馬鳴風蕭蕭馬鳴風蕭蕭高中物理學習材料（馬鳴風蕭蕭**整理制作）

模塊檢測（一）

（時間：90分鐘滿分：100分）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分）1．下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有（）他1￡射線襯石矍酬肘E-鋅板社常外繼血肘時有屯子選冊,01祓可見光照他1￡射線襯石矍酬肘E-鋅板社常外繼血肘時有屯子選冊,01祓可見光照射時龍杓屯于逸出軌遠動方向發(fā)生鞍大傭轉(zhuǎn)U.數(shù)原子發(fā)則的朮豎二犢犧分光后,51現(xiàn)線腥光誹答案AB解析選項A為康普頓效應(yīng)，選項B為光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性；選項C為a粒子散射實驗，未涉及光子，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)；選項D為光的折射，揭示了氫原子能級的不連續(xù)．2．下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是()利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，利用探測器的測量，找出合理的施肥規(guī)律利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋給懷疑患有甲狀腺的病人注射碘131,診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病答案ABD解析利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋是利用Y射線貫穿能力強的特點，因此C選項不屬于示蹤原子的應(yīng)用，A、B、D都是作為示蹤原子，故A、B、D正確.3．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核，下列說法中正確的是()利用a粒子散射實驗可以估算原子核的半徑利用a粒子散射實驗可以估算核外電子的運動半徑原子的核式結(jié)構(gòu)模型很好地解釋了氫原子光譜的實驗處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運動的動能將增大答案AD解析核外電子對粒子幾乎沒有什么阻擋作用，故無法估算核外電子的運動半徑，選項B錯誤；玻爾的氫原子模型很好地解釋了氫原子光譜的實驗，選項C錯誤.4.核磁共振成像(縮寫為MRI)是一種人體不接觸放射線，對人體無損害，可進行人體多部位檢查的醫(yī)療影像技術(shù)．基本原理是：外來電磁波滿足一定條件時，可使處于強磁場中的人體內(nèi)含量最多的氫原子吸收電磁波的能量，去掉外來電磁波后，吸收了能量的氫原子又把這部分能量以電磁波的形式釋放出來，形成核磁共振信號．由于人體內(nèi)各種組織所含氫原子數(shù)量不同，或同種組織正常與病變時所含氫原子數(shù)量不同，釋放的能量亦不同，將這種能量信號通過計算機轉(zhuǎn)換成圖像，就可以用來診斷疾?。P(guān)于人體內(nèi)氫原子吸收的電磁波能量，正確的是()任何頻率的電磁波氫原子均可吸收頻率足夠高的電磁波氫原子才吸收能量大于13.6eV的光子氫原子才能吸收氫原子只能吸收某些頻率的電磁波答案D解析氫原子只吸收能量等于能級差的光子.

紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光.鉻離子的能級圖如圖1所示，E］是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為人的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到e3,然后自發(fā)地躍遷到E2，釋放波長為久2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為()A.B.C.1A2A1A22入1—A.B.C.1A2A1A22入1—久2D.12答案A解析由題意知E解析由題意知E3－E1E3_E2=HE2_E1=磧③由①②③式解得由①②③式解得2=入入入2一21'故A選項正確.6．下列說法正確的是()相同頻率的光照射到不同的金屬上，逸出功越大，出射的光電子最大初動能越小釷核234Th,衰變成鏷核234Pa，放出一個中子，并伴隨著放出Y光子根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子運動的加速度減小比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定答案AD解析釷核衰變的核反應(yīng)方程式為234仍一^Pa+je，選項B錯誤；氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子軌道半徑減小，由心黔，核外電子運動的加速度增大，選項C錯誤；故只有選項A、D正確.7.(2014.江西吉安高二期末)2011年，日本發(fā)生9級地震，福島第一核電站嚴重受損，大量放射性銫57CS和碘^I進入大氣和海水，造成對空氣和海水的放射性污染.下列說法正確的是()核反應(yīng)堆中的核廢料不再具有放射性，對環(huán)境不會造成影響鈾核裂變的一種可能核反應(yīng)是235U—i57Cs+37Rb+2in放射性碘男I發(fā)生B衰變的核反應(yīng)方程為男1一54jXe+_0e29325U裂變形式有多種，每種裂變產(chǎn)物不同，質(zhì)量虧損不同，但釋放的核能相同答案C8.圖2如圖2所示，有一條捕魚小船停靠在湖邊碼頭，小船又窄又長(估計重一噸左右)．一位同學想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量．他進行了如下操作：首先將船平行于碼頭自由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭停下，而后輕輕下船.用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L.已知他的自身質(zhì)量為m,漁船的質(zhì)量為()m(L+d)(L—d)A.B._ddmLm(L+d)D.—dL答案B解析設(shè)該同學在t時間內(nèi)從船尾走到船頭，由動量守恒定律知，人、船在該時間內(nèi)的平均動量大小相等，即m^=M，又s=L—d,得M=mS.tt人d9.圖3如圖3所示，在光滑水平面上，有質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩滑塊，它們中間夾著一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧(彈簧與A、B不拴連)，由于被一根細繩拉著而處于靜止狀態(tài).當剪斷細繩，在兩滑塊脫離彈簧之后，下述說法正確的是()A?兩滑塊的動能之比EkA:EkB=1:2兩滑塊的動量大小之比pA:pB=2:1兩滑塊的速度大小之比eA：vB=2:1D?彈簧對兩滑塊做功之比WA:WB=1:1答案A解析根據(jù)動量守恒定律知，兩滑塊脫離彈簧后動量大小相等，B項錯誤;mAvA=mBvB,故AABBp2m1%=m:m=1:2,c項錯誤；由e=2t得e_:e計=B=2,a項正確；由w=aABBAk2mkAkBm2AEk知WA：WB=EkA：EkB=1:2,D項錯誤?10.靜止的氡核222Rn放出a粒子后變?yōu)獒暫酥xPo,a粒子動能為E°.若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和a粒子的動能?真空中的光速為c則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為（）4EA?麗?石B0^222E218EC.218c2D.222c2答案C解析由于動量守恒，反沖核和a粒子的動量大小相等，由Ek=2pm^^m，它們的動能之比為4：218，因此衰變釋放的總能量是|y|?Ea，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是養(yǎng)!?二、填空題（共3小題，共18分）11．（6分）人類認識原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程．請按要求回答下列問題．（1）盧瑟福、玻爾、查德威克等科學家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻．請選擇其中的兩位,指出他們的主要成績．①；②.（2）在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后,人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究,圖4為三種射線在同一磁場中的運動軌跡,請從三種射線中任選一種,寫出它的名稱和一種用途．圖4答案(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜規(guī)律查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(2)2為Y射線，利用Y射線的貫穿本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷解析(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就)．玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜規(guī)律(或其他成就)查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就)．(2)1為a射線；利用a射線的電離作用消除有害靜電.或：2為Y射線；利用Y射線很強的貫穿本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷.或：3為0射線；利用0射線自動控制鋁板厚度.12．(6分)如圖5所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放電器、電磁繼電器等幾部分組成．圖5示意圖中，a端應(yīng)是電源極．光控繼電器的原理是：當光照射光電管時當用綠光照射光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法正確.增大綠光照射強度，光電子最大初動能增大增大綠光照射強度，電路中光電流增大答案(1)正陰極K發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M磁化，將銜鐵N吸住.無光照射光電管時，電路中無電流，N自動離開MB13．(6分)為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗：圖6用天平測出兩個小球的質(zhì)量(分別為m1和m2，且m1>m2)；如圖6所示，安裝好實驗裝置?將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端．先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置．將小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m1和m2在斜面上的落點位置.用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離.圖中D、E、F點是該同學記下小球在斜面上的落點位置，到B點的距離分別為LD、Le、Lf.根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：⑴小球m1和m2發(fā)生碰撞后,％］的落點在圖6中的點,m2的落點是圖1中的點.用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中動量守恒.用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.答案(1)DFm^'Te=m(嘰+m2pLFm1LE=m1LD+m.解析(1)因為小球m1和m2發(fā)生碰撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度減小，兩球都做平拋運動，由平拋運動規(guī)律不難判斷出碰撞后m1球的落地點是D點，m2球的落地點是F點；⑵碰撞前，小球m1落在圖1中的E點，令水平初速度為q,小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點在圖1中的D點，令水平初速度為m2的落點是圖1中的E點，令水平初速度

為e2.設(shè)斜面BC與水平面的傾角為a由平拋運動規(guī)律知：LDsina=空,LDcosa=v1/t整理得：v1,同理可解得：瞬DC°S2整理得：v1,同理可解得：]gLFcos2av]gLFcos2av2=2sina2sina只要滿足關(guān)系式：m1v1=m1v1，+m2v2，即m兀=mm氏Lf則說明碰撞中動量守恒．⑶若兩小球的碰撞是彈性碰撞,則碰撞前后機械能沒有損失.只要滿足關(guān)系式:|m1v2=|m1v1,2+|m2V2,2,即miLE=miLD+m2LF三、計算題(共4小題，共42分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14.(9分)一群氫原子處于量子數(shù)n=4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖7所示，貝y：nE/eVTOC\o"1-5"\h\ztn040.S53-1.512-3.4GI-13.60圖7氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？氫原子由量子數(shù)n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的能量是多少電子伏？用(2)中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時，發(fā)射光電子的最大初動能是多大？金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1答案(1)6種(2)2.55eV(3)銫；0.65eV解析(1)可發(fā)射6種頻率的光子由玻爾的躍遷規(guī)律可得光子的能量為E=E4-E2，代入數(shù)據(jù)得E=2.55eVE只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時才能發(fā)生光電效應(yīng).根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動能為Ekm=E-W0代入數(shù)據(jù)得，Ekm=0.65eV(或1.0X10-J)15.

女孩40kg男孩30kg女孩40kg男孩30kg口行車10kg圖8(10分)40kg的女孩騎自行車帶30kg的男孩(如圖8所示),行駛速度2.5m/s啟行車行駛時，男孩要從車上下來．他知道如果直接跳下來，他可能會摔跤，為什么？男孩安全下車，計算男孩安全下車的瞬間，女孩和自行車的速度；計算自行車和兩個孩子，在男孩下車前后整個系統(tǒng)的動能的值．如有不同，請解釋．答案(1)由于慣性(2)4m/s(3)250J400J男孩下車時用力向前推自行車，對系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動能增加了150J解析(1)如果直接跳下來，人具有和自行車相同的速度，腳著地后，腳的速度為零，由于慣性，上身繼續(xù)向前傾斜，因此他可能會摔跤．所以他下來時用力往前推自行車，這樣他下車時可能不摔跤．(2)男孩下車前后，對整體由動量守恒定律有：(m1+m2+m3)v0=(m1+m2)v得v=4m/s(m1表示女孩質(zhì)量，m2表示自行車質(zhì)量，m3表示男孩質(zhì)量)(3)男孩下車前系統(tǒng)的動能Ek=1(m1+m2+m3)vo=2(40+10+30)X(2.5)2J=250J男孩下車后系統(tǒng)的動能Ek=|(m1+m2)v2=|(40+10)X42J=400J男孩下車時用力向前推自行車，對系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動能增加了150J.16．(11分)2009年12月28日，山東海陽核電站一期工程舉行開工儀式．工程規(guī)劃建設(shè)兩臺125萬千瓦的AP1000三代核電機組.如果鈾235在中子的轟擊下裂變?yōu)?0Sr和1/Xe，質(zhì)量mu=235-0439U，mn=1-0087u，msr=89-9077u，mxe=135-9072U?寫出裂變方程；求出一個鈾核裂變放出的能量；若鈾礦石的濃度為3%，一期工程建成后，一年將消耗多少噸鈾礦石？答案(l)235U+0n—38Sr+y6Xe+10in140.3MeV(3)45.7t解析⑵裂變過程的質(zhì)量虧損厶m=mU+mn—mSr—mXe—10mn=0.1507u,釋放的能量AE=Amc2=0.1507X931MeV^140.3MeV.核電站一年的發(fā)電量E=Pt=2X125X107X365X24X60X60J=7.884X1016J,,m?3%.pEM由E=N\E=^^N*得m=3