学年高中创新设计物理粤教版选修35模块检测1精品教育doc.docx

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学年高中创新设计物理粤教版选修35模块检测1精品教育doc

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．其中1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题）

1．核磁共振成像（缩写为MRI）是一种人体不接触放射线，对人体无损害，可进行人体多部位检查的医疗影像技术．基本原理是：

外来电磁波满足一定条件时，可使处于强磁场中的人体内含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，去掉外来电磁波后，吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波的形式释放出来，形成核磁共振信号．由于人体内各种组织所含氢原子数量不同，或同种组织正常与病变时所含氢原子数量不同，释放的能量亦不同，将这种能量信号通过计算机转换成图像，就可以用来诊断疾病．

关于人体内氢原子吸收的电磁波能量，正确的是（　　）

A．任何频率的电磁波氢原子均可吸收

B．频率足够高的电磁波氢原子才吸收

C．能量大于13.6eV的光子氢原子才能吸收

D．氢原子只能吸收某些频率的电磁波

答案　D

解析　氢原子只吸收能量等于能级差的光子．

2．红宝石激光器的工作原理是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λ1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λ2的光子，处于亚稳态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（　　）

图1

A.B.

C.D.

答案　A

解析　由题意知E3－E1＝h

E3－E2＝h

E2－E1＝h

由①②③式解得λ＝，故A选项正确．

3．2019年，日本发生9级地震，福岛第一核电站严重受损，大量放射性铯Cs和碘I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U―→Cs＋Rb＋2n

C．放射性碘I发生β衰变的核反应方程为I―→Xe＋e

D.U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　C

4.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（　　）

图2

A.B.

C.D.

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m＝M，

又s人＝L－d，

得M＝.

5．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

图3

A．两滑块的动能之比EkA∶EkB＝1∶2

B．两滑块的动量大小之比pA∶pB＝2∶1

C．两滑块的速度大小之比vA∶vB＝2∶1

D．弹簧对两滑块做功之比WA∶WB＝1∶1

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；因为mAvA＝mBvB，故vA∶vB＝mB∶mA＝1∶2，C项错误；由Ek＝得EkA∶EkB＝＝，A项正确；由W＝ΔEk知WA∶WB＝EkA∶EkB＝1∶2，D项错误．

6．静止的氡核Rn放出α粒子后变为钋核Po，α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α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.·B．0

C.·D.·

答案　C

解析　由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由Ek＝∝，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是·Eα，由质能方程得质量亏损是·.

7．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α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．

8．关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（　　）

A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径

B．利用α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，选项C错误．

9．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　）

A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论

B．查德威克用α离子轰击N获得反冲核O，发现了中子

C．贝可勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构

D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

答案　AC

解析　赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，A正确；查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核，B错误；贝可勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，C正确；卢瑟福通过对α射线散射的研究提出了原子的核式结构模型，D错误．.

10．如图4所示为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号，当有波长为λ0的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则有

图4

A．若换用波长为λ1（λ1＜λ0）的光照射阴极时，电路中一定没有电流

B．若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极时，电路中一定有电流

C．若换用波长为λ3（λ3＞λ0）的光照射阴极时，电路中可能有电流

D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流

答案　BC

解析　波长为λ0的光能使金属发生光电效应，λ1＜λ0，λ2＜λ0，这两种光的频率大于波长为λ0的光的频率，都能产生光电流，所以A错，B对；由于λ3＞λ0，如果λ3光的频率也大于极限频率，则电路中可能有电流，C对；将电源的极性反接后，如果最大初动能Ek＞eU0，电路中仍有电流，D错．

二、填空题（本题共2小题，共12分）

11．（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．

①______________________________________________________________________

____________________________________________________________________；

②______________________________________________________________________

____________________________________________________________________.

（2）在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对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γ射线：

利用γ射线的贯穿本领，用来工业探伤

解析　

（2）1为α射线；利用α射线的电离作用消除有害静电．

2为γ射线；利用γ射线很强的贯穿本领，用来工业探伤．

3为β射线；利用β射线自动控制铝板厚度．

12．（6分）如图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（本题共4小题，共48分）

13．（10分）一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图7所示，则：

图7

（1）氢原子可能发射几种频率的光子？

（2）氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2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？

金属

铯

钙

镁

钛

逸出功W/eV

1.9

2.7

3.7

4.1

答案　

（1）6种　

（2）2.55eV　（3）铯；0.65eV

解析　

（1）可发射C＝6种频率的光子

（2）由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为E＝E4－E2，代入数据得E＝2.55eV

（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Ekm＝E－W0

代入数据得，Ekm＝0.65eV（或1.0×10－19J）

14．（12分）如图8所示，一质量为2m的L形长木板静止在光滑的水平面．木板右端竖起部分内侧有粘性物质，当有其它物体与之接触时即会粘在一起．某一时刻有一质量为m的物块，以水平速度v0从L形长木板的左端滑上木板．已知物块与L形长木板的上表面的动摩擦因数为μ，当它刚要与L形长木板右端竖起部分相碰时，速度减为，碰后即粘在一起．求：

图8

（1）物块在L形长木板上的滑行时间及此时木板在地面上滑行的距离？

（2）物块与L形长木板右端竖起部分相碰过程中，长木板受到的冲量大小．

答案　

（1）t＝　s＝　

（2）

解析　

（1）设物块在L形长木板上的滑行时间为t，

由动量定理得：

－μmgt＝m·－mv0

得t＝

物块与L形长木板右端竖起部分相碰前系统动量守恒：

mv0＝m·＋2mv1

解得：

v1＝

设此时木板在地面上滑行的距离为s，

由动能定理得：

μmgs＝·2mv

得s＝.

（2）物块与L形长木板右端竖起部分相碰系统动量守恒mv0＝3mv2

对长木板由动量定理得：

I＝2mv2－2mv1＝

15．（12分）如图9所示，光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮（不计定滑轮的质量和摩擦），绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30kg，两车间的距离足够远，现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5m/s时，停止拉绳，求：

（1）人在拉绳过程中做了多少功？

（2）若人停止拉绳后，为避免两车相撞，人至少以多大速度从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

图9

答案　

（1）5.625J　

（2）0.5m/s

解析　

（1）设甲、乙两车和人的质量分别为m甲、m乙和m人，停止拉绳时甲车的速度为v甲，乙车的速度为v乙，取甲车的运动方向为正方向，由动量守恒定律得

（m甲＋m人）v甲－m乙v乙＝0，解得v甲＝0.25m/s

由功能关系可知，人拉绳过程中做的功等于系统动能的增加量．W＝（m甲＋m人）v＋m乙v＝5.625J

（2）设人跳离甲车时人的速度为v人，取v人的方向为正方向，人离开甲车前后由动量守恒定律得

（m甲＋m人）v甲＝m甲v甲′＋m人v人

人跳到乙车时：

m人v人－m乙v乙＝（m人＋m乙）v乙′

要使两车恰好不发生碰撞，需满足v甲′＝v乙′

解得v人＝0.5m/s

即当人跳离甲车的速度至少为0.5m/s时，两车才不会发生碰撞．

16．（14分）山东海阳核电站规划建设两台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Sr和Xe，质量mU＝235.0439u，mn＝1.0087u，mSr＝89.9077u，mXe＝135.9072u．（计算结果在小数点后保留一位有效数字）

（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）U＋n―→Sr＋Xe＋10n

（2）140.3MeV　（3）45.7t

解析　

（2）裂变过程的质量亏损

Δm＝mU＋mn－mSr－mXe－10mn＝0.1507u，

释放的能量

ΔE＝Δmc2＝0.1507×931MeV≈140.3MeV.

（3）核电站一年的发电量

E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60J

＝7.884×1016J，

由E＝NΔE＝NAΔE，得m＝

＝g

≈4.57×107g＝45.7t.