2015高考物理(选修3-5)一轮精品复习之综合提升1Word版含答案
高考物理大一轮总复习 选修3-5阶段示范性金考卷(含解析)(1)
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习选修3－5阶段示范性金考卷（含解析）本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在第1、3、7、9小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第2、4、5、6、8、10、11、12小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. 有关光的本性的说法正确的是( )A. 关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D. 在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝则显出波动性，如果光只通过一个缝则显出粒子性解析：牛顿提出“微粒说”不能说明光的本性，A错；光既不能看成宏观上的波也不能看成微观上的粒子，B错；双缝干涉和单缝衍射都说明光的波动性，当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短显示出粒子性，曝光时间长则显示出波动性，D错误．答案：C2. 如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9 eV之间的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是( )A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收B. 照射光中有三种频率的光子被吸收C. 氢原子发射出三种不同波长的光D. 氢原子发射出六种不同波长的光解析：氢原子只能吸收特定频率的光子，才能从低能级跃迁到高能级，题中氢原子可能吸收的光子能量有12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV三种，选项A错误、B正确；氢原子可以吸收大量能量为12.75 eV的光子，从而从n＝1的基态跃迁到n＝4的激发态，共可发射出C24＝4×32＝6种不同波长的光，选项C错误、D正确．答案：BD3. 如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上．已知m A<m B，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将( )A. 静止B. 向右运动C. 向左运动D. 无法确定解析：选取A、B两个物体组成的系统为研究对象，根据动量定理，整个运动过程中，系统所受的合外力为零，所以动量改变量为零．初始时刻系统静止，总动量为零，最后粘合体的动量也为零，即粘合体静止，选项A正确．答案：A4. [2013·南京高三一模]下列说法正确的是 ( )A. 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律B. 原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C. 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量数等于原来的原子核的质量数，但是质量有亏损，所以选项B错误；氢原子的核外电子离核越远氢原子的能量越高，当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时要向外辐射光子，而氢原子的能量减少，所以选项C正确；在原子核中，比结合能的大小能够反映核的稳定程度，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以选项D错误．本题答案为AC.答案：AC5. 如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象．下列说法中正确的是( )A. 若D和E能结合成F，结合过程一定要释放能量B. 若D和E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C. 若A能分裂成B和C，分裂过程一定要释放能量D. 若A能分裂成B和C，分裂过程一定要吸收能量解析：若D和E能结合成F，结合过程有质量亏损，释放能量；若A能分裂成B和C，分裂过程有质量亏损，释放能量，所以A、C正确．6. [2014·山东潍坊模拟]下列说法正确的是( )A. 卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B. 根据玻尔理论可知，当氢原子从n ＝4的状态跃迁到n ＝2的状态时，发射出光子C. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关 解析：卢瑟福通过α粒子散射实验总结并建立了原子核式结构模型，选项A 正确；氢原子从高能级向低能级跃迁时以光子的形式释放能量，选项B 正确；β衰变时所释放的电子是原子核内部变化所释放的，选项C 错误；原子核的衰变快慢是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的状态无关，选项D 正确．答案：ABD7. [2013·银川一中高三二模]下列说法中错误的是( )A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为42He ＋14 7N→17 8O ＋11HB. 铀核裂变的核反应是235 92U→141 56Ba ＋9236Kr ＋210nC. 质子、中子、α粒子的质量分别为m 1，m 2，m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D. 原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1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λ2的光子，已知λ1>λ2，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λ1λ2λ1－λ2的光子 解析：卢瑟福用α粒子轰击N 原子核发现了质子，A 项正确；铀核裂变的核反应是235 92U＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，所以B 项错误；质子和中子结合成一个α粒子，释放能量符合质能方程，C 项正确；原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1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λ2的光子，所以原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的能量为ab 能级间与bc 能级间的能量差值，即hc λ2－hc λ1＝hc (λ1－λ2λ1λ2)，所以吸收的光子的波长为λ1λ2λ1－λ2，D 项正确．故本题选B. 答案：B8. [2013·南京一模]下列说法正确的是( )A. 天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，肯定是因为光的强度太小C. 按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后动能减小D. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子解析：照射光的频率大于金属的极限频率时，金属上的电子才会逸出，频率越大，电子的初动能越大，选项B 错误；β衰变是放射性原子核放射电子(β粒子)而转变为另一种核的过程，β射线来源于原子核而不是核外电子，所以选项D 错误．9. 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n ＝4的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光a ，从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光b ，则( )A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B. 氢原子从n ＝4的能级向n ＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C. 在水中传播时，a 光较b 光的速度小D. 氢原子在n ＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离解析：原子核受到激发才会辐射出γ射线，A 项错误；氢原子从n ＝4能级向n ＝3能级跃迁，是原子外层电子的跃迁，只能辐射可见光，B 项错误；由E ＝hν，知νa >νb ，得n a >n b ，由v ＝c n知，在水中传播时a 光较b 光的速度小，C 项正确；从n ＝2的能级电离所需的最小能量E ＝E ∞－E 2＝3.4 eV ，光子能量低于此值不可能引起电离，因此只有频率足够高的光才可能引起电离，D 项错误．答案：C10. 小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车、人、枪和靶的总质量为M (不含子弹)，每颗子弹质量为m ，共n 发，打靶时，枪口到靶的距离为d .若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法中正确的是( )A. 待打完n 发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动B. 待打完n 发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方C. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为md nm ＋M D. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同解析：车、人、枪、靶和n 颗子弹组成的系统动量守恒，系统初动量为0，故末动量为0，A 错误；每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发，因此每次射击，以一颗子弹和车、人、枪、靶、(n －1)颗子弹为研究对象，动量守恒，则：0＝m x 子t －[M ＋(n －1)m ]·x 车t ，由位移关系有：x 车＋x 子＝d ，解得x 车＝md M ＋nm，故C 正确；每射击一次，车子都会右移，故B 正确．答案：BC11.下列说法正确的是( )A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则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. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小C. 核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量D. 太阳内部发生的核反应是热核反应E. 原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知，光线照射金属板发生光电效应时，从金属表面上逸出光电子的最大初动能与光的频率有关，而与光的照射强度无关，A项错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，电子与原子核之间的距离减小，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，B项正确；根据质能关系可知，C项正确；根据核反应知识可知，D项正确；原子核的衰变是自发进行的，E项错误．答案：BCD12. 下列关于近代物理知识的描述中，正确的是( )A. 当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出B. 处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子C. 衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 在147N＋42He→178O＋X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变E. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定解析：由光电效应规律可知，当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用频率大的紫光照射也一定会有电子逸出，A项正确；处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出C23＝3种频率的光子，B项正确；衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子，电子从原子核内发射出来而形成的，C项错误；根据质量守恒和电荷守恒可知，X是质子，这个反应过程叫原子核人工转变，D项错误；根据比结合能定义可知，E项正确．答案：ABE第Ⅱ卷(非选择题，共50分)二、填空题(本题共3小题，共18分)13. (6分)已知235 92U有一种同位素核比235 92U核多3个中子．某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变，放出的α粒子的速度大小为v0.写出衰变的核反应方程________(产生的新核的元素符号可用Y表示)；衰变后的新核速度大小为________．解析：设核子质量为m，则α粒子质量为4m，产生的新核质量为234m,238 92U衰变，由动量守恒有234mv＝4mv0，解得v＝2117v0.答案：238 92U→234 90Y＋42He2 117v014. (6分)氢原子的能级如图所示，当氢原子从n ＝4能级向n ＝2能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为________eV.现有一群处于n ＝4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有________种．解析：金属的逸出功为W ＝E 4－E 2＝－0.85 eV －(－3.40) eV ＝2.55 eV ；从能级n ＝4分别跃迁到能级n ＝1和能级n ＝2，从能级n ＝3和能级n ＝2分别跃迁到能级n ＝1均能使该金属发生光电效应，即有4种频率的光符合要求．答案：2.55 415. (6分)如图所示为研究光电效应规律的实验电路，利用此装置也可以进行普朗克常量的测量．只要将图中电源反接，用已知频率ν1、ν2的两种色光分别照射光电管，调节滑动变阻器……已知电子电荷量为e ，要能求得普朗克常量h ，实验中需要测量的物理量是________；计算普朗克常量的关系式h ＝________(用上面的物理量表示)．解析：电流表示数为零，此时光电管两端所加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eU 极＝12mv 2m ＝hν－W 0有eU 1＝hν1－W 0①，eU 2＝hν2－W 0②，解得h ＝e U 1－U 2ν1－ν2. 答案：分别使电流表示数恰好为零时电压表的读数U 1、U 2e U 1－U 2ν1－ν2三、计算题(本题共3小题，共32分)16. (10分)[2014·河南洛阳]如图所示，一质量M ＝2 kg 的长木板B 静止于光滑水平面上，B 的右边有竖直墙壁．现有一小物体A (可视为质点)质量m ＝1 kg ，以速度v 0＝6 m/s 从B 的左端水平滑上B ，已知A 和B 间的动摩擦因数μ＝0.2，B 与竖直墙壁的碰撞时间极短，且碰撞时无机械能损失，若B 的右端距墙壁x ＝4 m ，要使A 最终不脱离B ，则木板B 的长度至少多长？解析：设A 滑上B 后达到共同速度v 1前并未碰到竖直墙壁．由动量守恒定律得，mv 0＝(M ＋m )v 1在这一过程中，对B 由动能定理得，μmgx B ＝12Mv 21 解得，x B ＝2 m<4 m ，假设成立．设B 与竖直墙壁碰后，A 和B 的共同速度为v 2.由动量守恒定律得，Mv 1－mv 1＝(M ＋m )v 2由能量守恒定律得，μmgL ＝12mv 20－12(m ＋M )v 22 解得，L ＝8.67 m.答案：8.67 m17. (10分)如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B 相连，B 静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态．另一质量与B 相同的滑块A ，从导轨上的P 点以某一初速度向B 运动，当A 滑过距离l 1时，与B 相碰，碰撞时间极短，碰后A 、B 紧贴在一起运动，但互不粘连．已知最后A 恰好返回出发点P 并停止．滑块A 和B 与导轨的动摩擦因数都为μ，运动过程中弹簧最大形变量为l 2，求滑块A 从P 点出发时的初速度v 0.(取重力加速度为g )解析：令A 、B 质量均为m ，A 刚接触B 时速度为v 1(碰前)，由功能关系，12mv 20－12mv 21＝μmgl 1 碰撞过程中动量守恒，令碰后瞬间A 、B 共同运动的速度为v 2根据动量守恒定律，mv 1＝2mv 2碰后A 、B 先一起向左运动，接着A 、B 一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，设A 、B 的共同速度为v 3，在这一过程中，弹簧的弹性势能在始末状态都为零．根据动能定理，12(2m )v 22－12(2m )v 23＝μ(2m )g (2l 2) 此后A 、B 分离，A 单独向右滑到P 点停下由功能关系得12mv 23＝μmgl 1 联立各式解得v 0＝μg10l 1＋16l 2. 答案：μg 10l 1＋16l 218. (12分)[2014·北京西城]如图所示，一质量M ＝1.0 kg 的砂摆，用轻绳悬于天花板上O 点．另有一玩具枪能连续发射质量m ＝0.01 kg 、速度v ＝4.0 m/s 的小钢珠．现将砂摆拉离平衡位置，由高h ＝0.20 m 处无初速度释放，恰在砂摆向右摆至最低点时，玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆，二者在极短时间内达到共同速度．不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.(1)求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间，砂摆的速度大小v 0；(2)求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间，砂摆的速度大小v 1；(3)第一颗小钢珠射入后，每当砂摆向左运动到最低点时，都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆，并留在砂摆中．当第n 颗小钢珠射入后，砂摆能达到初始释放的高度h ，求n .解析：(1)砂摆从释放到最低点，由动能定理得Mgh ＝12Mv 20 解得，v 0＝2gh ＝2.0 m/s.(2)小钢珠打入砂摆过程，由动量守恒定律得，Mv 0－mv ＝(M ＋m )v 1解得，v 1＝Mv 0－mvM ＋m ≈1.94 m/s.(3)第2颗小钢珠打入过程，由动量守恒定律得，(M ＋m )v 1＋mv ＝(M ＋2m )v 2第3颗小钢珠打入过程，同理(M ＋2m )v 2＋mv ＝(M ＋3m )v 3…第n 颗小钢珠打入过程，同理[M ＋(n －1)m ]v n －1＋mv ＝(M ＋nm )v n联立各式得，(M ＋m )v 1＋(n －1)mv ＝(M ＋nm )v n解得，v n ＝M ＋m v 1＋n －1mvM ＋nm当第n 颗小钢珠射入后，砂摆要能达到初始释放的位置，砂摆速度满足：v n ≥v 0解得，n ≥M ＋m v 1－mv －Mv 0m v 0－v＝4所以，当第4颗小钢珠射入砂摆后，砂摆能达到初始释放的高度．答案：(1)2.0 m/s (2)1.94 m/s (3)4。
2015高考物理(选修3-4)一轮精品复习之综合提升21Word版含答案
1．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹。
现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到() A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些B．与原来不同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些C．只有一条与缝宽相对应的明条纹D．无条纹，只存在一片红光解析：本题中这束红光通过双缝时，产生了干涉现象，说明每一条缝宽都很窄，满足这束红光发生明显衍射的条件，这束红光通过双缝在光屏上形成的干涉图样的特点是：中央出现明条纹，两侧对称出现等间隔的明暗相间的条纹。
而这束红光通过单缝时形成的衍射图样的特点是：中央出现较宽的明条纹，两侧对称出现不等间隔的明暗相间的条纹，且距中央明条纹远的明条纹亮度迅速减小，所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少，本题正确选项是B项。
答案：B2．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天气变黄发暗，这是由于这种情况下()A．只有波长较短的一部分光才能到达地面B．只有波长较长的一部分光才能到达地面C．只有频率较大的一部分光才能到达地面D．只有频率较小的一部分光才能到达地面解析：据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝c/f知，到达地面的光是频率较小的部分。
答案：BD3．对衍射现象的定性分析，不．正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论解析：衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、C正确。
光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的多的情况下，光才看做沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，所以选项D错误。
答案：D4.如图1所示，a是一偏振片，a的透振方向为竖直方向。
2015年高考物理试题分类汇编选修3-5及答案解析word版
2015年高考物理试题分类汇编选修3-5及答案解析word 版目录动量与动量守恒 (1)波粒二象性 原子物理 (4)选修3-5汇总 (7)动量与动量守恒1.（15福建卷）如图，两滑块A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A 的质量为m ，速度大小为2v o ，方向向右，滑块B 的质量为2m ，速度大小为v 0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是____________。
(填选项前的字母)A. A 和B 都向左运动B. A 和B 都向右运动C. A 静止，B 向右运动D. A 向左运动，B 向右运动答案 D2.（15重庆卷）高空作业须系安全带.如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h （可视为自由落体运动）.此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为mg + mg - mg +mg - 【答案】A【解析】试题分析：人下落h 高度为自由落体运动，由运动学公式22v gh =，可知v过程（取向上为正）由动量定理得()0()F mg t mv -=--，解得：F mg =，故选A 。
考点：本题考查运动学公式、动量定理。
3.（15新课标2卷）（10分）滑块a 、b 沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。
两者的位置x 随时间t 变化的图像如图所示。
求：（ⅰ）滑块a 、b 的质量之比；（ⅱ）整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。
【答案】（1）8121=m m ；（2）21=∆E W考点：动量守恒定律；能量守恒定律4.（15新课标1卷）波粒二象性 原子物理1.（15江苏卷）（1）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有_______A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U 是常用的核燃料。
2015高考物理(选修3-5)一轮精品复习之综合提升5Word版
1．(对应要点一)下列说法正确的是()A．惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波，其本质是相同的B．牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的，其实质是相同的C．惠更斯的波动说与牛顿的微粒说都是说光具有波粒二象性D．爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性解析：惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同，前者仍将光看作机械波，认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的，而后者说光波只是电磁波而不是机械波，可以不借助于任何介质而传播，A选项错误。
牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的。
前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的，而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子，它只强调光的不连续性，光是由一份一份组成的，B选项错误。
惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体或模型提出的，是对立的、不统一的。
C选项错误。
据光的波粒二象性知，D选项正确。
答案：D2．(对应要点一)关于光的波粒二象性，正确的说法是()A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越明显B．光的波长越长，光子的能量越小，波动性越明显C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性解析：从光的波粒二象性可知：光是同时具有波粒二象性，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著。
频率高、个数少时粒子性明显，波长长、量大时波动性明显。
答案：ABD3．(对应要点二)关于物质波，下列认识错误的是()A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：根据德布罗意物质波理论可知，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X 射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，故B错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项正确；由电子穿过铝箔的衍射实验知少量电子穿过铝箔后所落的位置呈现出衍射图样以及大量电子的行为表现出电子的波动性，而且干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故D错误。
高中物理选修3-5综合测试题(1)(2)(3)有详细答案word版本
选修3-5综合测试题一1．下列说法中正确的是()A．为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成α粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发现了放射现象D．在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子2．关于下面四个装置说法正确的是()A．图甲实验可以说明α粒子的贯穿本领很强B．图乙的实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释C．图丙是利用α射线来监控金属板厚度的变化D．图丁中进行的是聚变反应3．下列说法正确的是()A．汤姆孙提出了原子核式结构模型B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个E．放射性物质的温度升高，则半衰期减小4．斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。
则以下说法中正确的是()A．爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B．爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西C．爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D．爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆炸前的总动能5．天然放射现象中可产生α、β、γ三种射线。
下列说法正确的是()A．β射线是由原子核外电子电离产生的B．23892U经过一次α衰变，变为23890ThC．α射线的穿透能力比γ射线穿透能力强D．放射性元素的半衰期随温度升高而减小6．一颗手榴弹以v0＝10m/s的水平速度在空中飞行。
设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2kg，沿原方向以250m/s的速度飞去，那么，质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是()A．125m/s，与v0反向B．110m/s，与v0反向C．240m/s，与v0反向D．以上答案均不正确7．如图1所示是研究光电效应的电路。
2015高考物理(选修3-4)一轮精品复习之综合提升47Word版含答案
1．据报道，新型增强型红外夜视镜已经小规模配发给美国陆军，红外夜视镜是利用了() A．红外线波长长，易绕过障碍物的特点B．经外线热效应强的特点C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点D．红外线肉眼不可见的特点解析：红外夜视镜利用了一切物体都在不停地辐射红外线，且温度不同的物体辐射红外线强度不同。
故选C。
答案：C2．下列关于雷达的说法中正确的是()A．雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备B．电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的C．雷达要确定较远物体的位置，使用的是长波段的无线电波D．雷达每次发射无线电波的时间约为10－6 s解析：雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。
电磁波遇到障碍物要反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。
波长短的电磁波，传播的直线性好，有利于用电磁波定位，因此雷达用的是微波。
雷达每次发射无线电波的时间一般不超过1 μs，故选项A、B、D正确，C错误。
答案：ABD3．太阳光通过棱镜时，在竖直放置的屏幕上形成如图1所示的光带。
若将灵敏温度计的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ区域时，在哪个区域上升的示数最大() 图1 A．MN B．NPC．PQ D．无法确定解析：红外线频率低，折射时的偏角最小，因此射到PQ区域，由于红外线热作用强，所以选项C正确。
答案：C4．下列说法正确的是()A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线的显著作用是热作用，紫外线有显著的化学作用C．X射线的贯穿本领比γ射线更强D．在电磁波谱中，X射线与γ射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的解析：干涉和衍射现象是光的波动性的体现，根据发生干涉和衍射现象的条件，显然波长越长越易满足，而γ射线频率最高，波长最短，故A项错。
B项与客观事实一致，正确。
C 项与客观事实相矛盾，容易判断C项错。
对于D项，应认识到射线产生的机理与在电磁波谱中区域重叠是两回事，对电磁波谱的排列是人为的，我们是把射线按波长(频率)的大小排列的，产生这种重叠的根本原因是：原子的内层电子受激发而产生的X射线，也不都是同频率的，同样，原子核受激发而产生的γ射线，也不都是同频率的，于是较高频率的X射线和较低频率的γ射线在电磁波谱中产生了重叠，故D项错误。
选修3-5第一二章复习卷(含答案)
动量定理 动量守恒定律1．动量定理内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。
2．动量定理表达式：F 合t ＝p t －p 0＝m v t －m v 0或I 合＝Δp 。
例1.[多选]如图所示，一质量为m 的滑块沿光滑的水平面以速度v 0运动。
遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度变为12v 0，则以下说法正确的是( ) A ．滑块的动量改变量的大小为12m v 0 B ．滑块的动量改变量的大小为32m v 0 C ．滑块的动量改变量的方向与v 0的方向相反 D ．重力对滑块的冲量为零例2．一质量为m 的铁锤，以速度v 竖直打在木桩上，经过Δt 时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )A.m v Δt ＋mgB.m v Δt －mg C ．mg ·Δt D.m v Δt例3.[多选](全国卷Ⅲ)一质量为2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。
F 随时间t 变化的图线如图所示，则( )A ．t ＝1 s 时物块的速率为1 m/sB ．t ＝2 s 时物块的动量大小为4 kg·m/sC ．t ＝3 s 时物块的动量大小为5 kg·m/sD ．t ＝4 s 时物块的速度为零3．动量守恒定律内容：物体在碰撞时如果系统所受到的合外力为零，则系统的总动量保持不变。
例 4.[多选]如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。
关于上述过程，下列说法中正确的是( )A ．男孩和木箱组成的系统动量守恒B ．小车与木箱组成的系统动量守恒C ．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D ．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同例5．平静的水面上有一载人小船，船和人共同的质量为M ，站立在船上的人手中拿一质量为m 的物体。
起初人相对于船静止，船、人、物体以共同速度v 0前进，当人相对于船以速度u 向相反方向将物体抛出时，人和船的速度为（水的阻力不计）（ ）A ．B ．C ．v 0+D ．v 0+u例6．如图所示，水平地面光滑，轻弹簧一端固定在墙上，另一端拴接质量为m 的小球A ．另一个质量也为m 的小球B 以速度v 0向左运动，与A 碰撞时间极短、且碰后粘在一起。
2015高考物理(选修3-4)一轮精品复习之综合提升20Word版含答案
1．某同学在做双缝干涉实验时，按图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强解析：安装实验器件时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。
当然还要使光源发出的光束不致太暗。
据上述分析可知选项A、C 正确。
答案：AC2．(2012·大纲全国卷)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。
为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有()A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离解析：在双缝干涉实验中，条纹间距公式Δx＝ldλ，可见，干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比。
红光波长大于黄光波长，选项A 正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，则干涉条纹间距增大，选项C正确；增大双缝之间的距离，干涉条纹间距减小，选项D错。
答案：AC3．用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是()A．相邻干涉条纹之间距离相等B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距解析：由于干涉条纹间的距离Δx＝ldλ，相邻干涉条纹之间的距离相等，因为λ红＞λ蓝，所以Δx红＞Δx蓝。
双缝与屏之间的距离越大，干涉条纹间的距离越大，故A正确，B、C、D 均错。
答案：A4．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。
下列说法中正确的有()A．如果增大单缝到双缝间的距离，Δx将增大B．如果增大双缝之间的距离，Δx将增大C．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大解析：公式Δx＝ldλ中l表示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离。
高中物理人教版选修3-5习题 本册综合能力测试题 Word版含答案
本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(山东师大附中2014～2015学年高二下学期检测)下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是导学号 96140512()答案：A解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。
2．如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A 端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。
则下述说法中正确的是导学号 96140513()①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒②若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒③小车的最终速度与断线前相同④全过程系统的机械能不守恒A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④答案：B解析：取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同。
但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒。
3．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是导学号 96140514() A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知X是10n，此核反应属于聚变，A正确B错误。
当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。
4．(河北邢台一中2014～2015学年高二下学期检测)氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是导学号 96140515()A．一个氢原子从n＝4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离C．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n＝4向n＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为2.55eV答案：A解析：根据C24＝6知，一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，它们向较低能级跃迁时可能辐射出6种不同频率的光子，这时动能增大，电势能减小，故A错误；可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，则紫外线的能量高于3.11eV，而n＝3能级的氢原子能量为－1.51eV，因此处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故B正确。
2015届高考物理一轮复习基础知识课件：第2节《波粒二象性》（人教通用版选修3－5）
光电效应实质及发生条件 (1)光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属 表面，从而使金属带上正电。 (2)能否发生光电效应，不取决于光的强度，而是取决于 光的频率。只要照射光的频率大于该金属的极限频率，无论 照射光强弱，均能发生光电效应。
考点二 光电效应方程的应用 1．Ek -ν 曲线 如图2－2甲所示的是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν
[思路点拨] (1)电子吸收光子的能量，需要一定的时间积 累吗？
提示：不需要积累吸收能量的时间。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度有关吗？ 提示：无关。 (3)产生光电效应的条件是什么？ 提示：入射光的频率大于极限频率。
[解析] 光照射到金属表面上到光电子逸出并不需要一定 时间的积累，它们几乎是同时发生的，A 错误；光电子的最大 初动能与入射光的强度无关，而与入射光的频率有关，故 B 错 误；只要入射光频率不变，光电效应一定能发生，D 错误；入 射光的强度减弱，单位时间入射到金属表面的光子数目减少， 因此逸出的光电子数目也减少，C 正确。
第2节 波粒二象性
光电效应及其规律 [记一记] 1．光电效应现象 在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来 的电子叫 光电子 。
2．光电效应的产生条件 入射光的频率 大于 金属的极限频率。 3．用光电管研究光电效应 (1)电路如图2－1所示。
图2－1
(2)光电流与饱和光电流：
①入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积上 的能量。可以理解为频率一定时，光强越大，光子数 越多 。
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用 做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只 有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大 初动能，对于确定的金属，W0是一定的， 故光电子的最大初动能只随入射光的频率增 大而增大
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 第三章 第1讲 原子结构 氢原子光谱 新人教版选修3-5
2. [玻尔理论的跃迁假说][2011· 四川高考]氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 ν1，从能级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 ν2，已知普朗克常量为 h，若氢原子从能 级 k 跃迁到能级 m，则( ) A．吸收光子的能量为 hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为 hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为 hν2－hν1 D．辐射光子的能量为 hν2－hν1
2. 能级
能量值 ． 原子量子化的________ 3. 基态和激发态
基态 ， 其 他 能 量 较 高 的 状 态 叫 原 子 能 量 最 低 的 状 态 叫 _____ ________ 激发态 ．
4. 氢原子的能级和轨道半径
1 E n2 1 (1) 氢原子的能级公式： En ＝ _________ (n ＝ 1,2,3 ， „) ，其
解析：进行光谱分析不能用连续光谱，只能用明线光谱或 吸收光谱，故 A 错；光谱分析的优点是灵敏而迅速，B 正确； 分析某种物质组成可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进 行分析，不是使其发出白光通过另一种物质，故 C 错；月球不 能发光，它只能反射太阳光，故其光谱为太阳光谱，不是月球 的光谱，不能用来分析月球上的元素，D 错．
所以 6.63×10－34×3×108 hc λ＝ ＝ －19 m E4－E3 [－0.85－－1.51]×1.6×10 ≈1.88×10－6 m.
答案：(1)6 (2)第四能级向第三能级 1.88×10－6 m
二、规律方法题组 5. [光谱分析]以下说法正确的是( )
A. 进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱 B. 光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速 C. 分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光 通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析 D. 摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素
2015届高考物理一轮复习各省模拟真题重组汇编选修3-5部分
1．（2014年湖北七市（州）高三年级联合考试）[物理——选修3-5] (15分）（1）．（6分）有关近代物理知识，下列叙述中正确的是（选对一个给3分，选对两个给4 分，选对3个给6分，每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．碘－131的半衰期大约为8天，三个月后，碘－131就只剩下约为原来的1/2000B ．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。
前者表明光子具有能量，后者表明光子具有能量之外还具有动量C ．比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定D ．铀235裂变的方程可能为：235 92U → 137 55Cs ＋8837Rb ＋10 10nE ．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率（2）．（9分）如图所示，质量均为m 的两块完全相同的木块A 、B ，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A 、B 间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)。
让A 、B 以初速度v 0一起从O 点滑出，滑行一段距离后到达P 点，速度变为v 0/2，此时炸药爆炸使木块A 、B 脱离，发现木块B 立即停在原位置，木块A 继续沿水平方向前进。
已知O 、P 两点间的距离为x ，炸药爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：i. 木块与水平地面的动摩擦因数μii.炸药爆炸时释放的化学能答案（1）ABE（2）（9分）解析：设木块与地面间的动摩擦因数为μ，炸药爆炸释放的化学能为E 0从O 滑到P ，对A 、B ，由动能定理得：－μ·2mgx ＝12·2m (v 02)2－12·2mv 20 ………………2分 在P 点爆炸，A 、B 动量守恒：2m v 02＝mv ………………2分 根据能量的转化与守恒：0.5E 0＋12·2m v 204＝12mv 2 ………………2分 解得：μ＝3v 208gx …………1分，E 0＝12·mv 20.…………2分 2．(陕西省西安市高新一中2014届高三第四次模拟) [物理——选修3-5]（1）（5分）为了解决人类能源之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能源，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是A ．23411120H+H He+n −−→ B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n −−→ C ．234234090911Th Pa+e -−−→ D ．238234492902U Th+He −−→（2）（10分）如图所示，一质量为M 的平板车B 放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A ，m ＜M ,A 、B 间动摩擦因数为μ，现给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度v 0,使A 开始向左运动，B 开始向右运动，最后A 不会滑离B ，求：（1）A 、B 最后的速度大小和方向；（2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小。
高考物理大一轮复习配套检测：第十四章 选修3-5 选修3-5模块总结提升 Word版含答案
选修3-5模块总结提升1.(2017·南京学情调研)(1)下列说法中正确的是()A. 结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢,原子核越稳定B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C. 康普顿效应表明光子除了具有能量外还具有动量D. 在光电效应实验中,某金属的截止频率对应的波长为λ0,若用波长为λ(λ>λ0)的单色光做该实验,会产生光电效应(2)如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为12.75eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有种,其中最长波长的光子的频率为Hz.(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,计算结果保留两位有效数字)(3) 1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核N,发生核反应后产生了氧核O和一个新粒子,若核反应前氮核静止,α粒子的速度为6.0×106m/s,核反应后氧核的速度大小是2.0×106 m/s,方向与反应前的α粒子速度方向相同.①写出此核反应的方程式.②求反应后新粒子的速度大小.2.(2016·十三大市模考重组改编)(1)下列说法中正确的是()A. 电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性B. 为了解释黑体辐射规律,普朗克提出了能量量子化的观点C. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时将放出光子D. 光电效应现象中存在极限频率,导致含有光电管的电路存在饱和电流(2)“正电子湮没”是指正电子与电子相遇后一起消失而放出光子的过程.若一个电子和一个正电子相撞发生湮灭转化成一对光子,正、负电子的质量均为m,相碰前动能均为E k,光速为c,普朗克常量为h,则对撞过程中系统动量(填“守恒”或“不守恒”),光子的频率为.(3)在Hne反应过程中,①若质子是静止的,测得正电子动量为p1,中子动量为p2,p1、p2方向相同,求反中微子的动量p.②若质子质量为m1,中子质量为m2,电子质量为m3,m2>m1.要实现上述反应,反中微子能量至少是多少?(真空中光速为c)3.(2016·江苏卷)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是()A. CNeB. UnIY+nC. HHHenD. HeAlPn(2)已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为ν的光子的动量为.用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为. (3)几种金属的逸出功W0,见下表:金属钨钙钠钾铷W0/(×10-19 J)7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应.已知该可见光的波长范围为4.0×10-7~7.6×10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.4.(2015·江苏卷)(1)波粒二象性是微观世界的基本特征,下列说法中正确的有()A. 光电效应现象揭示了光的粒子性B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电U是核电站常用的核燃料U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分,并产生个中子.要使链式反应发生,裂变物质的体积要(填“大于”或“小于”)它的临界体积.(3)取质子的质量m p=1.672 6×10-27kg,中子的质量m n=1.674 9×10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg,光速c=3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)选修3-5模块总结提升1.(1) BC(2) 61.6×1014(3)① NHeOH②设α粒子的质量为m1,速度为v1,氧核的质量为m2,速度为v2,新粒子的质量为m3,速度为v3,根据动量守恒定律得m1v1=m2v2+m3v3,代入数据得v=1.0×107 m/s.2.(1) AB(2)守恒(3)见解析【解析】(1)电子的衍射是物质波的体现,说明实物粒子具有波动性,A项正确;普朗克通过能量量子化思想解释了黑体辐射,B项正确;半径越大,能级越高,从低能级向高能级跃迁需要吸收光子,C项错误;一种色光光强一定,光子数就一定,导致含有光电管的电路存在饱和电流,D 项错误.(2)对撞过程中可认为系统不受外力,满足动量守恒条件;根据质能方程和能量守恒定律有2hν=2mc2+2E k,得出ν=.(3)①由动量守恒定律p=p1+p2.②由能量守恒,反中微子能量最小时E+m1c2=(m2+m3)c2,最小能量E=(m2+m3-m1)c2.3.(1) A(2)2(3)见解析【解析】(1)衰变是原子核自发的反应,不需要其他粒子来撞击,A项是衰变方程,B、C、D选项是核反应方程.(2)根据光子的动量公式λ=得出p===.动量是矢量,光子反射时动量的变化大小为Δp=2p=2.(3)光子的能量E=,取λ=4.0×10-7 m,则E≈5.0×10-19 J.根据E>W0判断,钠、钾、铷能发生光电效应.4.(1) AB(2) 3大于(3)见解析【解析】(1)光电效应说明光具有粒子性,A项正确;热中子束射到晶体上产生衍射图样说明物质波的存在,B项正确;黑体辐射的实验规律用经典理论无法解释,只能用普朗克的能量子假说来解释,C项错误;根据λ==得出动能相同的质子和电子,质子的质量大,德布罗意波长短,D项错误.(2)裂变方程为UnBaKr+n,根据质量数和电荷数守恒得出x=3;要使链式反应能发生,铀块的体积要大于临界体积,铀块质量要大于临界质量.(3)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm=(2m p+2m n)-mα,结合能ΔE=Δmc2,代入数据得ΔE=4.3×10-12 J.。
2015届高考物理一轮复习各省模拟真题重组汇编选修3-5部分
1．（2014年湖北七市（州）高三年级联合考试）[物理——选修3-5] (15分）（1）．（6分）有关近代物理知识，下列叙述中正确的是（选对一个给3分，选对两个给4 分，选对3个给6分，每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．碘－131的半衰期大约为8天，三个月后，碘－131就只剩下约为原来的1/2000B ．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。
前者表明光子具有能量，后者表明光子具有能量之外还具有动量C ．比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定D ．铀235裂变的方程可能为：235 92U → 137 55Cs ＋8837Rb ＋10 10nE ．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率（2）．（9分）如图所示，质量均为m 的两块完全相同的木块A 、B ，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A 、B 间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)。
让A 、B 以初速度v 0一起从O 点滑出，滑行一段距离后到达P 点，速度变为v 0/2，此时炸药爆炸使木块A 、B 脱离，发现木块B 立即停在原位置，木块A 继续沿水平方向前进。
已知O 、P 两点间的距离为x ，炸药爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：i. 木块与水平地面的动摩擦因数μii.炸药爆炸时释放的化学能答案（1）ABE（2）（9分）解析：设木块与地面间的动摩擦因数为μ，炸药爆炸释放的化学能为E 0从O 滑到P ，对A 、B ，由动能定理得：－μ·2mgx ＝12·2m (v 02)2－12·2mv 20 ………………2分 在P 点爆炸，A 、B 动量守恒：2m v 02＝mv ………………2分 根据能量的转化与守恒：0.5E 0＋12·2m v 204＝12mv 2 ………………2分 解得：μ＝3v 208gx …………1分，E 0＝12·mv 20.…………2分 2．(陕西省西安市高新一中2014届高三第四次模拟) [物理——选修3-5]（1）（5分）为了解决人类能源之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能源，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是A ．23411120H+H He+n −−→ B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n −−→ C ．234234090911Th Pa+e -−−→ D ．238234492902U Th+He −−→（2）（10分）如图所示，一质量为M 的平板车B 放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A ，m ＜M ,A 、B 间动摩擦因数为μ，现给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度v 0,使A 开始向左运动，B 开始向右运动，最后A 不会滑离B ，求：（1）A 、B 最后的速度大小和方向；（2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小。
2015高考物理(选修3-5)一轮精品复习之综合提升28Word版含答案
1．玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( )A ．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量B ．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C ．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D ．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析：A 、B 、C 三项都是玻尔提出来的假设。
其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。
原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。
答案：ABC2．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )A ．核外电子受力变小B ．原子的能量减少C ．氢原子要吸收一定频率的光子D ．氢原子要放出一定频率的光子解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故A 、C 错，B 、D 正确。
答案：BD3．(2012·江苏高考)如图1所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光。
在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )图1图2解析：根据玻尔的原子跃迁公式h cλ＝E m －E n 可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E3－E1，辐射光的波长a最短，能量差值最小的是E3－E2，辐射光的波长b最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a、c、b，C 正确。
答案：C4．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()图3A．40.8 eV B．43.2 eVC．51.0 eV D．54.4 eV解析：要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B选项不满足条件。
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 第二章 波粒二象性 新人教版选修3-5
解析：设该金属的截止频率为 ν0，则该金属的逸出功 W0 hc c ＝hν0＝ ；对光电子，由动能定理得 eUc＝h －W0，解得 Uc λ0 λ hc λ0－λ ＝ · . e λλ0
hc 答案： λ0 hc λ0－λ · e λλ0
考点2 光电效应的图象分析对比
考点解读：
图象名称 最大初动能Ek 与入射光频率 ν的关系图线 颜色相同、强 度不同的光， 光电流与电压 的关系 图线形状 由图线直接(间接得到的物理量) ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐 标ν0②逸出功：图线与Ek轴交点的 纵坐标的值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点 ②饱和光电流Im：电流的最大值 ③最大初动能：Ekm＝eUc
3. 光电效应规律
(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_____ 大于 等
于这个极限频率才能产生光电效应．低于这个频率的光不能产 生光电效应． (2) 光电子的最大初动能与入射光的 ______ 强度 无关，只随入射 增大 ． 光频率的增大而_____ 几乎是瞬时 的，一般不超过10－9 s. (3)光电效应的发生______________ (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与 正比 入射光的强度成_____.
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eU.
(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.
02典例突破知规律
考点 1 光电效应规律的理解深化 考点解读：区分光电效应中的五组概念 1. 光子与光电子 光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光 电子是指金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电 效应的因，光电子是果．
(1)光电子的最大初动能只随入射光________的
2015年高考物理试题分类解析(14)选修3-5-动量、原子物理(Word版)
2015年高考物理真题分类汇编：动量专题(2015新课标I-35（2）).【物理—选修3-5】（10分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间。
A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。
设物体间的碰撞都是弹性的。
【答案】（– 2）M m < M【考点】动量、动量守恒定律及其应用；弹性碰撞和非弹性碰撞；机械能守恒定律及其应用【解析】A向右运动与C发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的却是守恒、机械能守恒，设速度方向向右为正，开始时A的速度为v0 ,第一次碰撞后C的速度为v c ,A的速度为v A1 ,由动量守恒定律和机械能守恒得：mv0 = mv A1 + Mv c1·········○1(2分)mv02 = mv A12 + Mv C12········○2(2分)联立○1○2式得：v A1 = v0 ······○3(1分)V C1 = v0·······○4(1分)如果m>M ，第一次碰撞后，A与C 速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B 发生碰撞；如果m = M ，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右运动，A不可能与B发生碰撞，所以只需要考虑m < M的情况。
第一次碰撞后，A反向运动与B发生碰撞，设与B发生碰撞后，A的速度为v A2,B的速度为v B1，同样有：v A2 = v A1 = ()2v0·········○5(1分)根据题意，要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有：v A2v C1·······○6(1分)联立○4○5○6式得：m2 + 4mM – M20 ·········○7(1分)解得：m （– 2）M ········○8(1分)另一解m -（+ 2）M舍去，所以m和M应满足的条件为：（– 2）M m < M ·······○9(1分)【2015新课标II-35】（2）（10分）滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。
2015届高三物理一轮复习模块综合检测(人教版选修3-5)
模块综合检测(满分：100分时间：90分钟)一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分．每小题至少有一个选项正确．)1．(2013·德州高二检测)下列说法中正确的是()A．在原子核反应中，反应前后质子数、中子数、电子数都是守恒的B．玻尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的C．核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力比库仑力大得多D．光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型【解析】天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，核反应过程质量数和电荷总数不变，但反应前后的质子数、中子数、电子数可能会发生变化，A 项不正确；玻尔为解释氢原子光谱，提出了玻尔原子模型，即电子轨道的量子化和原子能量的量子化，B项正确；核力是原子核内的核子之间的强相互作用，核力是短程力，在原子核内比库仑力大得多，C项正确；α粒子散射实验证明了原子核式结构模型，而光电效应说明光的粒子性，D项不正确．【答案】BC2．图1所示的四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()(甲)(乙)(丙)(丁)图1A．图(甲)：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．图(乙)：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C．图(丙)：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图(丁)：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性【解析】图(甲)为黑体辐射的实验规律，为了解释这一实验规律，提出能量子概念，A选项正确；图(乙)为氢原子的能级图，氢原子处于不同能级间跃迁时辐射或吸收一定频率的光子，B选项是正确的；图(丙)是α粒子散射实验结果，证明了原子的核式结构，C项不正确；图(丁)是电子束通过铝箔后的衍射图样，说明了电子的波动性，D项不正确．【答案】AB图23．如图2所示，竖直墙壁两侧固定着两轻质弹簧，水平面光滑，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把小球和弹簧视为一个系统，则小球在运动过程中() A．系统的动量守恒，动能守恒B．系统的动量守恒，机械能守恒C．系统的动量不守恒，机械能守恒D．系统的动量不守恒，动能守恒【解析】小球与弹簧组成的系统在小球与弹簧作用的时间内受到了墙的作用力，故系统动量不守恒．系统只发生动能和弹性势能的相互转化，故机械能守恒，选项C正确．【答案】 C4．(2013·天津高考)下列说法正确的是()A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【解析】根据原子核的衰变规律、放射线的性质、玻尔理论和光电效应规律解决问题．原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项A错误；α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项B错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足hν＝E m－E1，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程E k m＝hν—W知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D错误．【答案】 C5．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电荷量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是() A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成【解析】氢原子是中性的，由一个质子和一个电子构成，其反氢原子也是中性的，应是由一个带负电的质子和一个带正电的电子构成的，B正确．【答案】 B6．光子的能量是hν，动量的大小为hν/c.如果一个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时只发出一个γ光子．则衰变后的原子核()A．仍然静止B．沿着与光子运动方向相同的方向运动C．沿着与光子运动方向相反的方向运动D．可以向任何方向运动【解析】放射性元素发生衰变时除满足质量数、电荷数守恒外还需满足动量守恒，因此一个静止的放射性元素的原子核发出一个γ光子后，衰变后的原子核必沿着与光子运动方向相反的方向运动．故C正确．【答案】 C7．下列说法正确的是()A．光的频率越低，其粒子性越显著B．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波C．物质波理论告诉我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大【解析】光的频率越高，粒子性越显著；A错．光波不同于宏观概念中的波，它是一种概率波，B正确；任何运动的微观粒子都对应一定的波长，都具有波粒二象性，C正确；在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，位置不确定量变小，由Δx·Δp≥h4π，则光子动量的不确定量变大，D正确．【答案】BCD8．氢原子能级示意图如图3所示，一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的过程中()图3A．放出三种频率不同的光子B．放出六种频率不同的光子C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD．放出的光能够使逸出功为13.0 eV的金属发生光电效应【解析】氢原子由高能级跃迁到低能级时会辐射光子，由n＝4能级回到n ＝1的过程中会放出6种频率的光子，选项A错，B正确；而光子的能量等于跃迁的两能级间的能量的差值，最小为n＝4跃迁到n＝3时，为0.66 eV；最大为n＝4跃迁到n＝1时，为12.75 eV，选项C正确；发生光电效应的条件是入射光子的能量大于金属的逸出功，所以选项D错误．【答案】BC9．甲的质量为50 kg，乙的质量为25 kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的．两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1 m/s，乙的速率为0.2 m/s.假设互推的时间为0.01 s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述哪一项正确()A．甲、乙所受的平均堆力均为500 N，方向相反B．甲、乙所受的平均堆力均为250 N，方向相反C．甲受的平均推力500 N，乙受的平均推力250 N，方向相反D．甲受的平均堆力250 N，乙受的平均堆力500 N，方向相反【解析】对甲应用动量定理得：F甲·Δt＝m甲v甲－0，解得：F甲＝500 N，由牛顿第三定律可知，乙对甲的推力也为500 N，方向与F甲相反，故A正确．【答案】 A10．一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x，假设他站立在船头要跳上距离在L远的平台上，水对船的阻力不计，如图4，则()图4A．只要L<x，他一定能跳上平台B．只要L<x，他有可能跳上平台C．只要L＝x，他一定能跳上平台D．只要L＝x，他有可能跳上平台【解析】若立定跳远时，人离地时速度为v，如题图从船上起跳时，人离船时速度为v′，船的速度为v船′，由能量守恒E＝12m v2知，E＝12m v′2＋12m v′2船，所以v′<v，人跳出的距离变小，所以B正确．【答案】 B二、非选择题(本题共6小题，共50分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(8分)如图5所示，在验证碰撞中动量守恒的实验中，实验要证明的是动量守恒定律的成立，即m1v1＝m1v1′＋m2v2′.图5(1)按这一公式的要求，需测量两小球的质量和它们碰撞后的水平速度，但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离．这是由于小球碰撞后做________运动，各球下落高度相同，因而它们的________也是相同的，可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度．(2)实验时，质量分别为m1、m2的球半径大小均为r，且都已知，要完成这个实验，必须补充的测量工具还有________．(3)由于偶然因素的存在，重复操作时小球落点不完全重合是正常的，落点(如P点)的确定办法是________．(4)用图中的符号来表示A、B两小球碰撞过程中动量守恒的表达式是______________________．(5)两球质量应满足m1________m2.【解析】 两小球做平抛运动的抛出点位置是不相同的，入射小球做平抛运动的抛出点在斜槽的末端，被碰小球做平抛运动的抛出点位置在支柱上，两者相距2r . 两小球做平抛运动，运动时间相同，在动量守恒式子m 1v 0＝m 1v 1′＋m 2v 2′两边同乘以飞行时间，即有m 1x 0＝m 1x 1′＋m 2x 2′.式中x 0＝OP ，x 1′＝OM ，x 2′＝ON －2r ，所以有m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2(ON －2r )．为了防止入射小球碰撞后反弹造成误差，入射小球的质量应大于被碰小球的质量．【答案】 (1)平抛 飞行时间 (2)毫米刻度尺(3)用半径尽量小的圆把多次落点圈住，这个圆的圆心就是小球落点的平均位置 (4)m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2(ON －2r ) (5)大于12．(8分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝h p ，式中p 是运动着的物体的动量，h 是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm ，若将电子加速，使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的10－4倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，加速电压的计算结果取一位有效数字．【解析】 (1)λ＝h p ，电子的动量p ＝h λ＝6.63×10－344.4×10－11kg·m/s ＝1.5×10－23kg·m/s.(2)电子在电场中加速，有eU ＝12m v 2 U ＝m v 22e ＝h 22meλ2＝8×102V .【答案】 (1)1.5×10－23kg·m/s (2)8×102V13．(8分)天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90 Th)和另一种原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92U)的速度为v ，衰变产生的钍(234 90 Th)速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．【解析】 (1) 238 92U →234 90 Th ＋42He.(2)设另一新核的速度为v ′，原子单位质量为m ，由动量守恒定律得238m v ＝234m v 2＋4m v ′解得v ′＝1214v .【答案】 (1) 238 92U →234 90 Th ＋42He (2)1214v14．(8分)氢原子的能级如图6所示，有一群处于n ＝4能级的氢原子，如果原子由n ＝2向n ＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料发生光电效应，则：(1)这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属发生光电效应？(2)从能级n ＝4向n ＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为多少？图6【解析】 (1)处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时可发出6种频率的光，其中能量大于等于10.2 eV 的光有3种，所以有3种频率的光能够使该金属发光电效应．(2)从n ＝4跃迁到n ＝1发出光子的能量ΔE ＝E 4－E 1＝12.75 eV ，该金属的逸出功W ＝E 2－E 1＝10.2 eV ，根据光电效应方程ΔE ＝E km ＋W 可知，光电子最大初动能E km ＝ΔE －W ＝2.55 eV .【答案】 (1)3条 (2)2.55 eV15．(8分)静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×106m/s 的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核(42He)，它的速度大小是8.0×106m/s ，方向与反应前的中子速度方向相同．(1)写出此核反应的方程式；(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；(3)此反应过程中是否发生了质量亏损？并说明依据．【解析】 (1)63Li ＋10n →42He ＋31H.(2)用m1、m2和m3分别表示中子(10n)、氦核(42He)和氚核的速度，由动量守恒定律得m1v1＝m2v2＋m3v3代入数值，得v3＝－8.1×106m/s即反应后生成的氚核的速度大小为8.1×106m/s方向与反应前中子的速度方向相反．(3)反应前的总动能E1＝12m1v21＝12×1×1.66×10－27×(7.7×106)2J＝4.92×10－14J反应后的总动能E2＝12m2v22＋12m3v23＝12(4×1.66×10－27×8.02×1012＋3×1.66×10－27×8.12×1012)J＝3.76×10－13J因为E2>E1，故可知反应中发生了质量亏损．【答案】(1)63Li＋10n→42He＋31H(2)8.1×106m/s方向与反应前中子的速度方向相反(3)因为反应后粒子的总动能大于反应前粒子的总动能，故可知反应中发生了质量亏损．16．(10分)如图7所示，质量M为4 kg的平板小车静止在光滑的水平面上，小车左端放一质量为1 kg的木块，车的右端固定一个轻质弹簧．现给木块一个水平向右的10 N·s的瞬间冲量，木块便沿车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并恰好能达到小车的左端，求：图7(1)弹簧被压缩到最短时平板车的速度v；(2)木块返回小车左端时的动能E k；(3)弹簧获得的最大弹性势能E pm.【解析】(1)设木块的初速度为v0，由动量定理有：I＝m v0，得v0＝10 m/s(方向向右)．当弹簧被压缩到最短时，木块和小车速度相等．对于木块和小车构成的系统，水平方向动量守恒．所以有：m v0＝(M＋m)v，解得v＝2 m/s(向右)．(2)木块与弹簧碰后相对小车向左运动，当木块相对小车静止时，木块相对小车到达左边最远点．因此木块恰能到小车的左端时，两者同速．由动量守恒可知此时v 块＝v 车＝2 m/s.木块的动能E k ＝12m v 2块＝2 J.(3)木块往返过程中克服摩擦力做功，系统损失的机械能为ΔE ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2＝40 J.考虑木块开始运动到弹簧压缩到最短的过程，系统克服摩擦力做功损失的机械能为12ΔE ＝20 J ．对这个过程由能量转化与守恒定律有：12m v 20＝12(M ＋m )v 2＋12ΔE ＋E pm ，解得弹簧压缩到最短时获得的最大弹性势能E pm ＝20 J.【答案】 (1)2 m/s ，方向向右 (2)2 J (3)20 J。
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(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。
在四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得7分，选不全的得3分，有错选或不选的得0分)
1．能正确解释黑体辐射实验规律的是( ) A ．能量的连续经典理论 B ．普朗克提出的能量量子化理论 C ．以上两种理论体系任何一种都能解释 D ．牛顿提出的能量微粒说
解析：根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 正确。
答案：B
2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 为普朗克常量，该激光器每秒钟发射的光子数为( )
A.λP
hc B.hP λc C.cPλh
D ．λPhc
解析：每个光量子的能量ε＝hν＝hc λ，每秒钟发射的总能量为P ，则n ＝P ε＝λP
hc ，A 正确。
答案：A
3．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b 处，则b 处可能是( )
A ．亮纹
B ．暗纹
C ．既有可能是亮纹也有可能是暗纹
D ．以上各种情况均有可能
解析：按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b 点，故b 处一定是亮纹，选项A 正确。
答案：A
4．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。
下列事实中突出体现波动性的是( )
A ．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B ．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C．质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
解析：光子照射到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，故A不正确；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光具有波动性，故B正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，所以看到小球的轨迹，故C不正确；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，故D正确。
答案：BD
5．如图1所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射
光频率ν的关系图象，由图象可知()
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν0 图1
C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
解析：题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，选项B正确。
根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A正确，而选项C、D错误。
答案：AB
6．研究光电效应规律的实验装置如图2所示，以频率为ν的光
照射光电管阴极K时，有光电子产生。
由于光电管K、A间加的是反
向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。
光电流i
由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示
数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0。
在图3所示的表
示光电效应实验规律的图象中，正确的是()图2
图3
解析：反向电压U 和频率ν一定时，光电流i 与光电子数目成正比，光电子数与入射光强成正比，故A 正确。
由E k ＝hν－W 和eU 0＝E k ，U 0＝hνe －W
e ，故U 0与频率ν不成正比，B 错误。
光电流随反向电压U 的增大而减小，反向电压等于截止电压U 0时，光电流为零，故C 正确。
光电子的产生是瞬时的，D 正确。
答案：ACD
7．在X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。
已知阳极与阴极之间的电势差U 、普朗克常量h 、电子电荷量e 和光速c ，则可知该X 射线管发出的X 光的( )
A ．最短波长为c
eUh
B ．最长波长为h c
eU
C ．最小频率为eU
h
D ．最大频率为eU
h
解析：由动能定理知加速电场对电子所做的功等于电子动能的增量。
由题意知光子的最大能量等于电子的动能，则有：hνm ＝eU ，故X 光的最大频率νm ＝eU
h ，D 选项正确。
X 光的最小波长为：λ＝c νm ＝ch
eU ，A 选项错误。
因光子的最小能量无法确定，所以X 光子的最小频率
和最长波长无法确定。
答案：D
二、填空题(本题共4小题，共36分，将答案填在题中横线上或按要求作答)
8．(9分)一单色光在某种液体中的传播速度是2.0×108 m/s ，波长为3.0×10－
7 m ，已知
锌的逸出功是5.35×10－19
J ，用这种单色光照射锌时________(填“能”或“不能”)发生光电
效应。
解析：设W 0＝5.35×10
－19
J ，由v ＝λν可得
ν＝v λ＝2.0×1083.0×10
－7 Hz ＝23×1015
Hz
ε＝hν＝6.63×10
－34
×23
×1015 J ＝4.42×10－
19 J 因为ε＜W 0，所以不能发生光电效应。
答案：不能
9．(9分)(2012·江苏高考)A 、B 两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E A 、E B 。
则A 、B 两种光子的动量之比为________，该金属的逸出功为________。
解析：光子能量ε＝hν，动量p ＝h λ，且ν＝c λ 得p ＝ε
c ，则p A ∶p B ＝2∶1。
A 照射时，光电子的最大初动能E A ＝εA －W 0，同理，E
B ＝εB －W 0 解得W 0＝E A －2E B 。
答案：2∶1 E A －2E B
10．(9分)α粒子在匀强磁场中沿半径r ＝0.83 m 的圆周做匀速圆周运动，磁场的磁感应强度为0.25 T ，则α粒子的德布罗意波的波长为________ m 。
(α粒子的电荷量为2e )
解析：α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，即m v 2
r ＝q v B ，p ＝m v ＝qBr ＝2eBr ，
代入数值得p ＝0.664×10－19
kg·m/s ，
α粒子的波长
λ＝h p ＝6.626×10－
34
0.664×10
－19 m ＝1.0×10－14 m 。
答案：1.0×10
－14
11．(9分)原子核的半径为10－15
m ，则核内质子的动量不确定范围Δp ≥________ kg·m/s ；
如果电子被限制在核内，那么电子的动量不确定范围Δp ≥________ kg·m/s 。
解析：设质子的位置不确定范围等于原子核的半径，即Δx ＝10－15
m ，
由不确定关系公式Δx ·Δp ≥
h
4π
， 得Δp ≥h 4πΔx
＝5.3×10－
20 kg·m/s 。
同理，电子被限制在核内，动量的不确定范围与质子一样为： Δp ≥5.3×10
－20
kg·m/s 。
答案：5.3×10
－20
5.3×10
－20
三、计算题(本题共1小题，共15分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
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)
12．(15分)如图4所示，相距为d 的两平行金属板A 、B 足够大，板间电压恒为U ，有一
波长为λ的细激光束照射到B 板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B 的逸出功为W ，电子质量为m ，电荷量为e 。
求：
(1)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子，到达A 板时的动能； (2)光电子从B 板运动到A 板时所需的最长时间。
图4
解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，光子的频率为ν＝c
λ。
所以，光电子的
最大初动能为E k ＝
hc
λ
－W 。
能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，
所以E k1＝eU ＋hc
λ－W 。
(2)能以最长时间到达A 板的光电子，是离开B 板时的初速度为零或运动方向平行于B 板的光电子。
则d ＝12at 2＝Uet 22dm ，得t ＝d
2m Ue 。
答案：(1)eU ＋hc
－W (2)d
2m Ue。