高中物理选修3-5“同课异构”教学习题：模块检测

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(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)

1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是         (　　)

A．光电效应实验       B．伦琴射线的发现

C．α粒子散射实验      D．氢原子光谱的发现

2．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是                                                                                                                                                          (　　)

A．核力、万有引力、库仑力    B．万有引力、库仑力、核力

C．库仑力、核力、万有引力    D．核力、库仑力、万有引力

3．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有                                                                                                                                                                          (　　)

A.H＋H→He＋n是核聚变反应   B.H＋H→He＋n是β衰变

C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应 D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰变

4．光电效应实验中，下列表述正确的是          (　　)

A．光照时间越长光电流越大    

B．入射光足够强就可以有光电流

C．遏止电压与入射光的频率有关   

D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子

5．天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图1所示，由此可知 (　　)

图1

A．②来自于原子核外的电子

B．①的电离作用最强，是一种电磁波

C．③的电离作用最强，是一种电磁波

D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子

6．火警的报警系统通常利用镅(Am)衰变成镎(Np)时放出一种很容易被空气阻隔的新粒子，这种粒子是                                                                                                                                                             (　　)

A.He    B.H     C.n     D.e

7．如图2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，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2

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

8．如图3所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.07 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有多少种                                                                                                  (　　)

图3

A．15    B．10    C．4    D．1

9．已知一价氦离子He＋能级En与量子数n的关系为En＝,处于基态的一价氦离子He＋的电离能为54.4 eV,为使处于基态的一价氦离子He＋变为激发态，入射光子的最小能量为(　　)

A．13.6 eV   B．40.8 eV   C．48.4 eV   D．54.4 eV

10．如图4所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动．两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg·m/s，则                                                                                                                              (　　)

图4

A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5

B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10

C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5

D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10

二、非选择题(本题共6小题，每小题10分，共60分)

11．(10分)如图5，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

图5

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．

A．小球开始释放高度h   

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的射程

(2)图5中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．

接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放的高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________(用(2)中测量的量表示)．

(4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图6所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________.

图6

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________．

12．(8分)在光滑水平面上，甲、乙两物体的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6 m/s由西向东运动，乙物体以速度2 m/s由东向西运动．碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4 m/s.求：

(1)甲、乙两物体的质量之比；

(2)通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞．

13．(1)(4分)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．

①碘131核的衰变方程：I→______________(衰变后的元素用X表示)．

②经过______天有75%的碘131核发生了衰变．

(2)(6分)如图7所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)

图7

14．(1)(2分)氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则＝______.

图8

(2)(8分)如图8所示，光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA＝3m、mB＝mC＝m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．

15．(8分)如图9所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙．重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间．设木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g.

图9

16．(1)(4分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：H＋H→He＋x，式中x是某种粒子．已知：H、H、He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是____，该反应释放出的能量为________MeV(结果保留3位有效数字)．

(2)(10分)如图10所示，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力，求：

图10

 (i)两球a、b的质量之比；

(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．

答 案

1．C　2.D　3.AC　4.CD　5.D　6.A　7.A　8.B　9.B　10.A

11．(1)C　(2)ADE或DEA或DAE　(3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON　m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2

(4)14　2.9　1(1～1.01均可)

12．(1)　(2)弹性碰撞

13．(1)①X＋e　②16　(2)4v0

14．(1)　(2)v0

15.

16．(1)n(或中子)　17.6　(2)(i)－1　(ii)1－