1、模块检测(一)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分)1下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()答案 AB解析 选项 A 为康普顿效应，选项 B 为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；选项 C 为粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项 D 为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续2下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是()A利用含有放射性碘 131 的油，检测地下输油管的漏油情况B把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D给怀疑患有
2、甲状腺的病人注射碘 131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病答案 ABD解析 利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用射线贯穿能力强的特点，因此 C 选项不属于示踪原子的应用，A、B、D 都是作为示踪原子，故A、B、D 正确3关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是()A利用粒子散射实验可以估算原子核的半径B利用粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大答案 AD解析 核外电子对粒子几乎没有什么阻挡作用，故无法估算核外电子的运动半径，选项 B 错误；玻尔的氢原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，
3、选项 C 错误，A、D 对4秦山核电站第三期工程的两个 6105 kW 发电机组已实现并网发电发电站的核能来源于23592U 的裂变，下列说法正确的是()A反应堆中核反应速度通常是采用调节23592U 的体积来控制的B.23592U 的一种可能的裂变是23592U10n13954Xe9538Sr210nC.23592U 是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D一个23592U 裂变能放出 200 MeV 的能量，合 3.21011 J答案 BD解析 反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A 错；23592U 裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B 对；放射性元素的半衰
4、期由原子核本身决定，与温度压强等外界条件无关，C 错；通过计算知，D 正确5.红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光铬离子的能级图如图 1 所示，E1 是基态，E2 是亚稳态，E3 是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为 1 的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到 E3，然后自发地跃迁到 E2，释放波长为 2 的光子，处于亚图 1稳态 E2 的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为()A.1221B.1212C.1212D.2112答案 A解析 由题意知 E3E1h c1 E3E2h c2 E2E1h c 由式解得 1221，故 A
5、 选项正确6下列说法正确的是()A相同频率的光照射到不同的金属上，逸出功越大，出射的光电子最大初动能越小B钍核23490Th，衰变成镤核23491Pa，放出一个中子，并伴随着放出光子C根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小D平均结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定答案 AD解析 钍核衰变的核反应方程式为23490Th23491Pa 01e，选项 B 错误；氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子轨道半径减小，由 akQqmr2，核外电子运动的加速度增大，选项 C 错误；故只有选项 A、D 正确7(2014江西吉安高二期末)2011 年，日本发生
6、 9 级地震，福岛第一核电站严重受损，大量放射性铯13755Cs 和碘13153I 进入大气和海水，造成对空气和海水的放射性污染下列说法正确的是()A核反应堆中的核废料不再具有放射性，对环境不会造成影响B铀核裂变的一种可能核反应是23592U13755Cs9637Rb210nC放射性碘13153I 发生衰变的核反应方程为13153I13154Xe 01eD.23592U 裂变形式有多种，每种裂变产物不同，质量亏损不同，但释放的核能相同答案 C8.如图 2 所示，有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量他进行了如下操作：首先将船平行于码头自
7、由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船用卷尺测出船后退的距离 d，然后用卷尺测出船长 L.已知他的自身质量为m，渔船的质量为()A.m（Ld）dB.m（Ld）dC.mLdD.m（Ld）L答案 B解析 设该同学在 t 时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即 ms人t Mdt，又 s 人Ld，得 Mm（Ld）d.9.如图 3 所示，在光滑水平面上，有质量分别为 2m 和 m 的 A、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与 A、B 不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是()A
8、两滑块的动能之比 EkAEkB12B两滑块的动量大小之比 pApB21C两滑块的速度大小之比 vAvB21D弹簧对两滑块做功之比 WAWB11答案 A解析 根据动量守恒定律知，两滑块脱离弹簧后动量大小相等，B 项错误；mAvAmBvB，故 vAvBmBmA12，C 项错误；由 Ek p22m得 EkAEkB图 2 图 3 mBmA12，A 项正确；由 WEk 知 WAWBEkAEkB12，D 项错误10静止的氡核22286Rn 放出粒子后变为钋核21884Po，粒子动能为 E.若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能真空中的光速为 c，则该反应中的质量亏损为()A.4218Ec2B0C.22
9、2218Ec2D.218222Ec2答案 C解析 由于动量守恒，反冲核和粒子的动量大小相等，由 Ek p22m1m，它们的动能之比为 4218，因此衰变释放的总能量是222218E，由质能方程得质量亏损是222218Ec2.二、填空题(本题共 3 小题，共 18 分)11(6 分)(2014浙江高考)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图 4 所示当氢原子从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时，辐射出频率为_Hz 的光子用该频率的光照射逸出功为 2.25 eV 的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电量 e1.601019 C，普朗克常量 h6.631034
10、 Js)图 4答案 6.21014 0.30解析 氢原子从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时，释放出光子的能量为 E0.85 eV(3.40 eV)2.55 eV，由 hE 解得光子的频率 6.21014Hz.用此光照射逸出功为 2.25 eV 的钾时，由光电效应方程知，产生光电子的最大初动能为 EkhW(2.552.25)eV0.30 eV.12(6 分)人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程请按要求回答下列问题(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献请选择其中的两位，指出他们的主要成绩_；_.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对
11、放射线的性质进行了深入研究，图 5 为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途_.图 5答案(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型 玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律 查德威克发现了中子(2)2 为射线，利用射线的贯穿本领，工业用来探伤解析(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律(或其他成就)查德威克发现了中子(或其他成就)(2)1 为射线；利用射线的电离作用消除有害静电 或：2 为射线；利用射线很强的贯穿本领，工业用来探伤 或：3 为射线；利用射线自动控制铝板厚度13(6 分)如图
12、 6 所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成图 6(1)示意图中，a 端应是电源_极(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_.(3)当用绿光照射光电管阴极 K 时，可以发生光电效应，则下列_说法正确A增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案(1)正(2)阴极 K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯 M 磁化，将衔铁 N 吸住无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M(3)B三、计算题(共 4 小题，共 42 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要
13、演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10 分)一群氢原子处于量子数 n4 的能级状态，氢原子的能级图如图 7 所示，则：(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由量子数 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？图 7金属铯钙镁钛逸出功 W/eV1.92.73.74.1答案(1)6 种(2)2.55 eV(3)铯；0.65 eV解析(1)可发射 6 种频率的光子(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为 EE4
14、E2，代入数据得 E2.55 eV(3)E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为 EkmEW0 代入数据得，Ekm0.65 eV(或 1.01019J)15(10 分)(2014江苏卷)牛顿的自然哲学的数学原理中记载，A、B 两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为 1516.分离速度是指碰撞后 B 对 A 的速度，接近速度是指碰撞前 A 对 B 的速度若上述过程是质量为 2m 的玻璃球 A 以速度 v0 碰撞质量为 m 的静止玻璃球 B，且为对心碰撞，求碰撞后 A、B 的速度大小答案 1748v
15、0 3124v0解析 设 A、B 球碰撞后速度分别为 v1 和 v2 由动量守恒定律 2mv02mv1mv2，且由题意知v2v1v01516 解得 v11748v0，v23124v016.(10 分)40 kg 的女孩骑自行车带 30 kg 的男孩(如图 8 所示)，行驶速度 2.5 m/s.自行车行驶时，男孩要从车上跳下来(1)他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤，图 8为什么？(2)男孩安全跳下车且速度为零，计算男孩安全跳下车的瞬间，女孩和自行车的速度；(3)计算自行车与两个孩子，在男孩跳下车前后整个系统的动能的值如有不同，请解释答案(1)由于惯性(2)4 m/s(3)250 J 400 J
16、 男孩跳下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了 150 J解析(1)如果直接跳下来，人具有和自行车相同的速度，脚着地后，脚的速度为零，由于惯性，上身继续向前倾斜，因此他可能会摔跤所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时可能不摔跤(2)男孩跳下车前后，对整体由动量守恒定律有：(m1m2m3)v0(m1m2)v 得 v4 m/s(m1 表示女孩质量，m2 表示自行车质量，m3 表示男孩质量)(3)男孩跳下车前系统的动能 Ek112(m1m2m3)v2012(401030)(2.5)2 J 250 J 男孩跳下车后系统的动能 Ek212(m1m2)v212(4010)42 J4
17、00 J 男孩跳下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了 150 J.17(12 分)2009 年 12 月 28 日，山东海阳核电站一期工程举行开工仪式工程规划建设两台 125 万千瓦的 AP1000 三代核电机组如果铀 235 在中子的轰击下裂变为9038Sr 和13654Xe，质量 mU235.043 9 u，mn1.008 7 u，mSr89.907 7 u，mXe135.907 2 u.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为 3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？答案(1)23592U10n9038Sr13654Xe1010n(2)140.3 MeV(3)45.7 t解析(2)裂变过程的质量亏损mmUmnmSrmXe10mn0.150 7 u，释放的能量 Emc20.150 7931 MeV140.3 MeV.(3)核电站一年的发电量 EPt21251073652460 60 J 7.8841016 J，由 ENEm3%MNAE，得 mEM3%NAE 7.88410162353%6.021023140.31061.61019 g4.57107 g45.7 t.
