1、模块综合检测(时间：60 分钟，满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1下列说法正确的是( )A康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性B爱因斯坦发现了光电效应现象，并且提出光子说，成功解释了光电效应现象C爱因斯坦的光电效应方程能够说明光子具有动量D康普顿效应表明光子只具有能量解析：选 A康普顿效应说明光具有粒子性 ，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，选项 A 正确；赫兹在研究电磁波时发现了光电效应现象 ， 爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，选项 B 错误；爱因斯坦的光电效应方程
2、不能够说明光子具有动量，选项C 错误；康普顿效应表明光子除了具有能量外还有动量， 选项 D 错误2.如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能 Ek 与入射光的波长的倒数(1/)的关系图象，由图象可知( )A图象中的 0 是产生光电效应的最小波长B普朗克常量和光速的乘积 hcE 0C该金属的逸出功等于ED若入射光的波长为 0/3，产生的光电子的最大初动能为 3E解析：选 B图象中的 0 是产生光电效应的最大波长，选项 A 错误；根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能 Ek 与入射光的波长的倒数 的关系图象对应的函数关系1式为 Ekhc W，由图象可知 Ek0 时，hcE 0，选项
3、B 正确；由 Ekhc W ，并结合1 1关系图象可得该金属的逸出功 WE，选项 C 错误；若入射光的波长为 ，由03Ekhc W，解得 Ekhc W3EE2E，即产生的光电子的最大初动能为 2E，选项1 1D 错误3如图甲所示，光滑水平面上有 P、Q 两物块，它们在 t4 s 时发生碰撞，图乙是两者的位移图象，已知物块 P 的质量为 mP1 kg，由此可知 ( )A碰撞前 P 的动量为 16 kgm/sB两物块的碰撞可能为弹性碰撞C物块 Q 的质量为 4 kgD两物块碰撞过程中 P 对 Q 作用力的冲量是 3 Ns解析：选 D根据位移图象可知 ，碰撞前 P 的速度 v04 m/s，碰撞前 P
4、 的动量为p0m Pv04 kgm/s，选项 A 错误；根据位移图象，碰撞后二者速度相同，说明碰撞为完全非弹性碰撞，选项 B 错误；碰撞后 ，二者的共同速度 v1 m/s，由动量守恒定律，mPv0(m Pm Q)v，解得 mQ3 kg，选项 C 错误；由动量定理 ，两物块碰撞过程中 P 对 Q作用力的冲量是 Ip Qm Qv3 Ns，选项 D 正确4下列说法正确的是( )A由玻尔的原子模型可推知，氢原子处于激发态时，量子数越大，核外电子动能越大B天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C一个氢原子从 n4 的激发态跃迁到基态时，能辐射 6 种不同频率的光子D放射性元素的半衰期与原子所处的化学
5、状态和外部条件有关解析：选 B由玻尔的原子模型可推知 ，氢原子处于激发态时，量子数越大，原子总能量越大，电子势能越大，核外电子动能越小，选项 A 错误；天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，选项 B 正确；一个氢原子从 n4 的激发态跃迁到基态时，最多能辐射 3 种不同频率的光子，选项 C 错误；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件均无关，选项 D 错误5通过百余年核物理的发展和进步，人们已经对原子核有了更进一步的认识，下列说法正确的是( )A两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B原子核的结合能大于使其完全分解成自由核子所需要的能量C比结合能越大，原子核越稳定D轻核
6、聚变释放能量，可能没有质量亏损解析：选 C当两个质子相距很近时 ，核力大于库仑力，而当大于一定距离时，核力小于库仑力，选项 A 错误；原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量，选项 B 错误；比结合能越大， 原子核越稳定，选项 C 正确；轻核聚变释放能量 ，一定有质量亏损，选项 D 错误6下列说法正确的是( )A天然放射性元素 Th(钍) 经过 4 次 衰变和 8 次 衰变变成 Pb(铅)23290 20882B 衰变产生的 射线穿透能力最强C质子、中子、 粒子的质量分别是 m1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个 粒子，释放的能量是(2m 12m 2m 3)c2D由爱因斯坦质能
7、方程可知，质量和能量可以相互转化解析：选 C天然放射性元素 Th(钍) 衰变变成 Pb，根据质量数守恒和质子数守23290 20882恒，需要经过 n 6 次 衰变、经过 m2n (9082)4 次 衰变，即天然放232 2084射性元素 Th(钍) 经过 6 次 衰变和 4 次 衰变变成 Pb(铅)，选项 A 错误； 衰变产23290 20882生的 射线电离能力最强，穿透能力最弱，选项 B 错误；质子和中子结合成一个 粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损 m2m 12m 2m 3，由质能方程可知，释放的能量E mc2(2m 12m 2m 3)c2，选项 C 正确；爱因斯坦质能方程只是反映
8、了质量与能量之间的关系，质量和能量不可以相互转化，选项 D 错误二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得 6 分，选对但不全得 3 分，有错选或不答的得 0 分)7滑块甲的质量为 0.8 kg，以大小为 5.0 m/s 的速度向右运动时，与另一质量为 1.0 kg、以大小为 3.0 m/s 的速度迎面而来的滑块乙相撞碰撞后滑块甲恰好静止假设碰撞时间极短，以向右为正方向，下列说法正确的是( )A碰后乙的速度大小为 2 m/sB碰撞过程中甲受到的乙的作用力的冲量大小为 4.0 NsC碰撞过程中乙动量的变化量为 2.0
9、 kgm/sD碰撞过程中系统损失的机械能为 14 J解析：选 BD由动量守恒定律得 m 甲 v 甲 m 乙 v 乙 m 乙 v乙 ，代入数据解得 v乙 1.0 m/s，选项 A 错误；碰撞过程中甲动量的变化量为 p 甲 0m 甲 v 甲 4.0 kgm/s，由动量定理可得甲滑块受到的乙的作用力的冲量为 Ip 甲 4.0 Ns，选项 B 正确；碰撞过程中乙动量的变化量为 p 乙 m 乙 v乙 (m 乙 v 乙 )4.0 kgm/s，选项 C 错误；由能量守恒定律得 m 甲 v m 乙 m m 乙 v E，代入数据解得 E14 J，选项 D 正确12 2甲 12 2乙 12 2乙8.如图所示，用高
10、压水枪喷出的强力水柱冲击右侧的煤层设水柱直径为 D，水流速度为 v，方向水平，水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度为零高压水枪的质量为 M，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为 .下列说法正确的是( )A高压水枪单位时间喷出的水的质量为 vD2B高压水枪的功率为 D2v318C水柱对煤层的平均冲力为 D2v214D手对高压水枪的作用力水平向右解析：选 BC设 t 时间内，从水枪喷出的水的体积为 V，质量为 m，则m V，VSv t D2vt，单位时间喷出水的质量为 vD2，选项 A 错误； t14 mt 14时间内水枪喷出的水的动能 Ek mv2 D2v3t，由动
11、能定理知高压水枪在此期间对水12 18做功为 WE k D2v3t，高压水枪的功率 P D2v3，选项 B 正确；考虑一个极短18 Wt 18时间 t，在此时间内喷到煤层上水的质量为 m，设煤层对水柱的作用力为 F，由动量定理，Ftmv ，t时间内冲到煤层水的质量 m D2vt，解得 F D2v2，由牛顿第三定律14 14可知，水柱对煤层的平均冲力为 FF D2v2，选项 C 正确；当高压水枪向右喷出高压14水流时，水流对高压水枪的作用力向左，由于高压水枪有重力，根据平衡条件，手对高压水枪的作用力方向斜向右上方，选项 D 错误9用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用 a、b、c 三束光照射
12、光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中 a、c 两束光照射时对应的遏止电压相同，均为 Ucl，根据你所学的相关理论，下列论述正确的是( )Aa、c 两束光的频率不同，光强相同Bb 光束的波长最短C用 a 光束照射时，光电管发出的光电子的最大初动能最大Db 光束光子的动量最大解析：选 BD根据如图乙所示光电管两端的电压与相应的光电流的关系可知，a、c两束光的遏止电压相同，说明频率相同，a、c 两束光产生的饱和光电流不同，说明光强不同，选项 A 错误；用 b 光束照射时对应的遏止电压较大 ， 说明 b 光束的频率较大，则 b 光束的波长最短，选项 B 正确；由于 a、
13、c 两束光的频率相同，用 a、c 光束照射时，光电管发出的光电子的最大初动能相同，选项 C 错误；b 光束的频率较大，能量较大，b 光束光子的动量最大，选项 D 正确10.光滑水平面上有一静止木块，质量为 m 的子弹水平射入木块后未穿出，子弹与木块运动的速度图象如图所示由此可知( )A木块质量可能是 2mB子弹进入木块的深度为v0t02C木块所受子弹的冲量为 mv012D子弹射入木块过程中产生的内能为 mv12 20解析：选 BC设木块质量为 M，由动量守恒定律，mv 0( mM) ，解得 Mm，选v02项 A 错误；根据速度时间图线与坐标轴围成的面积表示位移可知，子弹进入木块的深度为 dv
14、0t0 ，选项 B 正确；由动量定理，木块所受子弹的冲量为 IM ，选12 v0t02 v02 mv02项 C 正确；由能量守恒定律， 子弹射入木块过程中产生的内能为 E mv (mM)12 20 12 mv ，选项 D 错误(v02)214 20三、非选择题(本题共 3 小题，共 40 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的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)11(12 分) 如图甲所示，质量 M2 kg 的木板以初速度 v05 m/s 在光滑的水平面上运动，质量 m0.5 kg 的滑块落在木板的右端没有弹起，最终恰好没掉下来，从滑块落到木板
15、上开始计时，二者的速度时间图象如图乙所示，g 取 10 m/s2，求：(1)滑块与木板间的动摩擦因数 ；(2)木板的长度 L 和系统产生的内能 Q.解析：(1)由图乙知，t 2 s 末二者达到共同速度，设共同速度为 v对滑块，由动量定理得mgtmv0对木板和滑块组成的系统，水平方向动量守恒，由动量守恒定律得Mv0(Mm) v联立解得 0.2.(2)2 s 内木板的位移 x1 t9 mv0 v2滑块的位移 x2 t4 mv2木板的长度 Lx 1x 25 m系统产生的内能 QmgL5 J.答案：(1)0.2 (2)5 m 5 J12(12 分) 如图所示为氢原子的能级图，氢原子从 n4 向 n2
16、能级跃迁所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，求：(1)该金属的截止频率是多少？(2)用一群 n5 能级的氢原子向低能级跃迁时所放出的光子照射该金属，产生的光电子的最大动能为多少？(普朗克常量为 h6.6310 34 Js，结果保留三位有效数字)解析：根据玻尔理论，E 4E 2h， 6.1510 14 Hz，从 n5 向 n1 能级跃迁所放出的光子照射该金属时产生的光电子的动能最大，由爱因斯坦光电效应方程，E k(E 5E 1)h，得 Ek10.5 eV.答案：(1)6.1510 14 Hz (2)10.5 eV13(16 分) 如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为 B 0.05 T，磁场方
17、向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界在磁场 A 处放一个放射源，内装 Ra，放出某种放射线后22688衰变成 Rn.22286(1)写出上述衰变方程(2)若 A 处距磁场边界 MN 的距离 OA1.0 m 时，放在 MN 左侧边缘的粒子接收器接收到垂直于边界 MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过 OA 的直线 1.0 m求一个静止 Ra 核衰变过程中释放的核能有多少？(取 1 u1.610 27 kg，e1.610 19 C，22688结果保留三位有效数字)解析：(1) Ra 比 Rn 电荷数多 2 个，质量数多 4 个，则该衰变为 衰变，方程为22688 22286Ra Rn He.22688 22286 42(2)衰变过程中释放的 粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径 R1.0 m，由 2evB得mv2R 粒子的速度 v2eBRm衰变过程中系统动量守恒， Rn、 He 质量分别为 222 u、4 u，则 222 uv4 uv22286 42得 Rn 的速度 v v222862111释放的核能 E 222 uv2 4 uv212 12 113e2B2R2222 u代入数据解得 E2.041014 J.答案：(1) Ra Rn He (2)2.0410 14 J22688 22286 42
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