1、模块综合测评(分值：100分)1(4分)下列说法正确的是()AC的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变B爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说C处于n3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子D普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说C元素的半衰期由原子核内部因素决定，与外界温度无关，故A错误；爱因斯坦为解释光电效应提出了光子说，故B错误；处于n3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子，故C正确；普朗克为了解释黑体辐射，提出了能量子假说，故D错误。2(4分)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，不正确的是()A电子绕原子核运动，但并不向外辐射能量，这时原子的状态是稳定的B原
2、子的一系列能量状态是不连续的C原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时，吸收或辐射某一频率的光子D氢原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核旋转DA、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念，而D项为卢瑟福提出的原子核式结构模型。3(4分)下列四幅图的有关说法中正确的是()ABCDA原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围 C光电效应实验说明了光具有波动性D射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷B根据玻尔理论可以知道，电子绕原子核运
3、动过程中是沿着特定轨道半径运动的，A错误；根据卢瑟福的粒子散射实验现象，可以知道B正确；光电效应表明了光具有粒子性，C错误；根据左手定则可以判断射线甲带负电，D错误。4(4分)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He)的能级图如图所示。当某个He处在n4的激发态时，由于跃迁所释放的光子最多有()A1B2个C3个D6个C本题研究是某个He，若从n4到n1能级跃迁，则只放出一个光子；若从n4能级跃迁到n2能级，可以从n2能级跃迁到n1能级，则有2个光子放出；同理，若从n4能级先跃迁到n3能级，则还可从n3能级向n2能级跃迁，也可从n2能级向n1能级跃迁，则放出3个光子，C正确。5(4分)在图甲、乙、丙三
4、种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，以下说法正确的是()甲乙丙丁A甲、乙为非晶体，丙是晶体B甲、乙为晶体，丙是非晶体C甲、丙为非晶体，乙是晶体D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体D由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故D正确。6(4分)下列说法中正确的是()A分子间的平均距离增大时，其分子势能一定增大B分子间的平均距离增大时，其分子势能一定减小C物体的体积增大时，其分子势能一定
5、增大D0 的水变成0 的冰时，体积增大，分子势能减小D若分子间的平均距离在大于r0(r0约为1010 m)的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做负功，分子势能将增大。若分子间的平均距离在小于r0的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A、B错误；由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变化，与分子势能随物体的体积的变化规律相同，选项C错误；水在0 4 的范围内温度升高时，表现出反常膨胀的特性，温度升高，体积反而减小，0 的冰体积最大，0 的水变成0 的冰时
6、，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D正确。7(4分)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好。使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是()A若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些B若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大C若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大D取活塞及汽缸为研究对象，其重力和弹簧弹力平衡，无论气体怎样变化，弹力不变，其长度不变，A错误；p气p0，大气压强p0增大，气体压强变大，温度不变，由玻意耳定律知
7、气柱变短，即汽缸上底面离地高度变小，B错误；气体压强不变，温度升高，根据盖吕萨克定律知体积增大，气柱变长，知C错误，D正确。8(4分)已知某光电管的极限频率为0，现用频率为的单色光照射这种金属，如图能发生光电效应，改变加在光电管两端的电压，测得电流随电压变化的图象如图所示。已知电子的电荷量大小为e，普朗克常量为h，则遏止电压的大小U0为()AU0 BU0CU0DU0A由光电效应方程EkhW，eU0Ek和Wh0得eU0hh0，U0，故A正确。故选A。9(4分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒
8、在水面上。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字)。(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2
9、。由此估算出油酸分子的直径为_ m(结果保留一位有效数字)。解析(1)在油膜法估测油酸分子的大小实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔将油膜形状描绘在玻璃板上，根据d计算。(2)一滴油酸酒精溶液中含油酸体积V m3，故d51010 m。答案(1)(2)51010 m10(4分)(多选)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被光子带走。下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚
10、变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出光子的能量E(m3m1m2)c2D光子的波长BD该核反应方程质量数不守恒，故A错误；聚变反应中的质量亏损mm1m2m3，故B正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为E(m1m2m3)c2，故C错误；根据E(m1m2m3)c2，得光子的波长为，故D正确。11(4分)(多选)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。核反应方程为HeHeBe。以下说法正确的是()A该核反应为聚变反应B热核反应中有质量亏损C热核反应会放出巨大能量D由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的ABC该核反应为聚变反应，故A正确；核反应中的裂变和聚变
11、，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B、C正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故D错误。12(4分)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图像如图所示。下列判断正确的是()A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小AD过程ab，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，选项A正确；过程bc，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积、单位时间内受到分子撞击的次数减小，而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，选项B错误
12、；过程ca，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C错误；根据上述三过程可知：在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，可知状态a分子的平均动能最小，选项D正确。13(4分)(多选)下列说法正确的是()ATh经过6次衰变和4次衰变后，成为稳定的原子核PbB发现中子的核反应方程为BeHeCnC射线一般伴随着或射线而产生，在这三种射线中射线的穿透能力最强，电离能力最弱D氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子能量减小ABCTh经过6次衰变和4次衰变后，
13、质量数是：m23264208，电荷数：z9026482，成为稳定的原子核Pb，故A正确；发现中子的核反应方程是BeHeCn，故B正确；射线一般伴随着或射线而产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；根据玻尔理论可知，核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子的电势能增大，核外电子遵循：k，据此可知电子的动能减小；再据能级与半径的关系可知，原子的能量随半径的增大而增大，故D错误。14(10分)光电效应证明了光具有粒子性，图中光电管的K为阴极，A为阳极，理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。(1)当开关S断开时，用光子能量为3.1
14、1 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.21 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.21 V时，电流表读数为零。从上述实验数据可知，此时光电子的最大初动能为_eV，该阴极材料的逸出功为_eV。若增大入射光的强度，电流计的读数_(选填“为零”或“不为零”)。(2)现将电源正、负极对调，闭合开关S，若光电管的阴极K用截止频率为的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的电压为U。用波长为的单色光射向阴极，产生了光电流。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，则金属铯的逸出功W0_，光电子到达阳极A的最大动能Ek_
15、。解析(1)接通开关，当电压表读数大于或等于1.21 V时，电流表读数为零，光电管的遏止电压为Uc1.21 V，则光电子的最大初动能为EkmeUc1.21 eV，根据光电效应方程得EkmhW0，解得逸出功为W0hEkm3.11 eV1.21 eV1.90 eV。若增大入射光的强度，而频率仍不变，则电流计的读数为零。(2)金属铯的逸出功为W0h，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为EkmhW0hh根据动能定理得eUEkEkm解得光电子到达阳极A的最大动能为EkeUEkmeUhh。答案(1)1.211.90为零(2)heUhh15(8分)在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下
16、两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J。图线AC的反向延长线过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。求：(1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量U1；(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量U2及其从外界吸收的热量Q2。解析(1)由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功W10根据热力学第一定律有U1W1Q1内能的增量U1Q19 J。(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量U2U19 J根据热力学第
17、一定律有U2W2Q2从外界吸收的热量Q2U2W23 J。答案(1)09 J(2)9 J3 J16(8分)如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。容器粗管的横截面积均为S12 cm2，细管的横截面积为S21 cm2，开始时粗、细管内水银长度分别为h1、h2，h1h22 cm。整个细管长为h4 cm。封闭气体长度为L6 cm。大气压强为p076 cmHg，气体初始温度为27 (T273 Kt)。(1)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少？(2)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6 cm，封闭气体的温度应为多少？解析(1)封闭气体的
18、初状态参量：p1p0ph1ph280 cmHg，V1LS1，T1(27327)K300 K水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h3则h1S1h2S2hS2h3S1，解得h31 cm此时封闭气体的压强为p2p0phph381 cmHg封闭气体体积为V2(Lh1)S1由理想气体状态方程得代入数据解得T2405 K。(2)再倒入同体积的水银，封闭气体的长度仍为6 cm，则此过程为等容变化。封闭气体的压强p3p02p(h1h2)84 cmHg由查理定律得代入数据解得T3315 K。答案(1)405 K(2)315 K17(10分)用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7
19、.5 L，装入药液后，药液上方空气体积为1.5 L。关闭阀门K。用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3。假设整个过程温度不变，大气压强为105 Pa，求：(1)要使药液上方气体的压强为4105 Pa，应打几次打气？(2)当A中有4105 Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？(忽略喷管中药液产生的压强)解析(1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V0，打n次后压强由p0变为p1，以A中原有空气和n次待打入A中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：p0(VnV0)p1V，故n18次。(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药
20、液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为研究对象p1Vp0V，V1.5 L6 L，因此A容器中剩余药液的体积为7.5 L6 L1.5 L。答案(1)18次(2)1.5 L18(12分)一个氘核(H)和一个氚核(H)聚变时产生一个中子(n)和一个粒子(He)。已知氘核的质量为mD，氚核的质量为mT，中子的质量为mn，粒子的质量为m，光速为c，元电荷为e。(1)写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能E；(2)反应放出的粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为R，磁感应强度大小为B。求粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期T和等效电流I；(3)1909年
21、卢瑟福及盖革等用粒子轰击金箔发现，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些粒子发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把粒子反弹回来，在经过深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式结构模型。以一个粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例，通过计算说明为什么电子不能把粒子反弹回来(已知粒子的质量是电子质量的7 300倍)。解析(1)核反应方程为HHnHe反应释放的核能为Emc2(mDmTmmn)c2。(2)粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有2evBm又周期T联立得粒子在磁场中的运动周期T由电流定义式可得环形电流I联立得I。(3)设电子的质量为me，碰撞后粒子的速度为v，电子的速度为ve。取碰撞前粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mvmvmeve由能量守恒定律得mv2mvmev得vv因mme，1，所以vv，即粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹。答案(1)HHnHe(mDmTmmn)c2(2)(3)见解析