的切线是水平的C入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放D入射球
10、与被碰球满足mamb，rarb(3)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是()AmaONmaOPmbOMBmaOPmaONmbOMCmaOPmaOMmbONDmaOMmaOPmbON【解析】(1)在此实验装置中两球的飞行时间相同，实验中可用平抛时间作为时间单位，从而变比较速度大小为比较水平位移的大小(2)此实验要求两小球平抛，所以应使斜槽末端点的切线是水平的，B对；要求碰撞时入射小球的速度不变，应使入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放即可，C对，A错；为使入射小球不返回且碰撞时为对心正碰，应使mamb且rarb，D对(3)实验中要验证mav1mav
11、1mbv2，取平抛时间为时间单位，则变为mamamb，即maOPmaOMmbON.【答案】(1)平抛时间(2)BCD(3)C图68(10分)氢原子的能级如图6所示氢原子从n3能级向n1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的截止频率为_Hz；用一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为_eV(普朗克常量A6.631034Js，结果均保留2位有效数字)【解析】原子从能级n3向n1跃迁所放出的光子的能量为13.6 eV1.51 eV12.09 eV，因所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则有h012.09 eV，解得：02.910
12、15 Hz.当光子能量等于逸出功时，恰好发生光电效应，所以逸出功W012.09 eV.从n4能级向n1跃迁所放出的光子能量最大，为h13.6 eV0.85 eV12.75 eV.根据光电效应方程得最大初动能EkmhW012.75 eV12.09 eV0.66 eV.【答案】2.910150.669(10分)如图7所示为氢原子的能级示意图一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠这群氢原子能发出_种不同频率的光，其中有_种频率的光能使金属钠发生光电效应图7【解析】据题意，氢原子在跃迁过程中有以下三种方式：3至1,3至2,2至1，
13、对应发出3种不同频率的光要使金属钠发生光电效应，氢原子发出的光子的能量必须大于2.49 eV，而3至1的为：12.09 eV,3至2的为：1.89 eV,2至1的为：10.2 eV，所以两种频率的光可以使金属钠发生光电效应【答案】3210(16分)如图8所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极(阳极)，当A、K间加直流电压U30 kV时，电子被加速打到对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：图8(1)电子到达对阴极的速度是多大？(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？(3)若AK间的电流为10 mA，那么每秒钟对阴极最多能
14、辐射出多少个伦琴射线光子？(电子电量e1.61019 C，质量m0.911030 kg，普朗克常量h6.631034 Js)【解析】(1)由动能定理得mv2eU，所以v代入数据得：v1.0108 m/s.(2)因为mv2eUhh所以4.11011 m.(3)每个电子与对阴极碰撞后均能产生一个光子，则n个6.251016个【答案】(1)1.0108 m/s(2)4.11011 m(3)6.251016个11(18分)(2015福建高考)如图9所示，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
15、从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g.图9 (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，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车已知滑块质量m，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，求：滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s. 【导学号：18850074】【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，mgRmv滑块在B点处，由牛顿第二定律得Nmgm解得N3mg由牛顿第三定律得N3mg.(2)滑块下滑到达B点时，小车速度最大由机械能守恒得mgRMvm(2vm)2解得vm .设滑块运动到C点时，小车速度大小为vC，由功能关系得mgRmgLMvm(2vC)2设滑块从B到C过程中，小车运动加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgMa由运动学规律得vv2as解得sL.【答案】(1)3mg(2) L