2020高中物理选修3-5同步模块综合试卷(一).pdf

模块综合试卷模块综合试卷 (一)(时间： 90 分钟满分： 100 分) 一、 选择题 (本题共 12 小题，每小题 4 分， 共计 48 分.19 题为单选题， 1012 题为多选题 全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分) 1下列说法正确的是() A卢瑟福用粒子轰击14 7N 核获得反冲核17 8O 发现了质子B普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论D汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型答案A 解析光子说是爱因斯坦提出的，B 项错误玻尔通过对氢原子光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C 项错误卢瑟福通过粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，D项错误2关于近代物理，下列说法正确的是() A射线是高速运动的氦原子B核聚变反应方程21H31H42He10n 中，10n 表示质子C从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案D 解析射线是高速运动的氦原子核，选项A 错误；10n表示中子，选项B 错误；根据光电效应方程 Ekh W0可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C 错误；根据玻尔的原子理论可知，选项D 正确3有关图 1 中四幅图的说法正确的是() 图 1 A甲图中，水平地面光滑，球m1以速度 v 碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大C丙图中，射线1 由 粒子组成，射线2为 射线，射线3 由 粒子组成D丁图中，链式反应属于轻核聚变答案B 解析题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后m2的速度才为v，则 A 错误题图丙中射线1由 粒子组成，射线3 由 粒子组成，射线2 为 射线， C 错误题图丁中，链式反应属于重核裂变， D 错误4中子 n、质子 p、氘核 D 的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E 的 射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为 Dpn，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是 () A.12(mDmpmn)c2E B.12(mDmnmp)c2E C.12(mDmpmn)c2E D.12(mDmnmp)c2E 答案C 解析氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中 射线能量 E 对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E mc2 2Ek(mpmnmD)c22Ek得 Ek12E(mpmnmD)c212(mDmp mn)c2E，故选 C. 5以下有关近代物理内容的叙述，正确的是() A紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B卢瑟福的粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C重核的裂变和轻核的聚变过程一定有质量亏损，释放出核能D氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能增加，电子的动能减少答案C 6如图 2 所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n4 的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是() 图 2 A这些氢原子总共可辐射出3 种不同频率的光B由 n2 能级跃迁到n1 能级产生的光的频率最小C 用 n2 能级跃迁到n1 能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应D由 n4 能级跃迁到n1 能级产生的光波长最大答案C 解析大量处于 n4激发态的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出Nn n12 6种不同频率的光子， A 错误；由n4 能级跃迁到n3 能级产生的光的频率最小，波长最长，B、D错误；从n 2能级跃迁到n1 能级辐射出的光子的能量为EE2E110.2 eV ，大于金属铂的逸出功，能使其发生光电效应，C 正确7如图 3 所示，光滑水平面上有质量均为m 的物块 A 和 B，B 上固定一轻质弹簧，B 静止，A 以速度 v0水平向右运动，从A 与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中() 图 3 AA、B 的动量变化量相同BA、B 的动量变化率相同CA、B 系统的总动能保持不变DA、B 系统的总动量保持不变答案D 解析两物块相互作用过程中系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，则A、B 的动量变化量大小相等、方向相反，所以动量变化量不同，故A 错误， D 正确；由动量定理Ft p可知，动量的变化率等于物块所受到的合外力，A、B 两物块所受的合外力大小相等、方向相反，所受到的合外力不同，则动量的变化率不同，故B 错误； A、B 和弹簧组成的系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C 错误8下列说法中错误的是() A卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He14 7N178 O11H B铀核裂变的核反应方程是：235 92U141 56Ba9236Kr 210n C质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是 (2m12m2m3)c2D原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为2的光子，已知12，那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为1212的光子答案B 解析1919 年，卢瑟福做了粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子，核反应方程为：42He14 7N17 8O11H，选项 A 正确；铀核裂变时，需要中子轰击铀核，所以铀核裂变的核反应方程是235 92U10n141 56Ba9236Kr310n，选项 B 错误； 根据爱因斯坦质能关系式可知，选项 C 正确；设波长为1的光子能量为E1，波长为2的光子能量为E2，原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为E3，波长为3，则 E1hc1，E2hc2，E3hc3；E3E2 E1，可推知 3121 2，D 正确9 如图 4 所示，在光滑水平地面上有A、 B 两个小物块， 其中物块A 的左侧连接一轻质弹簧物块 A 处于静止状态， 物块 B 以一定的初速度向物块A 运动，并通过弹簧与物块A 发生弹性正碰对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率时间图象进行描述，在选项所示的图象中，图线 1 表示物块 A 的速率变化情况，图线2 表示物块B 的速率变化情况，则在这四个图象中可能正确的是() 图 4 答案B 解析物块 B 刚开始压缩弹簧时，A 做加速运动， B 做减速运动，随着弹簧压缩量的增大，弹簧的弹力增大，两个物块的加速度增大，当弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A继续加速， B 继续减速，弹簧的压缩量减小，弹力减小，两个物块的加速度减小当弹簧恢复原长时B 离开弹簧，所以vt 图象斜率的大小都是先增大后减小设B 离开弹簧时A、B的速度分别为vA和 vB.取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有mBv0 mAvAmBvB，由机械能守恒定律得12mBv0212mAvA212mBvB2， 联立解得vA2mBmAmBv0， vBmBmAmAmBv0， 若 mBmA，则 vAvB，所以 B 选项的图象是可能的若mBmA，则 vAv0， vB0.若 mB0，vB0.综上，只有B 选项的图象是可能的10如图 5 所示的装置用来研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时， 电流表 G 的读数为0.2 mA ，移动变阻器的触头c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，则 () 图 5 A光电管阴极的逸出功为1.8 eV B开关 S断开后，没有电流流过电流表G C改用光子能量为1.5 eV 的光照射，电流表G 也有电流，但电流较小D光电子的最大初动能为0.7 eV 答案AD 解析该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为 0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程Ekh W0得，逸出功W01.8 eV，故 A、D 正确；当开关S 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时发生了光电效应，有光电子逸出， 则有电流流过电流表，故 B 错误；改用光子能量为1.5 eV的光照射，由于光子的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故C 错误11如图 6 所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是() 图 6 A只调换电源的极性(同时调整电压表)，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压Uc的数值B保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数可能不变C不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D阴极 K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流答案BC 解析当只调换电源的极性时，电子从K 到 A 减速运动，到A 恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A 项错误；其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电流增大，直至达到饱和电流，若在滑动P 前，电流已达饱和电流，那么即使增大电压，光电流也不会增大，B 项正确；只改变光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误12如图 7 所示，在足够长的水平地面上有两辆相同的小车甲和乙，A、B 两点相距为5 m，小车甲从B 点以大小为4 m/s 的速度向右做匀速直线运动的同时，小车乙从A 点由静止开始以大小为2 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动一段时间后， 小车乙与小车甲相碰(碰撞时间极短 )，碰后两车粘在一起，整个过程中，两车的受力不变(不计碰撞过程)下列说法正确的是 () 图 7 A小车乙追上小车甲用时4 s B小车乙在追上小车甲之前它们的最远距离为9 m C碰后瞬间两车的速度大小为7 m/s D若地面光滑，则碰后两车的加速度大小仍为2 m/s2答案BC 解析小车乙追上小车甲时，有 x乙x甲5 m，即12at2v甲t5 m， 代入数据得12 2 m/s2 t24 m/st5 m，解得 t5 s(另一负值舍去)，所以小车乙追上小车甲用时5 s， 故 A 错误当两车的速度相等时相距最远，则有v甲at，得 tv甲a42s 2 s，最远距离s5 mv甲t12at25 m42 m12222 m9 m， 故 B 正确碰前瞬间乙车的速度v乙 at 25 m/s10 m/ s，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得mv甲mv乙2mv，解得碰后瞬间两车的共同速度v7 m/s，故 C 正确若地面光滑，碰前乙车所受到的作用力Fma，甲车所受到的合外力为0，则碰后两车的加速度大小aF2m 1 m/s2，故 D 错误二、填空题 (本题共 2 小题，共计12 分) 13(6 分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图8 所示，两个小球的质量分别为mA和 mB. 图 8 (1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？_. A秒表B刻度尺C天平D圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有_A.mAmBONMPB.mAmBOMMPC.mAmBOPMND.mAmBOMMN答案(1)BCD(2)A 解析(1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM、 OP、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规(2)根据动量守恒定律有：mAOPmAOMmBON，即 mAMP mBON，A 正确14(6 分 )如图 9 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、放大器、电磁继电器等几部分组成图 9 (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_说法正确A增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大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。