最新人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套
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最新人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套模块检测（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）1. 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a 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. 2. 下列应用屮把放射性同位素作为示踪原子的是（）A. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C. 利用射线探伤法检查金属屮的砂眼和裂纹D. 给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131,诊断甲状腺的器质性和功能性疾病答案ABD解析 利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用Y 射线贯穿能力强的特点，因此C 选项不属于示踪原子的应用，A 、B 、D 都是作为示踪原子，故A 、B 、D 正确.D.MWi r-K 射的光经：梭傥 分光后•呈现线状光说 C.轰击金侑的a 粒产中竹少数运动方向发生较大何转 B.俳板诫萦外线射対 右电子逸出，但被町见 比照射时没右电子逸出A. X 射线被石星敷射后部分披长増大3.关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（）A.利用a粒子散射实验可以估算原子核的半径B.利用a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.4.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乂把这部分能量以电磁波的形式释放岀来，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13.6 eV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.5.图1红宝石激光器的工作物质红宝石含有洛离子的三氧化二铝晶体，利用其中的珞离子产生激光.珞离子的能级图如图1所示，&是基态，场是亚稳态，艮是激发态，若以脉冲気灯发出的波长为21的绿光照射晶体，处于基态的钻离子受到激发而跃迁到然后自发地跃迁到Q，释放波长为局的光子，处于亚稳态Q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（）答案A解析 由题意知E 3—E ]=hY®E 3-E 2=h~^®E2-E\=叱③由①②③式解得Q 令分故A 选项正确.5. 下列说法正确的是（）A. 相同频率的光照射到不同的金属上，逸出功越大，出射的光电子最大初动能越小B. 社核常Th,衰变成镁核彳孟Pa,放出一个中子，并伴随着放出Y 光子C. 根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小D. 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定答案AD解析 牡核衰变的核反应方程式为常Th —常pa+.c,选项B 错误；氢原子辐射出一个光 子后能量减小，核外电子轨道半径减小，由°=密，核外电子运动的加速度增大，选项C 错误；故只有选项A 、D 正确.6. （2014-江西吉安高二期末）2011年，日本发生9级地震，福岛笫一核电站严重受损，大量 放射性艳咯Cs 和碘咯1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C.放射性碘咯I 发生B 衰变的核反应方程为咯I —哦Xe+一匕D?盘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 7 535久］*2 •久 2_2| B. 久I 人2 久1_久D. 久2_久1I /I 2 B.铀核裂变的一种可能核反应是囁UCs+芻 Rb + 2$n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"，然后用卷尺测出 船长厶.已知他的自身质量为加，渔船的质量为（m （L +d ）tn （厶—d ） A. ------ ; ----- B.--------- ; ----- 答案B解析 设该同学在/时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间內的平均 动量大小相等，即〃?节=,诺，又s 人=L —d, 得 .9.图3如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为加和〃?的力、3两滑块，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（）A. 两滑块的动能之比£剧:E^=\ : 2B. 两滑块的动量大小之比刃：PB =2 : 1C. 两滑块的速度大小Z 比血：5=2 : 1D. 弹簧对两滑块做功之比W A : W B =\ : 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；m A v A =m Ii v lif 故 V A : O B = M B : 1 ： 2, C 项错误；由 得 EkJ : EkB=~^=^, A 项正确；由 W= △mL V D. m (L+d) L 图2Ek知W A : W B=E kA : E kB=\ : 2, D 项错误.10.静止的氯核囁Rn放;12粒子后变为针核噹Po, a粒子动能为从.若衰变放出的能量全部变为反冲核和a粒子的动能.真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为（）4 E GA•丽•庄B. 0小222 Ea"218 EaC•丽* °方答案C解析由于动量守恒，反冲核和a粒子的动量大小相等，由垛=朽8需，它们的动能之比为4 ：218,因此衰变释放的总能量是緊•民，由质能方程得质量亏损是緊•号.二、填空题（共3小题，共18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、查徳威克等科学家在原子结构或原子核的研究方血做出了卓越的贡献.请选择其屮的两位，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4为三种射线在同一磁场屮的运动轨迹，请从三种射线屮任选一种，写出它的名称和一•种用途.图4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Y射线，利用Y射线的贯穿本领，工业用来探伤解析（1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就）.玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律（或其他成就）.查德威克发现了中子(或其他成就).(2)1为a射线；利用a射线的电离作用消除有害静电.或：2为Y射线；利用Y射线很强的贯穿本领，工业用来探伤.或：3为B射线；利用B射线自动控制铝板厚度.12.(6分)如图5所示，这是工业生产屮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、电磁继电器等儿部分组成.⑵光控继电器的原理是：当光照射光电管时(1)示意图中，。
3-5综合(1)(2)(3)答案
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．在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子D．玛丽·居里首先发现了放射现象2．关于图中四个装置说法正确的是()A．甲实验可说明α粒子的贯穿本领很强B．乙实验可用爱因斯坦的质能方程解释C．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。
人教版高中物理选修3-5 综合 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是()A．v1＝v2B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41D．v1∶v2＝41∶832.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零3.在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)()A．变大B．变小C．不变D．无法判定4.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的同一物体由静止开始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至顶端．第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，两次所用时间相同，则在这两个过程中()A．F1做的功比F2做的功多B．第一次物体机械能的变化较多C．第二次合外力对物体做的功较多D．两次物体动量的变化量相同5.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化．若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中n叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝3状态时其强度为I，则在n＝2状态时等效电流强度为()A．IB．IC．ID．I6.下列说法正确的是()A．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－10mB．放射性元素的半衰期随浓度增大而变长C．原子核的结合能越大，原子核越稳定D．β射线来源于原子核．具有中等的穿透能力7.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射8.根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是()A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1＋m2－m3)c29.图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是()A．B．C．D．10.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，以下说法正确的是()A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增加D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果11.向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图所示的电流(从右侧看)，电子的偏转方向为()A．向上B．向下C．向左D．向右12.下列说法正确的是()A．H＋H→He＋n是裂变反应方程式B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是聚变反应方程式C．Na→Mg＋e是β衰变，β粒子实质是从原子核外放出的电子D．Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成13.下列关于α粒子的说法正确的是()A．物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验说明了原子核内部有复杂的结构B．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为X→Y＋HeC．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的实质是一个中子转化为一个质子和电子D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强14.氢原子能级如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a 光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是()A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的C．从n＝4能级向n＝1能级跃迁时发出的D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的15.下列关于光电效应的说法正确的是()A．普朗克利用量子理论成功解释了光电效应现象B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功不相同，因此不同金属材料的极限波长也不相同第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图2所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.图2图3(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(选填“A”或“B”)是与纸带甲的________(选填“左”或“右”)端相连．(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图14所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中．现将B竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触．取g＝10 m/s2，空气阻力不计．求：图14(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．19.氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)答案解析1.【答案】D【解析】根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v.2.【答案】B【解析】人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I－mgΔt＝Δmv＝mv，故地面对人的冲量为mv＋mgΔt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，B正确．3.【答案】C【解析】相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体水平方向的速度和船的速度相同，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船的速度不变．4.【答案】D【解析】利用公式x＝at2，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v＝at，t相同，则物体到达斜面顶端时速度相同，动能相同，则动能变化量相同，根据动能定理知，合外力做功相等．由图示分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，F1做的功比F2做的少，故A、C错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，B错误；两种情况下，物体的加速度相同，所受合外力相同，由动量定理知两次物体动量的变化量相同，D正确．5.【答案】C【解析】根据，k＝mr解得T＝2π，n＝2和n＝3轨道半径之比为4∶9，则n＝2和n＝3两个轨道上的周期比为8∶27，根据I＝知，电流比为27∶9，所以在n＝3状态时其强度为I，则n＝2状态时等效电流强度为I，C正确，A、B、D错误．6.【答案】D【解析】α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－15m，故A错误；放射性元素的半衰期不随环境的变化而变化，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个时释放出来的，具有中等的穿透能力，故D正确．7.【答案】C【解析】光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于等于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误；又因ν＝，所以选项C正确．8.【答案】D【解析】半衰期是由原子核内部结构决定的，与化学、物理性质无关，故A错．β衰变是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，故C错．氢核和中子结合成氘核放出的能量为(m1＋m2－m3)c2，故D正确．放射性使人们认识到原子核有复杂结构，B错．9.【答案】D【解析】α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有D正确，A、B、C错误．10.【答案】A【解析】α粒子发生大角度偏转，是因为受到原子核的库仑斥力，电子对α粒子的作用力可以忽略不计．故A正确，D错误．在散射的过程中，电场力先做负功再做正功，则动能先减小再增大，而电势能先增大再减小，B、C错误．11.【答案】A【解析】根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确．12.【答案】D【解析】H＋H→He＋n是属于轻核的聚变反应方程，故A错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是属于重核的裂变反应方程，故B错误；Na→Mg＋e是β衰变，但β粒子实质是从原子核中子转变成质子而放出的电子，故C错误；Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成，故D正确．13.【答案】B【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构．故A错误；α粒子是氦的原子核，其组成为2个质子和2个中子，所以α衰变时，中子数减少2，质子数减少2.故B正确；β衰变产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，不是α衰变．故C错误；α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．14.【答案】C【解析】根据题意可知，a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n＝4跃迁到n＝1产生的，故A、B、D错误，C正确．15.【答案】D【解析】爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应现象，A错误；发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，B错误．光子频率越高，根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，光电子的最大初动能越大，C错误．不同的金属逸出功不相同，根据W0＝h知，极限波长不相同，D正确．16.【答案】(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．(2)碰撞前两滑块的速度分别为：v1＝＝＝0.2s1fv2＝＝0.2s3f碰撞后两滑块的共同速度：v＝＝0.2s2f所以碰前两滑块动量分别为：p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.要验证动量守恒定律，则一定有：0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.17.【答案】(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m【解析】(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝gt2①代入数据解得t＝0.6 s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有v B＝gt③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mB v B＝(mA＋mB)v④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2 m/s⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑥代入数据解得H＝0.6 m⑦18.【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)6.6×10－7m【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝＝个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝h－h代入数据得λ0≈6.6×10－7m.19.【答案】(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014Hz【解析】(1)E2＝E1＝－3.4 eV则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．(2)根据C＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．n＝4→n＝3时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，代入数据，解得νmin＝1.6×1014Hz.。
高中物理选修3-5综合测试题含答案
高中物理选修3-5综合测试题含答案高中物理选修3—5综合测试题一、选择题1．天然放射现象的发现揭示了：（）A．原子不可再分．B．原子的核式结构．C．原子核还可再分．D．原子核由质子和中子组成．2．下列说法正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D．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，电子的动能减小，原子势能增大，总能量增大3．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A 中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（）A 增大入射光的频率B 增大入射光的强度C 滑片P向右移动D 滑片P向左移动4、质量为m的物体，在水平面上以加速度a从静止开始运动，所受阻力是f，经过时间t ，它的速度为V,在此过程中物体所受合外力的冲量是（）A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a5．用光子能量为E的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是（）A．hv1C．h(v2+v3) B．h(v1+ν2)D．h(v1+v2+v3)6．如图6—2—4所示，质量为m的A小球以水平速度u与静止的光滑水平面上质量为3m的小球B正碰后，A球的速率变为原来的一半，则碰后B球的速度是(以u方向为正方向)( )A． B．u- C． D 6u2u3u-27．一个氢原子处于第3能级时，外面射来了一个波长为6.63×10－7m的光子，下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子B.氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9．如图所示，A、B两物体质量之比mA︰mB＝3︰2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（）A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C 组成系统的动量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、BAC3C组成系统的动量守恒10．如图8—3—2所示，在光滑水平面上，有一质量为M＝3 kg的薄板和质量为m＝1 kg的物都以v＝4 m／s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2．4 m／s时，物块的运动情况是( )A.做加速运动 B．做减速运动C．做匀速运动 D．以上运动都可能二、填空题11．如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。
人教版高中物理选修3-5复习试题含答案2套
人教版高中五选修3-5复习试题含答案2套模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～9题为单选题，10～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是()A．卢瑟福用α粒子轰击147N核获得反冲核178O发现了质子B．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型答案 A解析光子说是爱因斯坦提出的，B项错误．玻尔通过对氢原子光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C项错误．卢瑟福通过α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，D 项错误．2．关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案 D解析α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；10n表示中子，选项B错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C错误；根据玻尔的原子理论可知，选项D正确．3．有关图1中四幅图的说法正确的是()图1A．甲图中，水平地面光滑，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大C ．丙图中，射线1由β粒子组成，射线2为γ射线，射线3由α粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核聚变答案 B解析 题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后m 2的速度才为v ，则A 错误．题图丙中射线1由α粒子组成，射线3由β粒子组成，射线2为γ射线，C 错误．题图丁中，链式反应属于重核裂变，D 错误．4．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为γ＋D →p ＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m D ＋m n －m p )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m D ＋m n －m p )c 2－E ] 答案 C解析 氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中γ射线能量E 对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E ＝Δmc 2＋2E k ＝(m p ＋m n －m D )c 2＋2E k 得E k ＝12[E －(m p ＋m n －m D )c 2]＝12[(m D －m p －m n )c 2＋E ]，故选C. 5．以下有关近代物理内容的叙述，正确的是( )A ．紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，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 ．卢瑟福的α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C ．重核的裂变和轻核的聚变过程一定有质量亏损，释放出核能D ．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能增加，电子的动能减少答案 C6．如图2所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是( )图2A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光的频率最小C ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应D ．由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光波长最大答案 C解析 大量处于n ＝4激发态的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出N ＝n (n －1)2＝6种不同频率的光子，A 错误；由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光的频率最小，波长最长，B 、D 错误；从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光子的能量为E ＝E 2－E 1＝10.2 eV ，大于金属铂的逸出功，能使其发生光电效应，C 正确．7．如图3所示，光滑水平面上有质量均为m 的物块A 和B ，B 上固定一轻质弹簧，B 静止，A 以速度v 0水平向右运动，从A 与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中( )图3A ．A 、B 的动量变化量相同B ．A 、B 的动量变化率相同C ．A 、B 系统的总动能保持不变D ．A 、B 系统的总动量保持不变答案 D解析 两物块相互作用过程中系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，则A 、B 的动量变化量大小相等、方向相反，所以动量变化量不同，故A 错误，D 正确；由动量定理Ft ＝Δp 可知，动量的变化率等于物块所受到的合外力，A 、B 两物块所受的合外力大小相等、方向相反，所受到的合外力不同，则动量的变化率不同，故B 错误；A 、B 和弹簧组成的系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C 错误．8．下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He ＋14 7N →17 8 O ＋11HB ．铀核裂变的核反应方程是：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 答案 B解析 1919年，卢瑟福做了α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子，核反应方程为：42He＋14 7N →17 8O ＋11H ，选项A 正确；铀核裂变时，需要中子轰击铀核，所以铀核裂变的核反应方程是235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，选项B 错误；根据爱因斯坦质能关系式可知，选项C正确；设波长为λ1的光子能量为E 1，波长为λ2的光子能量为E 2，原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为E 3，波长为λ3，则E 1＝hc λ1，E 2＝hc λ2，E 3＝hc λ3；E 3＝E 2－E 1，可推知λ3＝λ1λ2λ1－λ2，D 正确． 9．如图4所示，在光滑水平地面上有A 、B 两个小物块，其中物块A 的左侧连接一轻质弹簧．物块A 处于静止状态，物块B 以一定的初速度向物块A 运动，并通过弹簧与物块A 发生弹性正碰．对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率－时间图象进行描述，在选项所示的图象中，图线1表示物块A 的速率变化情况，图线2表示物块B 的速率变化情况，则在这四个图象中可能正确的是( )图4答案 B解析 物块B 刚开始压缩弹簧时，A 做加速运动，B 做减速运动，随着弹簧压缩量的增大，弹簧的弹力增大，两个物块的加速度增大，当弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A 继续加速，B 继续减速，弹簧的压缩量减小，弹力减小，两个物块的加速度减小．当弹簧恢复原长时B 离开弹簧，所以v －t 图象斜率的大小都是先增大后减小．设B 离开弹簧时A 、B 的速度分别为v A 和v B .取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m B v 0＝m A v A ＋m B v B ，由机械能守恒定律得12m B v 02＝12m A v A 2＋12m B v B 2，联立解得v A ＝2m B m A ＋m B v 0，v B ＝m B －m A m A ＋m B v 0，若m B >m A ，则v A >v B ，所以B 选项的图象是可能的．若m B ＝m A ，则v A ＝v 0，v B ＝0.若m B <m A ，则v A >0，v B <0.综上，只有B 选项的图象是可能的．10．如图5所示的装置用来研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时，电流表G 的读数为0.2 mA ，移动变阻器的触头c ，当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则( )图5A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB ．开关S 断开后，没有电流流过电流表GC ．改用光子能量为1.5 eV 的光照射，电流表G 也有电流，但电流较小D ．光电子的最大初动能为0.7 eV答案 AD解析 该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0得，逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、D 正确；当开关S 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用光子能量为1.5 eV 的光照射，由于光子的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故C 错误．11．如图6所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )图6A ．只调换电源的极性(同时调整电压表)，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U c 的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数可能不变C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流答案 BC解析 当只调换电源的极性时，电子从K 到A 减速运动，到A 恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A 项错误；其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电流增大，直至达到饱和电流，若在滑动P 前，电流已达饱和电流，那么即使增大电压，光电流也不会增大，B 项正确；只改变光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．12．如图7所示，在足够长的水平地面上有两辆相同的小车甲和乙，A 、B 两点相距为5 m ，小车甲从B 点以大小为4 m/s 的速度向右做匀速直线运动的同时，小车乙从A 点由静止开始以大小为2 m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动．一段时间后，小车乙与小车甲相碰(碰撞时间极短)，碰后两车粘在一起，整个过程中，两车的受力不变(不计碰撞过程)．下列说法正确的是( )图7A ．小车乙追上小车甲用时4 sB ．小车乙在追上小车甲之前它们的最远距离为9 mC ．碰后瞬间两车的速度大小为7 m/sD ．若地面光滑，则碰后两车的加速度大小仍为2 m/s 2答案 BC解析 小车乙追上小车甲时，有x 乙－x 甲＝5 m ，即12at 2－v 甲t ＝5 m ，代入数据得12×2 m /s 2×t 2－4 m/s ×t ＝5 m ，解得t ＝5 s(另一负值舍去)，所以小车乙追上小车甲用时5 s ，故A 错误．当两车的速度相等时相距最远，则有v 甲＝at ′，得t ′＝v 甲a ＝42s ＝2 s ，最远距离s ＝5 m ＋v 甲t ′－12at ′2＝5 m ＋4×2 m －12×2×22 m ＝9 m ，故B 正确．碰前瞬间乙车的速度v 乙＝at ＝2×5 m /s ＝10 m/s ，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得m v 甲＋m v 乙＝2m v ，解得碰后瞬间两车的共同速度v ＝7 m/s ，故C 正确．若地面光滑，碰前乙车所受到的作用力F ＝ma ，甲车所受到的合外力为0，则碰后两车的加速度大小a ′＝F 2m＝1 m/s 2，故D 错误．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图8所示，两个小球的质量分别为m A 和m B .图8(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？________.A ．秒表B ．刻度尺C ．天平D ．圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有________． A.m A m B ＝ON MPB.m A m B ＝OM MPC.m A m B ＝OP MND.m A m B ＝OM MN答案 (1)BCD (2)A解析 (1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM 、OP 、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规．(2)根据动量守恒定律有：m A OP ＝m A OM ＋m B ON ，即m A MP ＝m B ON ，A 正确．14．(6分)如图9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、放大器、电磁继电器等几部分组成．图9(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________说法正确．A ．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大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，共计40分)15．(8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10所示，则：图10(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2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少电子伏？答案(1)6种(2)2.55 eV(3)铯0.65 eV解析(1)可能发射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＝2.55 eV.(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属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E km＝E－W0，代入数据得E km＝0.65 eV.16．(10分)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1 000三代核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr和13654Xe，质量m U＝235.043 9 u，m n＝1.008 7 u，m Sr＝89.907 7 u，m Xe＝135.907 2 u.(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%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石？(阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1)答案(1)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n(2)140.4 MeV(3)45.7 t解析(2)裂变过程的质量亏损Δm＝m U＋m n－m Sr－m Xe－10m n＝0.150 7 u，释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.150 7×931.5 MeV≈140.4 MeV.(3)核电站一年的发电量E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60 J＝7.884×1016 J，由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE 得m ＝EM 3%·N A ΔE＝7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.4×106×1.6×10－19g ≈4.57×107 g ＝45.7 t.17．(10分)如图11所示，木块m 2静止在高h ＝0.45 m 的水平桌面的最右端，木块m 1静止在距m 2左侧s 0＝6.25 m 处．现木块m 1在水平拉力F 作用下由静止开始沿水平桌面向右运动，与m 2碰前瞬间撤去F ，m 1和m 2发生弹性正碰．碰后m 2落在水平地面上，落点距桌面右端水平距离s ＝1.2 m ．已知m 1＝0.2 kg ，m 2＝0.3 kg ，m 1与桌面间的动摩擦因数为0.2.(两个木块都可以视为质点，不计空气阻力，g 取10 m/s 2)求：图11(1)碰后瞬间m 2的速度大小；(2)m 1碰撞前、后的速度；(3)水平拉力F 的大小．答案 (1)4 m /s (2)5 m/s ，方向水平向右 1 m/s ，方向水平向左 (3)0.8 N解析 (1)设m 1与m 2发生弹性碰撞后瞬间m 2的速度为v 2.碰撞后m 2做平抛运动，则h ＝12gt 2，s ＝v 2t ，解得v 2＝4 m/s.(2)设m 1碰撞前、后的速度分别为v 、v 1，m 1与m 2碰撞过程动量和能量守恒，取水平向右为正方向，则m 1v ＝m 1v 1＋m 2v 2，12m 1v 2＝12m 1v 12＋12m 2v 22， 联立并代入数据得v ＝5 m/s ，v 1＝－1 m/s.(3)m 1与m 2碰撞之前有v 2＝2as 0，F －μm 1g ＝m 1a ，代入数据解得F ＝0.8 N.18．(12分)如图12所示，半径为R ＝0.4 m ，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m ＝0.96 kg 的滑块停放在距轨道最低点A 为L ＝8.0 m 的O 点处，质量为m 0＝0.04 kg 的子弹以速度v 0＝250 m/s 从右边水平射入滑块，并留在其中．已知滑块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.4，子弹与滑块的作用时间很短．g 取10 m/s 2，不计空气阻力．求：图12(1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小v ；(2)滑块从O 点滑到A 点的时间t ；(3)滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 落到水平地面上C 点，A 与C 间的水平距离．答案 (1)10 m/s (2)1 s (3)455m 解析 (1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则m 0v 0＝(m ＋m 0)v ， 代入数据解得v ＝10 m/s.(2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a ，则μ(m ＋m 0)g ＝(m ＋m 0)a ， 由匀变速直线运动的规律得v t －12at 2＝L ， 联立解得t ＝1 s(t ＝4 s 舍去)．(3)滑块从O 点滑到A 点时的速度v A ＝v －at ，代入数据解得v A ＝6 m/s.设滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 点时的速度为v B ，由机械能守恒定律得 12(m ＋m 0)v A 2＝(m ＋m 0)g ·2R ＋12(m ＋m 0)v B 2， 代入数据解得v B ＝2 5 m/s.滑块离开B 点后做平抛运动，运动的时间t ′＝2·2R g， 又x AC ＝v B t ′，代入数据得x AC ＝455m. 模块综合试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．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无关D．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eU c＝E k＝hν－W0(其中U c为遏止电压，E k为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A、B、C错误，D正确．2．如图1所示，我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()图1A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n答案 A解析21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；147 N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应方程，属于原子核的人工转变，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n属于原子核的人工转变，故C错误；23592 U＋10n→14456 Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误．3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，以人、车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统答案 A解析判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定，B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零，C选项末动量为零而初动量不为零，D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．如图2所示，a、b两物块质量均为1 kg，中间用一长1 m的细绳连接，静止在光滑的水平面上(a、b可视为质点)，开始让a、b挨在一起，现用一水平恒力F＝2 N作用在b上，细绳可瞬间拉紧，则4 s 内恒力F 做功( )图2A ．14 JB ．15 JC ．16 JD ．17 J 答案 D解析 细绳拉直前，只有b 运动，加速度a 1＝2 m/s 2，运动1 m 用时t 1＝1 s ，此时b 的速度v 1＝a 1t 1＝2 m/s ，细绳拉紧瞬间a 、b 系统动量守恒，有m v 1＝2m v 2，则v 2＝1 m/s ，a 2＝F2m ＝1 m/s 2，再运动3 s 的位移s 2＝v 2t 2＋12a 2t 22＝7.5 m ，所以力F 在4 s 内做功W ＝Fl ＝2×(1＋7.5) J ＝17 J ，D 正确．5．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( ) A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.MmM －m E 0答案 C解析 设放出的粒子的速度大小为v 0，反冲核的速度大小为v ，由动量守恒定律得(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m联立得E k ＝mM －m E 0，C 正确．6．以下说法正确的是( )A ．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，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量减小B ．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个数越多，光电子的最大初动能增大C ．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱D ．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流 答案 C解析 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，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量增大，A 项错误．由E k ＝hν－W 0可知，只增加光强而不改变光的频率，光电子的最大初动能不变，B 项错误．原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是β射线，不是阴极射线，D 项错误．7．一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图3所示运动径迹示意图，以下判断正确的是( )图3A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹 答案 B解析 由动量守恒定律可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝m v Bq ＝p Bq ，在p 和B 相等的情况下，R ∝1q，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确． 8．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c 和入射光的频率ν的几组数据.由以上数据应用Excel 描点连线，可得直线方程，如图4所示．图4则这种金属的截止频率约为( ) A ．3.5×1014 Hz B ．4.3×1014 Hz C ．5.5×1014 Hz D ．6.0×1014 Hz答案 B解析 由光电效应方程得eU c ＝hν－W 逸，U c ＝h e ν－W 逸e ，由题图知W 逸e ＝1.702 4，h e ＝0.397 31014，设这种金属的截止频率为ν0，则W 逸＝hν0，解得ν0＝W 逸h ＝1.702 4e h ＝1.702 4×10140.397 3Hz ≈4.3×1014 Hz ，选项B 正确，A 、C 、D 错误．9．关于微观粒子的波粒二象性的现象、理论和应用，下列说法中正确的是( ) A ．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长小于入射波长的成分C ．由不确定性关系Δx Δp ≥h可知，如果要更准确地确定粒子的位置，那么动量的测量一定会更不准确D ．衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多 答案 CD解析 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系而不是正比关系，A 错误；在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长大于入射波长的成分，B 错误；在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，C 正确；电子的德布罗意波长比可见光短很多，衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多，D 正确．10．如图5所示，一群氢原子处于量子数n ＝3能级状态，下列说法正确的是( )图5A ．氢原子向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子B ．用0.70 eV 的光子照射氢原子可使其跃迁C ．用0.70 eV 动能的电子碰撞可使氢原子跃迁D ．氢原子向低能级跃迁时电子动能增大，总能量减小 答案 ACD解析 一群氢原子处于n ＝3的能级状态，向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子，选项A 正确；光子能量等于两能级的能量差时才能被氢原子吸收，选项B 错误；电子碰撞只能把其一部分能量传递给氢原子，因而电子的动能只要比氢原子的两能级的能量差大就可使氢原子跃迁，选项C 正确；氢原子向低能级跃迁，速度将增大，但向外辐射能量，总能量减小，选项D 正确．11．如图6所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球(可视为质点)从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中，小球(重力加速度为g )( )图6A ．所受合力的冲量水平向右B ．所受支持力的冲量水平向右C ．所受合力的冲量大小为m 2gRD ．所受重力的冲量大小为零 答案 AC解析 在小球从A 点运动到B 点的过程中，根据动量定理知I 合＝m Δv ，Δv 的方向为水平向右，所以小球所受合力的冲量水平向右，即重力和支持力的合力的冲量水平向右，A 正确，B 错误；在小球从A 点运动到B 点的过程中，机械能守恒，故有mgR ＝12m v B 2，解得v B ＝2gR ，即Δv ＝2gR ，所以I 合＝m 2gR ，C 正确；小球所受重力的冲量大小为I G ＝mgt ，大小不为零，D 错误．12．如图7所示，质量为m ＝245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M ＝0.5 kg 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4，质量为m 0＝5 g 的子弹以速度v 0＝300 m /s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g 取10 m/s 2，则在整个过程中( )图7A ．物块和木板组成的系统动量守恒B ．子弹的末动量大小为0.01 kg·m/sC ．子弹对物块的冲量大小为0.49 N·sD ．物块相对于木板滑行的时间为1 s 答案 BD解析 子弹射入物块的过程中，物块的动量增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒，故A 错误；选取向右为正方向，子弹射入物块过程，由动量守恒定律可得m 0v 0＝(m 0＋m )v 1，物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得(m 0＋m )v 1＝(m 0＋m ＋M )v 2，联立可得v 2＝m 0v 0m 0＋m ＋M＝2 m/s ，所以子弹的末动量大小为p ＝m 0v 2＝0.01 kg·m/s ，故B 正确；由动量定理可得子弹受到的冲量I ＝Δp ＝p －p 0＝0.01 kg·m/s －5×10－3×300 kg·m/s ＝－1.49 kg·m/s ＝－1.49 N·s ，子弹与物块间的相互作用力大小始终相等，方向相反，所以子弹对物块的冲量大小为1.49 N·s ，故C 错误；对子弹和物块整体，由动量定理得－μ(m 0＋m )gt ＝(m 0＋m )(v 2－v 1)，联立得物块相对于木板滑行的时间t ＝v 2－v 1－μg ＝1 s ，故D 正确．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是239 94Pu ，裂变时释放出快中子，周围的238 92U吸收快中子后变成239 92U ，239 92U 很不稳定，经过两次β衰变后变成239 94Pu.已知1个239 92U 核的质量为m 1,1个239 94Pu 核的质量为m 2,1个电子的质量为m e ，真空中光速为c .(1)239 92U 的衰变方程是__________________________________________________；(2)239 92U 衰变成239 94Pu 释放的能量为__________________________________________________． 答案 (1)239 92U →239 94Pu ＋20－1e (2)(m 1－m 2－2m e )c 2 解析 (1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：239 92U →239 94Pu ＋2 0－1e ；(2)衰变过程中的质量亏损为： Δm ＝m 1－m 2－2m e根据质能方程有：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－2m e )c 2.。
人教版高中物理选修3-5 综合 测试含答案和详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是()A．v1＝v2B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41D．v1∶v2＝41∶832.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零3.在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)()A．变大B．变小C．不变D．无法判定4.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的同一物体由静止开始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至顶端．第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，两次所用时间相同，则在这两个过程中()A．F1做的功比F2做的功多B．第一次物体机械能的变化较多C．第二次合外力对物体做的功较多D．两次物体动量的变化量相同5.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化．若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中n叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝3状态时其强度为I，则在n＝2状态时等效电流强度为()A．IB．IC．ID．I6.下列说法正确的是()A．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－10mB．放射性元素的半衰期随浓度增大而变长C．原子核的结合能越大，原子核越稳定D．β射线来源于原子核．具有中等的穿透能力7.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射8.根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是()A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1＋m2－m3)c29.图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是()A．B．C．D．10.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，以下说法正确的是()A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增加D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果11.向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图所示的电流(从右侧看)，电子的偏转方向为()A．向上B．向下C．向左D．向右12.下列说法正确的是()A．H＋H→He＋n是裂变反应方程式B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是聚变反应方程式C．Na→Mg＋e是β衰变，β粒子实质是从原子核外放出的电子D．Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成13.下列关于α粒子的说法正确的是()A．物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验说明了原子核内部有复杂的结构B．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为X→Y＋HeC．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的实质是一个中子转化为一个质子和电子D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强14.氢原子能级如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a 光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是()A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的C．从n＝4能级向n＝1能级跃迁时发出的D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的15.下列关于光电效应的说法正确的是()A．普朗克利用量子理论成功解释了光电效应现象B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功不相同，因此不同金属材料的极限波长也不相同第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图2所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.图2图3(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(选填“A”或“B”)是与纸带甲的________(选填“左”或“右”)端相连．(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图14所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中．现将B竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触．取g＝10 m/s2，空气阻力不计．求：图14(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．19.氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)答案解析1.【答案】D【解析】根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v.2.【答案】B【解析】人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I－mgΔt＝Δmv＝mv，故地面对人的冲量为mv＋mgΔt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，B正确．3.【答案】C【解析】相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体水平方向的速度和船的速度相同，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船的速度不变．4.【答案】D【解析】利用公式x＝at2，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v＝at，t相同，则物体到达斜面顶端时速度相同，动能相同，则动能变化量相同，根据动能定理知，合外力做功相等．由图示分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，F1做的功比F2做的少，故A、C错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，B错误；两种情况下，物体的加速度相同，所受合外力相同，由动量定理知两次物体动量的变化量相同，D正确．5.【答案】C【解析】根据，k＝mr解得T＝2π，n＝2和n＝3轨道半径之比为4∶9，则n＝2和n＝3两个轨道上的周期比为8∶27，根据I＝知，电流比为27∶9，所以在n＝3状态时其强度为I，则n＝2状态时等效电流强度为I，C正确，A、B、D错误．6.【答案】D【解析】α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－15m，故A错误；放射性元素的半衰期不随环境的变化而变化，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个时释放出来的，具有中等的穿透能力，故D正确．7.【答案】C【解析】光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于等于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误；又因ν＝，所以选项C正确．8.【答案】D【解析】半衰期是由原子核内部结构决定的，与化学、物理性质无关，故A错．β衰变是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，故C错．氢核和中子结合成氘核放出的能量为(m1＋m2－m3)c2，故D正确．放射性使人们认识到原子核有复杂结构，B错．9.【答案】D【解析】α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有D正确，A、B、C错误．10.【答案】A【解析】α粒子发生大角度偏转，是因为受到原子核的库仑斥力，电子对α粒子的作用力可以忽略不计．故A正确，D错误．在散射的过程中，电场力先做负功再做正功，则动能先减小再增大，而电势能先增大再减小，B、C错误．11.【答案】A【解析】根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确．12.【答案】D【解析】H＋H→He＋n是属于轻核的聚变反应方程，故A错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是属于重核的裂变反应方程，故B错误；Na→Mg＋e是β衰变，但β粒子实质是从原子核中子转变成质子而放出的电子，故C错误；Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成，故D正确．13.【答案】B【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构．故A错误；α粒子是氦的原子核，其组成为2个质子和2个中子，所以α衰变时，中子数减少2，质子数减少2.故B正确；β衰变产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，不是α衰变．故C错误；α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．14.【答案】C【解析】根据题意可知，a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n＝4跃迁到n＝1产生的，故A、B、D错误，C正确．15.【答案】D【解析】爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应现象，A错误；发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，B错误．光子频率越高，根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，光电子的最大初动能越大，C错误．不同的金属逸出功不相同，根据W0＝h知，极限波长不相同，D正确．16.【答案】(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．(2)碰撞前两滑块的速度分别为：v1＝＝＝0.2s1fv2＝＝0.2s3f碰撞后两滑块的共同速度：v＝＝0.2s2f所以碰前两滑块动量分别为：p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.要验证动量守恒定律，则一定有：0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.17.【答案】(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m【解析】(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝gt2①代入数据解得t＝0.6 s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有v B＝gt③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mB v B＝(mA＋mB)v④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2 m/s⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑥代入数据解得H＝0.6 m⑦18.【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)6.6×10－7m【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝＝个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝h－h代入数据得λ0≈6.6×10－7m.19.【答案】(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014Hz【解析】(1)E2＝E1＝－3.4 eV则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．(2)根据C＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．n＝4→n＝3时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，代入数据，解得νmin＝1.6×1014Hz.。
最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套单元测评(一)动量守恒定律(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统解析：判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定．B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C选项末动量为零而初动量不为零．D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等．答案：A2．一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是()A．物体的机械能一定增加B．物体的机械能一定减少C．相同时间内，物体动量的增量一定相等D．相同时间内，物体动能的增量一定相等解析：不知力做功情况，A、B项错；由Δp＝F合·t＝mat知C项正确；由ΔE k＝F合·x＝max知，相同时间内动能增量不同，D错误．答案：C3．(多选题)如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动()A．运动方向不可能改变B．可能是匀速圆周运动C．可能是匀变速曲线运动D．可能是匀变速直线运动解析：由题意可知，物体受到的合外力为恒力，物体不可能做匀速圆周运动，B项错误；物体的加速度不变，可能做匀变速直线运动，其运动方向可能反向，也可能做匀变速曲线运动，A项错误，C、D项正确．答案：CD4．(多选题)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速率变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为() A．m(v－v0)B．mgtC．m v2－v20D．m gh解析：平抛运动的合外力是重力，是恒力，所以动量变化量的大小可以用合外力的冲量计算，也可以用初末动量的矢量差计算．答案：BC5．质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船头站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙，船头指向左方．若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则() A．小船向左运动，速率为1 m/sB．小船向左运动，速率为0.6 m/sC．小船向右运动，速率大于1 m/sD．小船仍静止解析：选向左的方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v－m乙v＋M v′＝0，船的速度为v′＝(m乙－m甲)vM＝(60－40)×3100m/s＝0.6 m/s，船的速度向左，故选项B正确．答案：B6．如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，A带电－q，B带电＋2q，下列说法正确的是()A．相碰前两球运动中动量不守恒B．相碰前两球的总动量随距离减小而增大C．两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力D．两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统合外力为零解析：两球组成的系统，碰撞前后相互作用力，无论是引力还是斥力，合外力总为零，动量守恒，故D选项对，A、B、C选项错．答案：D7．在光滑的水平面的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n 次后，剩余的总动能为原来的18，则n 为( ) A ．5 B ．6C ．7D ．8解析：整个过程动量守恒，则碰撞n 次后的整体速度为v ＝m v 0(n ＋1)m ＝v 0n ＋1，对应的总动能为：E k ＝12(n ＋1)m v 2＝m v 202(n ＋1)，由题可知E k ＝m v 202(n ＋1)＝18×12m v 20，解得：n ＝7，所以C 选项正确.答案：C8．两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次后，甲和乙最后速率关系是( )A ．若甲最先抛球，则一定是v 甲＞v 乙B ．若乙最后接球，则一定是v 甲＞v 乙C ．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v 甲＞v 乙D ．无论怎样抛球和接球，都是v 甲＞v 乙解析：将甲、乙、篮球视为系统，则满足系统动量守恒，系统动量之和为零，若乙最后接球，即(m 乙＋m 篮)v 乙＝m 甲v 甲，则v 甲v 乙＝m 乙＋m 篮m 甲，由于m 甲＝m 乙，所以v 甲＞v 乙．答案：B9．(多选题)如图所示，一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP′，PP′穿过金属环的圆心．现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则()A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来B．磁铁将不会穿越滑环运动C．磁铁与圆环的最终速度为M v0 M＋mD．整个过程最多能产生热量Mm2(M＋m)v20解析：磁铁向右运动时，金属环中产生感应电流，由楞次定律可知磁铁与金属环间存在阻碍相对运动的作用力，且整个过程中动量守恒，最终二者相对静止．M v0＝(M＋m)v，v＝M v0M＋m；ΔE损＝12M v20－12(M＋m)v2＝Mm v202(M＋m)；C、D项正确，A、B项错误．答案：CD10．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A 和B ，A 的质量为m A ，B 的质量为m B ，m A ＞m B .最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A 和B 对地面的速度大小相等，则车( )A ．静止不动B ．左右往返运动C ．向右运动D ．向左运动解析：两人与车为一系统，水平方向不受力，竖直方向合外力为零，所以系统在整个过程中动量守恒．开始总动量为零，运动时A 和B 对地面的速度大小相等，m A ＞m B ，所以AB 的合动量向右，要想使人车系统合动量为零，则车的动量必向左，即车向左运动．答案：D11．如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s ，g 取10 m/s 2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是( )A ．5 m/sB ．4 m/sC ．8.5 m/sD ．9.5 m/s解析：对小球落入小车前的过程，平抛的初速度设为v 0，落入车中的速度设为v ，下落的高度设为h ，由机械能守恒得：12m v 20＋mgh ＝12m v 2，解得v 0＝15 m/s ，车的速度在小球落入前为v 1＝7.5 m/s ，落入后相对静止时的速度为v 2，车的质量为M ，设向左为正方向，由水平方向动量守恒得：m v 0－M v 1＝(m ＋M )v 2，代入数据可得：v2＝－5 m/s，说明小车最后以5 m/s的速度向右运动．答案：A12．如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为m∶MC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：依据系统动量守恒，C向右运动时，A、B向左运动，或由牛顿运动定律判断，AB受向左的弹力作用而向左运动，故A项错；又M v AB＝m v C，得v C vAB ，即B项错；根据动量守恒得：0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故选C.＝Mm答案：C第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(5分)某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为2∶3，用A作入射球，初速度为v1＝1.2 m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是________.解析：根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC.答案：BC(5分)14．(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B .b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平．c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上．d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1.e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作．当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.(1)实验中还应测量的物理量是______________________________．(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是m v 的矢量和，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________________________．解析：(1)本实验要测量滑块B 的速度，由公式v ＝L t 可知，应先测出滑块B的位移和发生该位移所用的时间t ，而滑块B 到达D 端所用时间t 2已知，故只需测出B 的右端至D 板的距离L 2.(2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零．则由动量守恒可知0＝m A ·L 1t 1－m B ·L 2t 2即m A L 1t 1＝m B L 2t 2产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．答案：(1)测出B 的右端至D 板的距离L 2(3分)(2)m A L 1t 1＝m B L 2t 2(3分) 测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差(3分)三、计算题(本题有3小题，共38分．解答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)15．(10分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m 3.解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得(M －ρQt )v ′＝ρQt v (6分)代入数据解得火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s ＝4 m/s. (4分) 答案：4 m/s16．(12分)如图所示，有A 、B 两质量均为M ＝100 kg 的小车，在光滑水平面上以相同的速率v 0＝2 m/s 在同一直线上相对运动，A 车上有一质量为m ＝50 kg 的人至少要以多大的速度(对地)从A 车跳到B 车上，才能避免两车相撞？解析：要使两车避免相撞，则人从A 车跳到B 车上后，B 车的速度必须大于或等于A 车的速度，设人以速度v 人从A 车跳离，人跳到B 车后，A 车和B 车的共同速度为v ，人跳离A 车前后，以A 车和人为系统，由动量守恒定律：(M ＋m )v 0＝M v ＋m v 人(5分)人跳上B 车后，以人和B 车为系统，由动量守恒定律：m v 人－M v 0＝(m ＋M )v (5分)联立以上两式，代入数据得：v 人＝5.2 m/s. (2分)答案：5.2 m/s17．(16分)如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m ，现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t ；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过多少． 解析：(1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m 2v 0＝(m 1＋m 2)v (3分)设物块与车面间的滑动摩擦力为F ，对物块应用牛顿定律有F ＝m 2v 0－v t (2分)又F ＝μm 2g (1分)解得t ＝m 1v 0μ(m 1＋m 2)g(1分) 代入数据得t ＝0.24 s. (1分)(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′(3分)由功能关系有12m 2v ′20＝12(m 1＋m 2)v ′2＋μm 2gL (3分) 代入数据解得v 0′＝5 m/s故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s. (2分)答案：(1)0.24 s (2)5 m/s单元测评(二) 波粒二象性(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48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 项正确．答案：B2．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.12Nhν C ．Nhν D ．2Nhν解析：光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν，N 个光子能量为Nhν，故C 正确．答案：C3．经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：电子被加速后其德布罗意波波长λ＝h p ＝1×10－10 m ，穿过铝箔时发生衍射．电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．所以A 、B 、C 项均错．答案：D4．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )A BC D 解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C 、D 错误．另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A 错误，B 正确．答案：B5．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ＜λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ＞λ′解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界，光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前，光子的能量E＝hν＝h cλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E′＝hν′＝h cλ′，由E＞E′，可知λ＜λ′，选项C正确．答案：C6．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：A7．(多选题)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析：不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．答案：CD8．(多选题)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A．图像甲表明光具有粒子性B．图像丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析：从题图甲可以看出，少数粒子打在底片上的位置是随机的，没有规律性，显示出粒子性；而题图丙是大量粒子曝光的效果，遵循了一定的统计性规律，显示出波动性；单个光子的粒子性和大量粒子的波动性就是概率波的思想．答案：ABD9．近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A ．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B ．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C ．大量光子表现光具有粒子性D ．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性解析：由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D 项正确．答案：D10．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n ＞1.已知普朗克常量为h 、电子质量为m 和电子电荷量为e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B.md 2h 23n 2e 3 C.d 2h 22men 2 D.n 2h 22med 2解析：由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝m v ＝2meU ＝h λ，而λ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2. 答案：D11．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( )A ．不受外力作用时光子就会做匀速运动B ．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C ．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D ．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D.答案：D12．(多选题)如图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的关系图像，由图像可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．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第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分．解答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)13．(10分)一颗近地卫星质量为m，求其德布罗意波长为多少？(已知地球半径为R ，重力加速度为g )解析：由万有引力提供向心力计算速度，根据德布罗意波长公式计算．对于近地卫星有：G Mm R 2＝m v 2R (2分) 对地球表面物体m 0有：G Mm 0R 2＝m 0g (2分) 所以v ＝gR ，(2分)根据德布罗意波长λ＝h p (2分)整理得：λ＝h m v ＝h m gR. (2分) 答案：h m gR14．(13分)波长λ＝0.71Å的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B 的匀强磁场区域内做最大半径为r 的匀速圆周运动，已知rB ＝1.88×10－4 m·T ，电子质量m ＝9.1×10－3 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v 2r ＝e v B所以v ＝erB m (3分) 电子的最大初动能E k ＝12m v 2＝e 2r 2B 22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×10－31J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103 eV(2分) (2)入射光子的能量ε＝hν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×1087.1×10－11×1.6×10－19 eV ≈1.75×104eV(3分) 根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为W 0＝hν－E k ＝1.44×104 eV(2分)(3)物质波的波长为λ＝h m v ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4m ≈2.2×10－11 m(3分) 答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11 m15．(14分)如图所示，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．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.(3分)所以，光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W .(3分)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＋hcλ－W.(3分)(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＝12at2＝Uet22dm，得t＝d2mUe.(5分)答案：(1)eU＋hcλ－W(2)d2mUe16．(15分)光子具有能量，也具有动量．光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压\”．光压的产生机理如同气体压强；大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0.已知光速为c，光子的动量为E/c.(1)若太阳光垂直照射到地球表面，则在时间t内照射到地球表面上半径为r 的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？(2)若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内光子被完全反射(即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽视不计)，则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少？(3)有科学家建议把光压与太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源．一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收．若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的1＋ρ2倍．设太阳帆的反射系数ρ＝0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r＝15 m，飞船的总质量m＝100 kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0＝1.4 kW，已知光速c＝3.0×108m/s.利用上述数据并结合第(2)问中的结果，求：太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化．(结果保留2位有效数字)解析：(1)在时间t 内太阳光照射到面积为S 的圆形区域上的总能量E 总＝P 0St ，解得E 总＝πr 2P 0t .照射到此圆形区域的光子数n ＝E 总/E .解得n ＝πr 2P 0t /E .(2)因光子的能量p ＝E /c ，到达地球表面半径为r 的圆形区域的光子总动量p 总＝np .因太阳光被完全反射，所以在时间t 内光子总动量的改变量Δp ＝2p 总．设太阳光对此圆形区域表面的压力为F ，依据动量定理Ft ＝Δp ，太阳光在圆形区域表面产生的光压I ＝F /S ，解得I ＝2P 0/c .(3)在太阳帆表面产生的光压I ′＝1＋ρ2I ， 对太阳帆产生的压力F ′＝I ′S .设飞船的加速度为a ，依据牛顿第二定律F ′＝ma .解得a ＝5.9×10－5 m/s 2.答案：(1)πr 2P 0t πr 2P 0t /E (2)2P 0/c(3)5.9×10－5 m/s 2单元测评(三) 原子结构(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．(多选题)下列叙述中符合物理史实的有( )A ．爱因斯坦提出光的电磁说B．卢瑟福提出原子核式结构模型C．麦克斯韦提出光子说D．汤姆孙发现了电子解析：爱因斯坦提出光子说，麦克斯韦提出光的电磁说．答案：BD2．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压能够对其加速，从而增加能量B．阴极射线通过偏转电场时不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场时能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变解析：X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，B正确．答案：B3．α粒子散射实验中α粒子经过某一原子核附近时的两种轨迹如图所示，虚线为原子核的等势面，α粒子以相同的速率经过电场中的A点后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹不能断定的是()A．原子核带正电B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质C．粒子在径迹1中的动能先减少后增大D．经过B、C两点两粒子的速率相等。
高中物理选修3-5：高中物理《选修3-5》全册综合卷含解析
高中物理《选修3-5》全册综合测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为()A.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B.光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的C.大量光子表现出粒子性D.光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性2.在橄榄球比赛中，一个85 kg的前锋队员以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4 m/s，然后他们就扭在了一起，则()A.他们碰撞后的共同速度是0.2 m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分3.质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度变为v2，B的动量变为p.已知A、B都做直线运动，则动量p可以表示为()A.m(v2－v1)B.2m(2v2－v1)C.4m(v2－v1)D.m(2v2－v1)4.关于下列四幅图说法正确的是()A.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围5.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E ′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中光速，则E ′等于( )A.E －h λcB.E ＋h λcC.E －h cλD.E ＋h cλ6.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示.以下说法正确的是( )A.新核为2412MgB.发生的是α衰变C.轨迹1是新核的径迹D.新核沿顺时针方向旋转7.下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量8.氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )A.λb ＝λa ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λcC.λb ＝λa λcD.E b ＝E a ＋E c9.钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随有γ射线产生，其方程为234 90Th →23491Pa ＋x ，钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是( )A.x 为质子B.x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.γ射线是镤原子核放出的D.1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.2 g10.氢原子的能级如图.某光电管的阴极由金属钾制成，钾的逸出功为2.25 eV.处于n ＝4激发态的一群氢原子，它们向各较低能级跃迁时，哪两能级间跃迁产生的光子不能使光电管产生光电子( )A.从n ＝4向n ＝3跃迁B.从n ＝3向n ＝1跃迁C.从n ＝4向n ＝1跃迁D.从n ＝2向n ＝1跃迁11.现有核反应方程为2713Al ＋42He →3015P ＋X ，新生成的3015P 具有放射性，继续发生衰变，核反应方程为3015P →3014Si ＋Y.平行金属板M 、N 间有匀强电场，且φM >φN ，X 、Y 两种微粒竖直向上离开放射源后正确的运动轨迹是( )12.如图所示，位于光滑水平桌面，质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点，Q 与轻质弹簧相连，设Q 静止，P 以某一初动能E 0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E 1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E 2表示Q 具有的最大动能，则( )A.E 1＝E 02B.E 1＝E 0C.E 2＝E 02D.E 2＝E 0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.)13.(6分)经研究，核辐射的影响最大的是铯137(137 55Cs)，可广泛散布到几百千米之外，且半衰期大约是30年左右.请写出铯137发生β衰变的核反应方程： Ｗ.如果在该反应过程中释放的核能为E ，则该反应过程中质量亏损为 Ｗ.[已知碘(I)为53号元素，钡(Ba)为56号元素]14.(9分)如图所示的装置中，质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.(1)图中x应是B球初始位置到的水平距离.(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得等物理量.(3)用测得的物理量表示：m A v A＝；m A v′A＝；m B v′B＝Ｗ.15.(12分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8`MeV的能量.(1)写出核反应方程式；(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？`16.(13分)(2016·高考全国卷甲)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？参考答案与解析1．[209] 【解析】选D.由题意知像素越高，形成照片的光子数越多，表现出的波动性越强，照片越清晰，故D 项正确．2．[210] 【解析】选BC.取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：M v 1－m v 2－m v 3＝(M ＋m ＋m )v ，代入数据得：v ≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，B 、C 两项正确．3．[211] 【解析】选D.由动量定理 对A ：I ＝2m v 2－2m v 1① 对B ：I ＝p －m v 1②所以由①②得p ＝m (2v 2－v 1)． 故D 正确．4．[212] 【解析】选BCD.原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A 错误．易知B 正确．电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C 正确．发现少数α粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D 正确．5．[213] 【解析】选C.由于电子跃迁的过程中，原子辐射光子，所以电子由高能级轨道向低能级轨道跃迁，即E ′＜E ，故E ′＝E －h cλ.6．[214] 【解析】选A.衰变过程中，新核和粒子运动方向相反．但由图可知两曲线内切，受力方向一致，因此可以判断两粒子电性相反，所以发生的是β衰变，B 选项不正确．由2411Na →2412Mg ＋ 0－1e可知，A 选项正确．因为R ＝m v qB ，m 1v 1＝m 2v 2，所以R 1R 2＝q 2q 1.由此可知，1是电子的运动轨迹，由左手定则可知新核沿逆时针方向旋转，C 、D 选项不正确．7．[215] 【解析】选B.放射性元素的半衰期由元素的原子核来决定，与元素以单质或化合物的形式存在无关，与压强、温度无关，即与化学、物理状态无关，故A 项错误．由玻尔理论可知，氢原子从激发态跃迁到基态的过程放出光子，B 项正确．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，C 项错误．核子结合成原子核放出核能，因此核子单独存在时的总质量大于结合成原子核时核的质量，D 项错误．8．[216] 【解析】选BD.E a ＝E 3－E 2，E b ＝E 3－E 1，E c ＝E 2－E 1，所以E b ＝E a ＋E c ，D 正确；由ν＝c λ得λa ＝hc E 3－E 2，λb ＝hc E 3－E 1，λc ＝hc E 2－E 1，取倒数后得到1λb ＝1λa ＋1λc ，B 正确．9．[217] 【解析】选BC.根据核反应方程质量数守恒和电荷数守恒，可判断x 的质量数为234－234＝0，电荷数为90－91＝－1，所以x 是电子，选项A 错；放射性元素的放射性来自于原子核内部，电子是由原子核内部的一个中子转化为一个质子而形成的，选项B 对；γ射线同β射线一样都是来自于原子核，即来自于镤原子核，选项C 对；半衰期是针对大量原子核衰变的一个统计规律，1 g钍234 90Th经过120天即5个半衰期，剩余的质量为⎝⎛⎭⎫125g＝132g ，不是0.2 g ，选项D 错． 10．[218] 【解析】选A.要使光电管产生光电子，两能级间跃迁产生的光子的能量应该不小于钾的逸出功2.25 eV ，由hν＝E m －E n 得，E 43＝0.66 eV ，E 31＝12.09 eV ，E 41＝12.75 eV ，E 21＝10.2 eV ，所以选A.11．[219] 【解析】选B.由核反应方程知X 是中子(10n)，Y 是正电子(0＋1e)，MN 间场强方向水平向右，X 不受力做直线运动，Y 受向右的电场力方向向右偏转，B 正确．12．[220] 【解析】选AD.P 、Q 相互作用的过程中满足动量守恒和机械能守恒，当P 、Q 速度相等时，系统的动能损失最大，此时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒可以求得A 项正确．由于P 、Q 的质量相等，故在相互作用过程中发生速度交换，当弹簧恢复原长时，P 的速度为零，系统的机械能全部变为Q 的动能，D 正确．13．[221] 【解析】铯137发生β衰变的方程为：137 55Cs →137 56Ba ＋ 0－1e ，该反应的质量亏损为Δm ，由爱因斯坦质能方程知E ＝Δmc 2，有Δm ＝E c2.【答案】137 55Cs →137 56Ba ＋－1eEc 214．[222] 【解析】小球A 在碰撞前后摆动，满足机械能守恒定律，小球B 在碰撞后做平抛运动，则x 应为B 球的平均落点到初始位置的水平距离，要得到碰撞前后的m v ，应测量m A 、m B 、α、β、L 、H 、x 等，对A ，由机械能守恒定律得 m A gL (1－cos α)＝12m A v 2A ， 则：m A v A ＝m A 2gL （1－cos α）. 碰后对A ，有m A gL (1－cos β)＝12m A v ′2A ， 则：m A v ′A ＝m A 2gL （1－cos β）. 碰后B 做平抛运动，有 x ＝v B ′t ，H ＝12gt 2，所以m B v B ′＝m B xg 2H. 【答案】(1)B 球平均落点 (2)m A 、m B 、α、β、L 、H 、x(3)m A 2gL （1－cos α） m A 2gL （1－cos β） m B xg2H15．[223] 【解析】(1)63Li ＋10n →31H ＋42He ＋4.8 MeV.(2)Δm ＝ΔE c 2＝4.8×106×1.6×10－19（3×108）2kg ≈8.5×10－30kg.(3)设m 1、m 2、v 1、v 2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得 0＝m 1v 1＋m 2v 2 氦核、氚核的动能之比E k1∶E k2＝（m 1v 1）22m 1∶（m 2v 2）22m 2＝m 2∶m 1＝3∶4.【答案】(1)见解析 (2)8.5×10－30kg (3)3∶416．[224] 【解析】(1)规定向右为速度正方向．冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v ，斜面体的质量为m 3，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m 2v 20＝(m 2＋m 3)v① 12m 2v 220＝12(m 2＋m 3)v 2＋m 2gh ②式中v 20＝－3 m/s 为冰块推出时的速度， 联立①②式并代入题给数据得m 3＝20 kg.③ (2)设小孩推出冰块后的速度为v 1，由动量守恒定律有 m 1v 1＋m 2v 20＝0 ④ 代入数据得v 1＝1 m/s⑤ 设冰块与斜面体分离后的速度分别为v 2和v 3，由动量守恒和机械能守恒定律有 m 2v 20＝m 2v 2＋m 3v 3 ⑥ 12m 2v 220＝12m 2v 22＋12m 3v 23 ⑦联立③⑥⑦式并代入数据得v 2＝1 m/s由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩．【答案】见解析。
人教版高中物理选修3-5模块综合测试卷【解析版】
人教版高中物理选修 3-5 模块综合测试卷第Ⅰ卷（选择题，共 40 分）一、选择题（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4 分，选不全的得 3 分，有选错或不答的得 0分）238U234Th 234Th234Pa ，Pa 处于高能级， 它向低能级跃迁时辐射一个粒子． 在1． 92衰变成90，之后 90衰变成91这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是A ．粒子、粒子、光子B ．粒子、光子、粒子C ．粒子、光子、中子D ．光子、电子、粒子2．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239 Pu239U）经过239（94），这种钚 239 可由铀 239（92n 次衰变而产生，则n 为A ．2B ．239C ．145D ． 923．如图所示，物块 A 、 B 静止在光滑水平面上，且 m Am B，现用大小相等的两个力 F 和 F/ 分别作用在 A 和 B 上，使 A 、B 沿一条直线相向运动，然后又先后撤去这两个力，使这两个力对物体做的功相同，接着两物体碰撞并合为一体后，它们A ．可能停止运动B ．一定向右运动C ．可能向左运动D ．仍运动，但运动方向不能确定4．当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28．30MeV 的能量，当三个粒子结合成一个碳核时，放出 7． 26MeV 的能量，则当 6 个中子和 6 个质子结合成一个碳核时，释放的能量为A ．21． 04MeVB ． 35．56MeVC ． 92． 16MeVD ． 77． 64MeV5．一只小球沿光滑水平面运动，垂直撞到竖直墙上．小球撞墙前后的动量变化量为p ，动能变化量为E，下列关于p 和E说法中正确的是A ．若p 最大，则E也最大；B ．若p 最大，则E一定最小；C ．若p 最小，则 E也最小；D ．若p 最小，则E一定最大3He6．月球上特有的能源材料2，总共大约有 100 万吨，这是由于太阳风里带有大量中子打入月表3He，月球表面稀薄气体里， 每立方厘米中有数个3He3He可面的 X 粒子中， 形成22分子，收集这些23He以在月球上建立2发电站，其中X 粒子应该为A． 25HeB．424He C．323He D．211H7．关于放射性同位素应用的下列说法中错误的是A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B ．利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D ．用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害8．地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算。
高中物理选修3-5综合测试题及答案
高中物理选修3-5综合测试题1、下列观点属于原子核式结构理论的有（ ）A. 原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带点的中子B. 原子的正电荷均匀分布在整个原子中C. 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D. 带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转2、下列叙述中符合物理学史的有（ ）A ．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B ．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C ．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 —D ．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说3、氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是（ )A ．电子绕核旋转的半径增大B ．氢原子的能量增大C ．氢原子的电势能增大D ．氢原子核外电子的速率增大4、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（ ）A ．发出波长为λ1-λ2的光子B ．发出波长为2121λλλλ-的光子 C ．吸收波长为λ1-λ2的光子 D ．吸收波长为2121λλλλ-的光子 5、根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n =1）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（ ）A ．B ．C ．D ．|Fθ6、有关氢原子光谱的说法中不正确．．．的是（ ） A ．氢原子的发射光谱是连续光谱B ．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D ．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光7、放在光滑水平面上的A 、B 两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，已知A 的质量大于B 的质量，下面说法中正确的是 ( )A ．两手同时放开后，两车的总动量为零B ．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右C ．先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右D ．两手同时放开，A 车的速度小于B 车的速度8、水平推力F 1和F 2分别作用于水平面上的同一物体，分别作用一段时间后撤去，使物体都从静止开始运动到最后停下，如果物体在两种情况下的总位移相等，且F 1＞F 2，则（ ）A 、F 2的冲量大B 、F 1的冲量大C 、F 1和F 2的冲量相等D 、无法比较F 1和F 2的冲量大小9、下列运动过程中，在任何相等的时间内，物体动量变化相等的是（ ）、A.自由落体运动B.平抛运动C.匀速圆周运动D.匀减速直线运动10、如图，在光滑水平面上有一质量为m 的物体，在与水平方向成θ角的恒定拉力F 作用下运动，则在时间t 内（ ） A ．重力的冲量为0 B ．拉力F 的冲量为FtA'C．拉力F的冲量为FtcosθD．物体动量的变化量等于Ftcosθ>11、如图所示，质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。
高中物理 选修3-5 综合训练试卷(含答案解析)
高中物理 选修3-5 综合训练试卷（含答案解析）1.(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是( )(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。
已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子质量为m ，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h ).(3)有些核反应过程是吸收能量的。
例如在14171781X N O H +→+中，核反应吸收的能量20[()()]H X N Q m m m m c =+-+，在该核反应中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E K 轰击静止的147N ，若E K =Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由。
2．（1）下列说法正确的是A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D ．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变（2）北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（13755Cs ），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右）．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：．如果在该反应过程中释放的核能为E ，则该反应过程中质量亏损为 ．（已知碘（I ）为53号元素，钡（Ba ）为56号元素）（3）如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 物块的质量m A =1kg ．初始时刻B 静止，A 以一定的初速度向右运动，之后与B 发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B 的质量为多少？3．（1）一个质子以1.0×10７m/s 的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是 。
最新人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套
最新人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套模块综合检测(一)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.下列有关光的现象中，不能用光的波动性进行解释的是（）A.光的衍射现象B.光的偏振现象C.泊松亮斑D.光电效应解析：光的衍射、偏振都是波特有的性质，故能说明光具有波动性（偏振是横波特有的属性），AB不符合题意；泊松亮斑是由于光的衍射形成的，能用光的波动性进行解释，故C不符合题意；光电效应说明光具有粒子性，D符合题意.答案：D2.电子的发现是人类对物质结构认识上的一次飞跃，开创了探索物质微观结构的新时代，下列关于电子的说法正确的是（）A.汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子B.β衰变时原子核会释放电子，说明电子也是原子核的组成部分C.电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性D.β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线和γ射线都弱解析：汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子，故A正确；衰变现象是原子核内部的中子转化为质子同时失去一个电子，故B错误；电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有波动性，故C错误；β射线是高速电子流，它的穿透能力比γ射线弱，比α射线强，故D错误.答案：A3.下列说法中正确的是（）A.贝克勒尔通过α粒子轰击铍核的实验，发现了中子的存在B.卢瑟福发现了电子并提出了原子结构的“枣糕”模型C.利用玻尔理论可以准确计算出氦原子发光时放出的可见光的频率D.β衰变的本质是原子核内的一个中子释放一个电子变为质子解析：查德威克通过α粒子轰击铍核实验发现了中子，A错误；汤姆生发现了电子，并提出了原子结构为“枣糕模型”，B错误；玻尔理论具有局限性，无法解释氦原子发光光谱，C错误；原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变，D正确.答案：D4．卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验，在α粒子散射实验中，大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是()A．α粒子穿越金箔时距离原子核较近B．α粒子穿越金箔时距离原子核较远C．α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D．α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力解析：根据α粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子的核式结构，他认为原子的中心有一个很小的核，聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量．大多数α粒子穿越金箔时距离金原子核较远，所以受到原子核的作用力较小，基本上仍然沿着原来的方向运动．答案：B5．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10－7 m，已知氢原子的能级示意图如图所示，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是()A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级C．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级解析：波长为 1.22×10－7m的光子能量E＝hcλ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7J≈1.63×10－18 J≈10.2 eV，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是氢原子从n＝2的能级跃迁n＝1的能级的过程中释放的，故D项正确．答案：D6.如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人.原来车和人都静止.当人从左向右行走的过程中（）A.人和车组成的系统水平方向动量守恒B.人和车组成的系统机械能守恒C.人和车的速度方向相同D.人停止行走时，人和车的速度不为零解析：人和车组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，故A正确.人和车组成的系统，初状态机械能为零，一旦运动，机械能不为零，可知人和车组成的系统机械能不守恒，故B错误.人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，可知人和车的速度方向相反，当人的速度为零时，车速度也为零，故C错误，D错.故选A.答案：A7．用a、b、c、d表示4种单色光，若①a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；②用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；③用b、d照射某金属表面，只有b能使其发射电子．则可推断a、b、c、d可能分别是() A．紫光、蓝光、红光、橙光B．蓝光、紫光、红光、橙光C．紫光、蓝光、橙光、红光D．紫光、橙光、红光、蓝光解析：本题考查的知识点较多，但都是光学中的基本物理现象，如全反射、双缝干涉和光电效应等，意在考查学生是否掌握了基本的物理现象和规律. 由sin C＝1n知，a光的折射率大于b光，则a光的频率大于b光的频率．双缝干涉实验中，条纹间距和光波波长成正比，则c的频率最小．b、d做光电效应实验，b能使金属产生光电子，则b的频率大于d的频率. 因此有f a>f b>f d>f c, 则A选项对．答案：A8.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中（）A.地面对他的冲量为m v＋mgΔt，地面对他做的功为12m v2B.地面对他的冲量为m v，地面对他做的功为12m v2C.地面对他的冲量为mν＋mgΔt，地面对他做的功为零D.地面对他的冲量为mν－mgΔt，地面对他做的功为零解析：人从下蹲起跳，经Δt时间速度为v，对此过程应用动量定理得：I＋（－mgΔt）＝m v－0 故在此过程中，地面对他的冲量I ＝mν＋mgΔt，人在起跳过程中，受到地面对人的支持力但没有产生位移，地面对他做的功为零.综上，选C.答案：C9．在光滑的水平面上，两个质量均为m 的完全相同的滑块以大小均为p 的动量相向运动，发生正碰，碰后系统的总动能不可能是( )A ．0 B.2p 2mC.p 22mD.p 2m 解析：碰撞前系统的总动能E k ＝2×p 22m ＝p 2m，由于碰撞后系统总动能不增加，所以选项B 是不可能的．答案：B10．质量为M 的砂车，沿光滑水平面以速度v 0做匀速直线运动，此时从砂车上方落入一个质量为m 的大铁球，如图所示，则铁球落入砂车后，砂车将( )A ．立即停止运动B ．仍匀速运动，速度仍为v 0C ．仍匀速运动，速度小于v 0D ．做变速运动，速度不能确定解析：砂车及铁球组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，所以有M v 0＝(M ＋m )v ，得v ＝M M ＋mv 0<v 0，故选C. 答案：C二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )图甲 图乙 图丙 图丁A ．图甲的远距离输电，可以降低输电电压来降低输电线路上的能量损耗B ．图乙的霓虹灯，各种气体原子的能级不同但跃迁时发射能量相同的光子C．图丙的14C测年技术，根据植物体内的放射性强度变化推算其死亡时间D．图丁的核反应堆，通过镉棒插入的深浅调节中子数目以控制反应速度解析：图甲的远距离输电，可以提高输电电压来降低输电线路上的电流，从而减小输电线的能量损耗，选项A错误；各种气体原子的能级不同，由于发射光子的能量等于两个能级的能级差，故跃迁时发射能量不相同的光子，选项B错误；图丙的14C测年技术，根据植物体内的放射性强度变化推算其死亡时间，选项C正确；图丁的核反应堆，通过镉棒插入的深浅调节中子数目以控制反应速度，选项D 正确．答案：CD12．带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离，从而显示其运动轨迹．如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨道，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是()A．粒子先经过a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电D．粒子带正电解析：由r＝m vqB可知，粒子的动能越小，圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子先经过a点，再经过b点，选项A正确；根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C正确．答案：AC13．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是()A．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行解析：本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题．光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前、后两小球组成的系统总动量守恒．碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以A 项是可能的；若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前两球总动量为零，所以B 项不可能；碰撞前、后系统的总动量的方向不同，所以动量不守恒，C 项不可能；碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以，D 项是可能的．答案：AD14.如图所示，一光电管的阴极用极限波长为λ0的钠制成.用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差为U ，饱和光电流的值（当阴极K 发射的电子全部到达阳极A 时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）为I ，电子电荷量为e ，则A.若入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K发射的光电子的最大初动能可能增大B.若改用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子C.每秒钟内由K 极发射的光电子数目为I /eD.发射的电子到达A 极时的动能最大值为hc ⎝⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0 解析：从阴极K 发射的光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0，与入射光强度无关，入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K 发射的光电子的最大初动能不变，故A 错误；蓝光的频率比紫外线的频率小，又根据E k ＝hν－W 0可得，用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子，也可能不逸出光电子，故B 正确；由K 极发射的光电子数目为n ＝Q e ＝It e ，每秒钟内由K 极发射的光电子数目为I e，故C 正确；发射的电子到达A 极时的动能最大值为E k ＝hν－W 0＝hc λ－hcλ0＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0，故D 正确；故选BCD. 答案：BCD二、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．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)15．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图所示，两个小球的质量分别为m A和m B.(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？请将这些器材前面的序号填在横线上________．①秒表②刻度尺③天平④圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有________．①m Am B＝ONMP②m Am B＝OMMP③m Am B＝OPMN④m Am B＝OMMN解析：(1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM、OP、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规．(2)根据动量守恒定律有：m A OP＝m A OM＋m B ON，即m A(OP－OM)＝m B ON，①正确．答案：(1)②③④(2)①16．(9分)某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O点，使小球1的球心到悬点O的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上．将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为α)由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动到C位置，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为x的D点．(1)实验中已经测得上述物理量中的α、L、x，为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量的物理量有_____________________(要求填写所测物理量的名称及符号)．(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量：p1＝________；p′1＝________；p2＝__________；p′2＝__________．解析：(1)为了验证两球碰撞过程动量守恒，需要测量小球1质量m 1和小球2质量m 2，小球1碰撞前后的速度可以根据机械能守恒定律测出，所以还需要测量OC 与OB 夹角β，需要通过平抛运动测量出小球2碰后的速度，需要测量水平位移x 和桌面的高度h .(2)小球从A 处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律，得m 1gL (1－cos α)＝12m 1v 21，解得v 1＝2gL （1－cos α），则p 1＝m 1v 1＝m 12gL （1－cos α）；小球A 与小球B 碰撞后继续运动，在A 碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒，由机械能守恒定律，得－m 1gL (1－cos β)＝0－12m v ′21，解得v ′1＝2gL （1－cos β），则p ′1＝m 12gL （1－cos β）.碰前小球B 静止，则P B ＝0；碰撞后B 球做平抛运动，水平方向：x＝v ′2t ，竖直方向 h ＝12gt 2，联立解得v ′2＝x g 2h，则碰后B 球的动量p ′2＝m 2x g 2h. 答案：(1)小球1的质量m 1，小球2的质量m 2，桌面高度h ，OC 与OB 间的夹角β(2)m 12gL （1－cos α） 0 m 2x g 2hm 12gL （1－cos β）17．(12分)一个铍核(94Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子并释放出5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g ，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g 物质反应过程中，其质量亏损是多少？解析：(1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝μBe ＋μα＝(9＋4) g/mol ＝13 g/mol ，铍核和氦核各含的摩尔数n ＝M μ＝13013mol ＝10 mol ， 所以放出的能量ΔE ＝n ·N A ·E 放＝10×6.02×1023×5.6 MeV ＝3.371×1025 MeV ＝5.4×1012 J.(3)质量亏损Δm ＝ΔE c 2＝5.394×1012（3.0×108）2kg ＝6.0×10－5 kg. 答案：(1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n (2)5.4×1012 J(3)6.0×10－5 kg18．(15分)已知氢原子的基态电子轨道半径为r 1＝0.528×10－10m ，量子数为n 的能级值为E n ＝－13.6n 2 eV . (1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中波长最短的波．(静电力常量k ＝9×109 N ·m 2/C 2，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s ，真空中光速c ＝3.00×108 m/s) 解析：由ke 2r 2n＝m v 2n r n ，可计算出电子在任意轨道上运动的动能E kn ＝12m v 2n ＝ke 22r n， 由E n ＝－13.6n 2 eV 计算出相应量子数n 的能级值为E n . (1)核外电子绕核做匀速圆周运动，静电引力提供向心力，则：ke 2r 21＝m v 21r 1. 又知E k ＝12m v 2，故电子在基态轨道的动能为： E k ＝ke 22r 1＝9×109×（1.6×10－19）22×0.528×10－10J ＝13.6 eV . (2)当n ＝1时，能级值为E 1＝－13.612 eV ＝－13.6 eV ； 当n ＝2时，能级值为E 2＝－13.622 eV ＝－3.4 eV ； 当n ＝3时，能级值为E 3＝－13.632 eV ＝－1.51 eV ； 能发出光谱线分别为3→2，2→1，3→1共三种，能级图如图所示．(3)由E 3向E 1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．hν＝E m－E n，又知ν＝cλ，则有λ＝hcE3－E1＝6.63×10－34×3×10812.09×1.6×10－19m＝1.03×10－7 m.答案：(1)13.6 eV(2)如解析图所示(3)1.03×10－7 m19.(12分)如图所示，光滑的水平面上有一木板，在其左端放有一重物，右方有一竖直的墙，重物的质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ＝0.2.使木板与重物以共同的速度v0＝6 m/s 向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．已知木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g＝10 m/s2.求：木板从第一次与墙碰撞到第二次与墙碰撞所经历的时间．解析：第一次与墙碰撞后，木板的速度反向，大小不变，此后木板向左做匀减速运动，重物向右做匀减速运动，最后木板和重物达到共同的速度v.设木板的质量为m，重物的质量为2m，取向右为动量的正向，由动量守恒，得2m v0－m v0＝3m v，①设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的时间为t1，对木板应用动量定理，得2μmgt1＝m v－m(－v0)，②设重物与木板有相对运动时的加速度为a，由牛顿第二定律，得2μmg＝ma，③在达到共同速度v时，木板离墙的距离l为：l＝v0t1－12at21，④开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为：t2＝lv，⑤从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为：t＝t1＋t2，⑥由以上各式得t＝4v03μg，⑦代入数据得t＝4 s.答案：4 s模块综合检测(二)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．关于下列四幅图说法不正确的是()A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围内解析：原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A错误．易知B正确．电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C正确. 发现少数α粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D正确．答案：A2．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是 1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为()A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV解析：本题考查光电效应方程及逸出功．由E k＝hν－W，得W ＝hν－E k＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV，则入射光的最低能量为hνmin＝W＝3.5 eV，故正确选项为B.答案：B3．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为E n，其中n＝2，3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A.4hc 3E 1B.2hc E 1C.4hc E 1D.9hc E 1解析：对于量子数n ＝2的氢原子，其电离能为0－E 14，则由－E 14＝h c λ知C 项正确． 答案：C4.238 92U 放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成210 83Bi ，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210a X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 81Tl ，210a X 和b 81Tl 最后都衰变变成206 82Pb ，衰变路径如图所示，则可知图中( )A ．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B ．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C ．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D ．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变解析：在210 83Bi 衰变变成210a X 的过程中质量数不变，过程①是β衰变；210a X 衰变变成206 82Pb 过程中质量数减少4，过程③是α衰变；210 83Bi 衰变变成b 81Tl ，核电荷数减少2，过程②是α衰变； b 81Tl 衰变变成206 82Pb ，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A 正确．答案：A5.如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为 4 kg ，设小球在落到车底前瞬间速度是25 m/s ，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（ ）A.5 m/sB.4 m/sC.8.5 m/sD.9.5 m/s解析：小球抛出后做平抛运动，根据动能定理得：mgh ＝12m v 2－12m v 20 解得：v 0＝15 m/s ，小球和车作用过程中，水平方向动量守恒，则有：－m v 0＋MV ＝（M ＋m ）v ′，解得：v ′＝5 m/s ，故选A.答案：A6．两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，m A＝1 kg ，m B ＝2 kg ，v A ＝6 m/s ，v B ＝2 m/s.当A 追上B 并发生碰撞后，两球A ，B 速度的可能值是( )A ．v ′A ＝5 m/s ，v ′B ＝2.5 m/sB ．v ′A ＝2 m/s ，v ′B ＝4 m/sC ．v ′A ＝－4 m/s ，v ′B ＝7 m/sD ．v ′A ＝7 m/s ，v ′B ＝1.5 m/s解析：这是一道同向追击碰撞问题，在分析时应注意考虑三个方面的问题：动量是否守恒，机械能是否增大，是否符合实际物理情景．针对这三点，要逐一验证．取两球碰撞前的运动方向为正，则碰撞前，系统总动量p ＝m A v A ＋m B v B ＝10 kg ·m/s ，逐一验证各个选项，发现碰撞后，四个选项均满足动量守恒．碰前，系统总动能E k ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B ＝22 J ．碰后系统总动能应不大于碰前总动能，即E ′k ≤22 J ，把各选项代入计算，知选项C 、D 不满足，被排除．对于选项A ，虽然满足机械能不增加的条件，但仔细分析，发现v ′A >v ′B ，显然不符合实际情况，故本题正确答案为选项B.答案：B7.如图所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球（可视为质点）从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中，（ ）A.小球所受合力的冲量方向为弧中点指向圆心B.小球所受支持力的冲量为0C.小球所受重力的冲量大小为m 2gRD.小球所受合力的冲量大小为m 2gR 解析：小球受到竖直向下的重力，和垂直切面指向圆心的支持力，所以合力不指向圆心，故合力的冲量也不指向圆心，A 错误；小球的支持力不为零，作用时间不为零，故支持力的冲量不为零，B错误；小球在运动过程中只有重力做功，所以根据机械能守恒可得mgR＝12 m v2B，故v B＝2gh，根据动量定理可得I合＝Δp＝m v B＝m2gR，故C错误；D正确.答案：D8.我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户.在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（）A.玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B.爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C.德布罗意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D.普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性解析：普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔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，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误；故选B.答案：B9．在自然生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax，根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmax T＝2.90×10－3m·K.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 mC．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m解析：体温为37 ‴时，热力学温度T＝310 K，根据λmax T＝2.90×10－3 m·K，得λmax＝2.90×10－3310m＝9.4×10－6 m.答案：B10.如图所示，质量为3 kg的木板放在光滑的水平地面上，质量为1 kg的木块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以大小v＝4 m/s的初速度向相反方向运动．当木板的速度为2.4 m/s 时，木块()A．处于匀速运动阶段B．处于减速运动阶段C．处于加速运动阶段D．静止不动解析：木板和木块组成的系统动量守恒，设它们相对静止时的共同速度为v′，以木板运动的方向为正方向，则：M v－m v＝(M＋m)v′，所以v′＝M v－m vM＋m＝2 m/s，方向与木板运动方向相同．在此之前，木板一直做匀减速运动，木块先做匀减速运动，当相对地面的速度为零时，再反向向右做匀加速运动，直到速度增大到2 m/s.设当木块对地速度为零时，木板速度为v″，则：M v－m v＝M v″，v″＝M v－m vM＝2.67 m/s，大于2.4 m/s，故木板的速度为2.4 m/s时，木块处在反向向右加速运动阶段，C正确．答案：C二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11.大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出3种不同频率的光子，分别用它们照射一块逸出功为W0的金属板时，只有频率为ν1和ν2（ν1>ν2）的两种光能发生光电效应.下列说法正确的是（）A.金属板的极限频率为W0 hB.光电子的最大初动能为h（ν1＋ν2）－W0C.吸收光子的能量为h（ν1＋ν2）D.另一种光的光子能量为h（ν1－ν2）解析：A.金属板的极限频率为hν＝W0，得ν＝W0h，A正确；B.频率为ν1的光子照射到金属板时逸出的光电子初动能最大，则光电子的最大初动能为E k＝hν1－W0，B错误；C.吸收光子的能量为hν1，C错误；D.逸出的三种光子能量关系为：hν1＝hν2＋hν3，所以另一种光的光子能量为h（ν1－ν2），D正确.故选：AD.答案：AD12.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是()A．小球的机械能减少了mg(H＋h)B．小球克服阻力做的功为mghC．小球所受阻力的冲量大于m2gHD．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量解析：由动能定理mg(H＋h)－W f＝0，则W f＝－mg(H＋h)，所以小球的机械能减少了mg(H＋h)，所以A选项正确，B选项错误；小球自由落下至地面过程，机械能守恒，mgH＝12m v2，v＝2gH，落到地面后又陷入泥潭中，由动量定理I G－I f＝0－m v，所以I f＝I G ＋m v＝I G＋m2gH，小球所受阻力的冲量大于m2gH，所以C选项正确；由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量，所以D 选项错误．答案：AC13.如图所示，在光滑水平面上质量分别为m A＝2 kg、m B＝4 kg，速率分别为v A＝5 m/s、v B＝2 m/s 的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则()A．它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s，方向水平向右B．它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右C．它们碰撞后B小球向右运动D．它们碰撞后B小球可能向左运动解析：根据动量守恒，设向右为正方向，碰后它们的总动量p′＝p＝m A v A＋m B v B＝2×5 kg·m/s－4×2 kg·m/s＝2 kg·m/s，故A 错、B对；因总动量向右，所以碰后B球一定向右运动，C对、D错．答案：BC14.如图所示，光滑的水平面上，质量为m1的小球以速度v与质量为m2的静止小球正碰，碰后两小球的速度大小都为12v，方向相反，则两小球质量之比m1∶m2和碰撞前后动能变化量之比ΔE k1∶ΔE k2为()。
人教版高中物理选修3-5本册综合能力测试题
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．(襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中2013～2014学年高二下学期期中联考)下列叙述中不正确的是()A．麦克斯韦提出了光子的电磁说B．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象C．在光的干涉现象中，干涉亮纹部分是光子到达几率大的地方D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性答案：B解析：麦克斯韦根据他提出的电磁理论，认为光是一种电磁波，并预言了电磁波的存在，从而提出了光的电磁说，故A正确；玻尔建立了量子理论，能够很好解释氢原子发光现象，但是不能解释所有原子的发光现象，故B错误；光波是一种概率波，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小，故C正确；宏观物体的物质波波长非常小，而波长越小，越难观察到它的波动性，故D正确。
2．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是()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。
3．在一次救灾行动中，需要把飞机上的50麻袋粮食投放到行驶的列车上，已知列车的质量为M，列车在铁轨上以速度v0做匀速直线运动，列车上方的飞机也沿铁轨以速度v1同向匀速飞行。
在某段时间内，飞机连续释放下50袋粮食，每袋粮食质量为m，且这50袋粮食全部落在列车车厢内。
不计列车与铁轨之间的摩擦，则列车载有粮食后的速度为()。
人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案解析.doc
最新人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案解析第16章动量守恒定律章末综合测评（一）（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的4个选项屮，第1〜5题只有一个选项符合要求，第6〜8题有多个选项符合要求.全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分・）1.下列说法中正确的是（）A・根据F遷可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它受的合外力B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的累积效应，是一个标量C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是不同的D.玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为受到的冲量太大【解析】A选项是牛顿第二定律的一种表达方式；冲量是矢量，B错；尸=牛是牛顿第二定律的最初表达方式，实质是一样的，C错；玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为玻璃杯与水泥地的作用时间短，并不是所受冲量太大，D错误.【答案】A2.如图1所示，两木块/、〃用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平而上.一颗子弹水平射入木块并留在其中.在子弹打中木块/及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（）图1A.动量守恒、机械能守恒B.动量守恒、机械能不守恒C.动量不守恒、机械能守恒D.动量、机械能都不守恒【解析】子弹击中木块/及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为0,系统动量守恒.但是子弹击中木块/过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确.【答案】B3. 将静置在地面上，质量为M （含燃料）的火箭模型点火升空，在极短吋间内以相对地面 的速度％竖直向下喷出质量为加的炽热气体•忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气 结束时火箭模型获得的速度大小是（）//7【解析】 根据动量守恒定律mv （）=（M —m ）v 9得。
=耐_〃畀°,选项D 正确.【答案】D4. 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变， 这就是动量守恒定律.若一个系统动量守恒时，贝％ ）A. 此系统内每个物体所受的合力一定都为零B. 此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C ・此系统的机械能一定守恒D.此系统的机械能可能增加【解析】 若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体 所受的合力不一定都为零，A 错误.此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向 变化，总动量不变这是有可能的，B 错误.因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做 功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C 错误，D 正 确.【答案】D5. 如图2所示，质量为M 的小车静止在光滑的水平面上，小车上力3部分是半径为2? 的四分之一光滑圆弧，BC 部分是粗糙的水平面.今把质量为加的小物体从/点由静止释放,小物体与BC 部分间的动摩擦因数为〃，最终小物体与小车相对静止于3、C 之间的D 点，则B 、D 间的距离x 随各量变化的情况是（） A. 其他量不变，7?越大x 越大 A.A图2B.其他量不变，〃越大x越大C.其他量不变，加越大x越大D.其他量不变，M越大x越大【解析】小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零，所以当小车和小物体相对静止时，系统水平方向的总动量仍为零，则小车和小物体相对于水平面也静止，由能量守恒得［imgx=mgR, x=Rlp,选项A正确，B、C、D错误.【答案】A6.水平抛出在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，贝9（）A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何时间内，动量变化的方向都是竖肓向下C.在任何时间内，动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出物体的瞬间，动量对时间的变化率为零【解析】做平抛运动的物体仅受重力作用，由动量定理得\p=mgM,因为在相等的时间内动量的变化量y相同，即大小相等，方向都是竖直向下的，从而动量的变化率恒定，故选项A、B、C正确，D错误.【答案】ABC7.如图3所示，三个小球的质量均为加，B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，力球以速度％沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后/、B两球粘在一起.对力、B、C及弹簧组成的系统，下列说法正确的是（）A.机械能守恒，动量守恒B.机械能不守恒，动量守恒C.三球速度和等后，将一起做匀速运动D.三球速度相等后，速度仍将变化【解析】因水平面光滑，故系统的动量守恒，A. B两球碰撞过程中机械能有损失，A 错误，B正确；三球速度相等时，弹簧形变量最大，弹力最大，故三球速度仍将发生变化，C 错误，D 正确.【答案】BD8.如图4所示，甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上，两车相距为厶•乙车上站立着一个质量为加的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是（）A. 甲、乙两车运动屮速度Z 比为〒一B. 甲、乙两车运动中速度之比为十〃2D.乙车移动的距离为莎匚J【解析】 本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统，则水平方向动量守恒，甲、乙 +兀乙=L,解得C 、D 正确.【答案】 ACD二、非选择题(本题共5小题，共52分.按题目要求作答.)9. (8分)如图5所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.已知a 、b 小球的质 量分别为〃场、叫，半径分别为心、图中P 点为单独释放a 球的平均落点，M 、N 是a 、b 小球碰撞后落点的平均位置.0 M P N图5(1) 木实验必须满足的条件是 _______ ・A. 斜槽轨道必须是光滑的B. 斜槽轨道末端的切线水平C. 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D. 入射球与被碰球满足m a = m h , r a = r h(2) 为了验证动量守恒定律，需要测量"间的距离X],则还需要测量的物理量有 ___________ _______ (用相应的文字和字母表示).(3) 如果动量守恒，须满足的关系式是 _______ (用测量物理量的字母表示).【答案】(1)BC(2) 测量OM 的距离X2测量ON 的距离C.甲车移动的距离为 M+加 2A/+ 詁两车运动中速度之比等于质量的反比，即为 M , A 正确，B 错误；Mr 甲= (M+加)x 乙，x 甲(3)m a x\ — m a X2+写成m a OP=m a OM+ mhON也可以)10.(10分)如图6所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块昇和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：cn f图6[.把两滑块/和B紧贴在一起，在/上放质量为加的祛码，置于导轨上，用电动卡销卡住/和仪在力和B的I古I定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；II .按下电钮使电动卡销放开，同吋启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当/和B与固定挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下力至C的运动时间小B至D的运动时间£2；III.重复几次，取“和『2的平均值.(1)在调整气垫导轨时应注意_______ ；(2)应测量的数据还有_______ ；(3)只要关系式_______ 成立，即可得出碰撞中守恒的量是〃"的欠量和.【解析】(1)导轨水平才能让滑块做匀速运动.(2)需测出力左端、B右端到挡板C、Q的距离xi、%2由计时器计下/、B到两板的时间“、t2算出两滑块/、〃弹开的速度。
人教版高中物理选修3-5模块综合检测带答案.doc
模块综合检测（时间:90分钟满分:100分）一、选择题（木题共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题只有一个选项正确,7〜10 题冇多个选项止确,全部选对的得4分，选对但不全的得2分，冇选错或不答的不得分）1•我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠。
观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒'啲运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲吋，乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。
在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（）A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B.甲、乙的动量变化一定人小相等、方向相反C.甲的动能增加量一•定等于乙的动能减少量D•甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析:卬对乙的冲虽与乙对川的冲虽大小相等力向相反，选项A错误;甲、乙组成的系统动量守恒，动量变化量等人反向，选项B正确;甲、乙相互作用时，虽然她们之间的相互作用力始终人小相等，方向和反,但相互作用过程屮,她们的对地位移不一•定相同,所以甲的动能增加量不一定等于乙的动能减少量，那么甲对乙做的功就不一定等于乙対甲做的功，选项C、D错误。
答案:B2•如图甲是（X、卩、丫三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检杳是利用了哪种射线（）A.ct射线BR射线C.Y射线D.三种射线都可以解析:由题图甲可知a射线和卩射线都不能穿透钢板,丫射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕,答案为Co答案:c3•如图所示，弹簧的-•端固定在竖直墙上，质量为"7的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接,一个质量也为加的小球从杷i高力处开始下滑，则（）A.在以后的运动过程中，小球和槽的动虽始终守恒B.在下滑过程屮小球和槽之间的相互作用力始终不做功C.被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高刀处D.被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动解析:小球在槽上运动吋，由丁•小球受重力，故两物体组成的系统外力Z和不为零,故动量不守恒，当小球与弹簧接触后，小球受外力，故动量不再守恒，故A错误;下滑过程中两物体都冇水平方向的位移，而力是垂直于球而的，故力和位移夹角不垂肯,故两力均做功，故B错课;小球脱离弧形槽时，水平方向动量守恒,可得两者速度人小相等,故小球脱离弧形槽后，槽向后做匀速运动，而小球被弹簧反弹后也做匀速运动,小球追不上弧形槽，故C错,D正确。
选修3-5综合题两套含答案
综合检测(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．下列说法正确的是( ) A ．冲量是物体动量变化的原因 B ．冲量的方向与动量的方向一致 C ．物体受力越大，其动量变化越大 D ．冲量越大，动量也越大 2．关于原子和原子核，下列说法正确的是( )A ．1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核：147N ＋42He →178O ＋11H ，发现中子B ．1932年查德威克用α粒子轰击铍核：94Be ＋42He →126C ＋10n ，发现质子C ．1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核：2713Al ＋42He →3015P ＋10n ，用人工方法得到放射性同位素D ．1905年爱因斯坦发现质能方程：E ＝mc 2，解释了光电效应现象 3．在下列四个方程中，X 1、X 2、X 3和X 4各代表某种粒子：23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋3X 1 3015P →3014Si ＋X 223892U →23490Th ＋X 323490Th →23491Pa ＋X 4以下判断中错误的是( ) A ．X 1是中子 B ．X 2是中子 C ．X 3是α粒子 D ．X 4是电子4．用波长为2.0×10－7 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J ．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s )，光速c ＝ 3.0×108 m /s ，结果取两位有效数字)( )A ．5.5×1014 HzB ．7.9×1014 HzC ．9.8×1014 HzD ．1.2×1015 Hz图15．如图1所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时B 静止，A 具有4 kg ·m /s 的动量(令向右为正)，刚开始绳松弛．在绳拉紧(可能拉断) 的过程中，A 、B 动量的变化可能为( )A ．Δp A ＝4 kg ·m /s ，ΔpB ＝－4 kg ·m /s B ．Δp A ＝2 kg ·m /s ，Δp B ＝－2 kg ·m /sC ．Δp A ＝－2 kg ·m /s ，Δp B ＝2 kg ·m /sD ．Δp A ＝Δp B ＝2 kg ·m /s6．关于光电效应，下列说法正确的是( ) A ．极限频率越大的金属材料逸出功越大B ．只要光照射的时间足够长，任何金属都产生光电效应C ．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D ．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 7．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人 造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )A ．“人造太阳”的核反应方程是21H ＋31H →42He ＋10nB ．“人造太阳”的核反应方程是23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋310nC ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE ＝Δmc 2D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是E ＝12mc 28．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是()A．p A＝6 kg·m/s，p B＝6 kg·m/s B．p A＝3 kg·m/s，p B＝9 kg·m/sC．p A＝－2 kg·m/s，p B＝14 kg·m/s D．p A＝－4 kg·m/s，p B＝17 kg·m/s9．一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)和铜两种金属作为长效电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片做电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是()A．镍63的衰变方程是6328Ni→01e-＋6327Co B．镍63的衰变方程是6328Ni→01e-＋6329CuC．外接负载时镍63的电势比铜片高D．该电池内电流方向是从镍到铜片10．一物体竖直向上抛出，从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t，上升的最大高度是H，所受空气阻力大小恒为F，则在时间t内()A．物体动量的增量大于抛出时的动量大小B．在上升过程中和下降过程中空气阻力对物体的冲量大小相等，方向相反C．物体所受重力的冲量为零D．物体机械能的减少量等于FH二、非选择题(本题共5小题，共60分)11．(12分)(1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是______________．(2)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.4 eV和－1.51 eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．12．(12分)一个士兵，坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120 kg.这个士兵用自动枪在2 s内沿水平方向射出10发子弹，每颗子弹质量为10 g，子弹离开枪口时相对地面的速度都是800 m/s.射击前皮划艇是静止的．(1)射击后皮划艇的速度约是多大？(2)士兵射击时枪所受到的平均反冲作用力有多大？13．(12分)已知锌板的极限波长λ0＝372 nm ，氢原子的基态能量为－13.6 eV .若氢原子的核外电子从量子数n ＝2跃迁到n ＝1时所发出的光子照射到该锌板上，此时能否产生光电效应？若能，光电子的最大初动能是多少电子伏？(真空中光速c ＝3×108 m /s ，普朗克常量h＝6.63×10－34 J ·s ，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C )图214．(12分)一辆小车在光滑的水平面上以v ＝1 m /s 的速度向右运动，小车的质量为M ＝100 kg ，如图2所示，一质量为m ＝50 kg 的人从小车的右端迎面跳上小车，接触小车前的瞬间，人的水平速度大小为v 1＝5.6 m /s ，求：(1)人跳上小车后，人和小车共同速度的大小和方向； (2)人跳上小车的过程中，人对小车的冲量．图315．(12分)光滑水平面上有一质量为M 的滑块，滑块的左侧是一光滑的14圆弧，圆弧半径为R ＝1 m ．一质量为m 的小球以速度v 0向右运动冲上滑块．已知M ＝4m.g 取10 m /s 2，若小球刚好没跃出14圆弧的上端，求：(1)小球的初速度v 0； (2)滑块获得的最大速度．综合检测(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.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n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1A．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(24195Am)衰变成镎(23793Np)时放出一种很容易被空气阻隔的新粒子，这种粒子是()A.42HeB.11HC.10nD.01e7．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2A ．两滑块的动能之比E k A ∶E kB ＝1∶2 B ．两滑块的动量大小之比p A ∶p B ＝2∶1C ．两滑块的速度大小之比v A ∶v B ＝2∶1D ．弹簧对两滑块做功之比W A ∶W B ＝1∶18．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3A ．15B ．10C ．4D ．19．已知一价氦离子He ＋能级E n 与量子数n 的关系为E n ＝E 1n 2,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 eVB ．40.8 eVC ．48.4 eVD ．54.4 eV10．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m B ＝2m A ，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4A ．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∶10C ．右方是A 球，碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D．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hB．小球抛出点距地面的高度HC．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、m2B．测量小球m1开始释放的高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．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p 1p 1′＋p 2′为________．12．(8分)在光滑水平面上，甲、乙两物体的质量分别为m 1、m 2，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：131 53I →______________(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2v 0、v 0.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714．(1)(2分)氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n2，其中E 1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ν1ν2＝______.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m A ＝3m 、m B ＝m C ＝m ，开始时B 、C 均静止，A 以初速度v 0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916．(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：21H＋31H→42He ＋x，式中x是某种粒子．已知：21H、31H、42He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：(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．综合检测1．A 2．C 3．B 4．B 5．C6．A 7．AC 8．A9．BC 10．A11．(1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功) (2)见解析 解析 (1)见答案(2)氢原子放出的光子能量E ＝E 3－E 2，代入数据得E ＝1.89 eV 金属钠的逸出功W 0＝hνc ，代入数据得W 0＝2.3 eV 因为E <W 0，所以不能发生光电效应． 12．(1)0.67 m/s (2)40 N解析 (1)由动量守恒定律，得10m v 1＝(M －10m )v 2，则v 2＝10m v 1M －10m≈10m v 1M ＝10×0.01 kg ×800 m/s120 kg≈0.67 m/s.(2)设士兵射击时枪所受到的平均反冲作用力为F .由动量定理得Ft ＝(M －10m )v 2，得F ＝(M －10m )t v 2≈M v 2t＝40 N.13．能 1.10×10－18 J解析 氢原子跃迁发出光子的能量为E ＝E 2－E 1＝E 122－E 1＝10.2 eV ＝1.63×10－18 J锌板的逸出功为W 0＝h c λ0＝6.63×10－34×3×108372×10－9J ＝5.3×10－19 J因E >W 0，所以能发生光电效应． 由光电效应方程E k ＝E －W 0代入数据得：E k ＝1.10×10－18 J 14．(1)1.2 m/s 向左 (2)220 N·s 向左解析 (1)人和小车组成的系统水平方向不受外力，故水平方向系统动量守恒，取向右方向为正，由动量守恒定律得：M v －m v 1＝(M ＋m )v 共所以v 共＝M v －m v 1M ＋m ＝100×1－50×5.6100＋50m/s ＝－1.2 m/s ，则共同速度大小为1.2 m/s ，方向向左(2)由动量定理得，人对小车的冲量 I ＝M v 共－M v ＝100×(－1.2－1) N·s ＝－220 N·s ，人对小车的冲量大小为220 N·s ，方向向左15．(1)5 m/s (2)2 m/s解析 (1)当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v 1，根据水平方向动量守恒有：m v 0＝(m ＋M )v 1①因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律有： 12m v 20＝12(m ＋M )v 21＋mgR ② 联立①②式解得v 0＝5 m/s ③ (2)小球到达最高点以后又滑回，滑块做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大．研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守恒和能量守恒有：m v 0＝m v 2＋M v 3④12m v 20＝12m v 22＋12M v 23⑤ 联立③④⑤式解得v 3＝2 m/s ⑥答 案1．C 2.D 3.AC 4.CD 5.D 6.A 7.A 8.B 9.B 10.A11．(1)C (2)ADE 或DEA 或DAE (3)m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2(4)14 2.9 1(1～1.01均可) 12．(1)35(2)弹性碰撞13．(1)①131 54X ＋ 0－1e ②16 (2)4v 014．(1)14 (2)65v 015.4v 03μg。
人教版高中物理选修3-5全册内容综合测试含答案
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5全册内容综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.科学家通过对月壤样品进行实验分析，估计月壤中氦3的资源总量可达100万－500万吨，若能实现商业化运用，月壤中的氦3可供地球能源需求达数万年．利用氦3的核反应方程为：He＋H→He＋X.则下列说法中正确的是()A．上式中X应为中子B．目前地球上的核电站正是利用氦3作为核燃料，因此迫切需要开发月壤中的氦3C．反应前He与H的质量之和等于反应后He与X的质量之和D．反应前He与H的质量之和大于反应后He与X的质量之和2.如图所示，一质量M＝3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m＝1.0 kg的小木块A.现以地面为参考系，给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离木板B.站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板B相对地面的速度大小可能是()A． 2.4 m/sB． 2.8 m/sC． 3.0 m/sD． 1.8 m/s3.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中()A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大4.如图小球A和小球B质量之比为1∶3，球A用细绳系住，绳子的另一端固定，球B置于光滑水平面上．当球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与球B弹性正碰，则碰后球A能上升的最大高度是()A．hB．C．D．5.设a、b两球相撞，碰撞前后都在同一直线上运动，若它们碰撞前的速度分别为v a、v b，碰后的速度分别为v a′、v b′，则两个小球的质量比m a∶m b为()A．B．C．D．6.用蓝光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使光电管发生光电效应的有()A．红光B．黄光C．绿光D．紫光7.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()A．两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律B．两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程C．两种效应都属于吸收光子的过程D．光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程8.一个质量为m的小球以速率v垂直射向墙壁，被墙以等速率反向弹回．若球与墙的作用时间为t，则小球受到墙的平均作用力大小为()A．B．C．D． 09.用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A．放射源射出的是γ射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天10.下列关于近代物理知识的说法正确的是()A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了1个B．β射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力C．含有10个原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变D．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，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有()A． X是中子B． Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应12.(多选)下列核反应方程正确的是()A．He＋N→O＋HB．He＋Be＝C＋nC．He＋Al→P＋nD．→Ba＋Kr＋2n13.(多选)某种元素的原子核符号为X，则()A．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZB．原子核的质子数为Z，核子数为AC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A，中子数为A－Z14.(多选)太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是()A．方程中的X表示中子(n)B．方程中的X表示正电子(e)C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.一个物理学习小组利用图甲所示的装置和频闪相机来验证动量守恒定律．其实验步骤如下：步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA、mB(mA＞mB)；步骤2：安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；步骤3：让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示；步骤4：将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置P由静止开始释放，使它们碰撞．两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置，照片如图丙所示．经多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变．①实验中放在斜槽末端的小球是________ (选填“A”或“B”)；②若要验证他们的猜想，需要在照片中直接测量的物理量有____、____、____(选填“x0”“y0”“x1”“y1”“x2”“y2”)．写出该实验小组猜想结果的表达式____________(用测量量表示)．③他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为e ＝，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞恢复系数e＝1，非弹性碰撞恢复系数e＜1.”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值e＝________.(结果保留到小数点后两位数字)四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.跳水运动员应先将跳板向下压一下，以便让人弹得更高．如图所示，在北京奥运会3米跳板跳水中，运动员的质量为40 kg，跳板下压的最大距离为0.2 m，跳板储存的弹性势能为160 J，反弹时跳板将弹性势能全部转给运动员，把运动员视为质点，则运动员入水的速度为多大？弹起时运动员与板作用时间为0.8 s，那么在弹起的过程中板对运动员的平均作用力为多少？(g取10 m/s2，板的质量忽略不计)17.如图所示，三个小木块A、B、C静止在足够长的光滑水平轨道上，质量分别为m A＝0.1 kg，m B ＝0.1 kg，m C＝0.3 kg，其中B与C用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；A和B之间有少许塑胶炸药(质量不计)，现引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有E＝0.4 J转化为A 和B沿轨道方向的动能。
高中物理物理新人教选修3-5 综合练习2新人教版选修3-5
物理新人教选修3-5 综合练习第Ⅰ卷（选择题）选择题：（每小题有一个或一个以上的正确答案，全对得4分，漏选得2分，不选或错选得0分，共40分）1、关于动量，下列说法正确的是（ ）动量大的物体惯性一定大做匀速园周运动的物体的动量和动能都不变动量大的物体运动速度一定快物体的动量发生变化，则物体的速度也一定发生变化2、关于动量守恒，下列说法正确的是（ ）相互作用的物体，如果所受合外力为零，则它们的总动量保持不变 动量守恒是指相互作用的各个物体在相互作用前后动量不变动量守恒是互相作用的各个物体组成的系统在相互作用的动量之和与相互作用之后的动量之和是一样的相互作用的两个物体组成的系统总是动量守恒3、竖直上抛一个小球，小球又落回地面，空气阻力大小不变，则在此过程中（ ） 重力的冲量为零空气阻力的冲量为零空气阻力做功为零上升过程比下降过程动量增量数值大4、分别用波长为λ和λ43的单色光照射同一金属板，发出的光电子最大初动能之比为1:2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（ ） A 、λhc 21 B 、λhc 32 C 、λhc 43 D 、c h λ545、从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是（ ）光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波动性光的频率越高，光子的能量越大在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方6、如图，当电键K 断开时，用光子能量为2.5eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。
合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V 时，电流表读数为零。
由此可知阴极材料的逸出功为（ ）A 、1.9eVB 、0.6eVC 、2.5eVD 、3.1eV7、1 .1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家.下列核反应方程中属于研究“两弹”的基本核反应方程式的是（ ）A 、N 147+He 42→O 178+H 11B 、U 23592+n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 10 C 、U 23892→Th 23490+He 42 D 、H 21+H 31→He 42+n 10 8、一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是m1、m2、m3，则（ ）A 、由于反应前后质量数不变，所以m1+m2=m3B 、由于反应时释放出了能量，所以m1+m2＞m3C 、由于反应在高温高压下进行,从而吸收能量，所以m1+m2＜m3D 、反应时放出了频率为h c m m m 2321)(-+的光子，式中c 是光速，h 是普朗克常量9、如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定 （ ）A 、原子核只可能发生β衰变B 、原子核可能发生α衰变或β衰变C 、原子核放出一个正电子原子核放出一个中子10、对于原子光谱，下列说法正确的是（ ）原子光谱是不连续的由于原子都是由原子核和电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的 各种原子的结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同利用原子光谱，可以鉴别物质中含有哪些元素第Ⅱ卷（非选择题）实验探究题：（本题共24分，每小题12分）11、设计一个实验方案，探究在光电效应现象中，影响光电流的大小的因素，要求：写出所需实验器材、实验原理图、主要的探究步骤及表格。
最新人教版高中物理选修3-5：测试卷(二)含答案
高中同步测试卷(二)第二单元动量守恒定律在碰撞、反冲中的应用(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．) 1．科学家试图模拟宇宙大爆炸初期的情景，他们使两个带正电的不同重离子经加速后，沿同一直线相向运动而发生猛烈碰撞，为了使碰前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( )A．速率B．质量C．动量D．动能2.如图所示，质量相同的两木块M、N中间固定一轻弹簧，M放在粗糙的水平面上，N放在光滑的水平面上，用力将两物体靠近使弹簧压缩，此时弹簧的弹力大于M所受到的最大静摩擦力，当松手后两物体被弹开的过程中，不计空气阻力，则对两木块，有( )A．动量守恒、机械能守恒B．动量守恒、机械能不守恒C．动量、机械能都不守恒D．加速度大小任意时刻相等3．下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度( )A．使喷出的气体速度增大B．使喷出的气体温度升高C．使喷出的气体质量增大D．使喷出的气体密度减小4．向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则( ) A．b的速度方向一定与原来速度方向相反B．从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大C．a、b一定同时到达水平地面D．在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力的大小一定相等5．假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是( ) A．步行B．挥动双臂C．在冰面上滚动D．脱去外衣抛向岸的反方向6．一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器通过喷气而获得动力，下列关于喷气方向的说法正确的是( )A．探测器加速运动时，向后喷射B．探测器加速运动时，竖直向下喷射C．探测器匀速运动时，竖直向下喷射D．探测器匀速运动时，不需要喷射7．一颗水平飞来的子弹射入一个原来悬挂在天花板下静止的沙袋并留在其中和沙袋一起上摆，关于子弹与沙袋组成的系统，下列说法正确的是( )A．子弹射入沙袋的过程中系统动量和机械能都守恒B．子弹射入沙袋的过程中系统动量和机械能都不守恒C．共同上摆阶段动量守恒，机械能不守恒D．共同上摆阶段动量不守恒，机械能守恒8．如图所示，甲木块的质量为m1，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后( )A．甲木块的动量守恒B．乙木块的动量守恒C．甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D．甲、乙两木块所组成系统的动能守恒9．质量相等的5个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线，如图．具有初动能E0的物块1向其他4个静止物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开．最后，5个物块粘成一整体，这个整体的动能等于( )A．E0 B.4 5 E0C.15E0 D.125E010.如图所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为( )A．4 J B．8 JC．16 J D．32 J11．甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是5 kg·m/s和7 kg·m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球的动量变为10 kg·m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是 ( )A．m乙＝m甲B．m乙＝2m甲C．4m甲＝m乙D．m乙＝6m甲12．如图所示，完全相同的A、B两物块随足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动．A、B间夹有少量炸药，对A、B在爆炸过程及随后的运动过程有下列说法，其中正确的是( )A．炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相同B．炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相反C．炸药爆炸过程中，A、B两物块组成的系统动量不守恒D．A、B在炸药爆炸后至A、B相对传送带静止过程中动量守恒题号123456789101112答案二、非选择题(本题共4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．)13．(10分)某同学运用以下实验器材，设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的不变量：打点计时器、低压交流电源(频率为50 Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平．该同学设计的实验步骤如下：A．用天平测出小车A的质量为m A＝0.4 kg，小车B的质量为m B＝0.2 kgB．更换纸带重复操作三次C．小车A靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B放在长木板中间D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源E．接通电源，并给小车A一定的初速度v A(1)请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来________．(2)打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图所示，根据这些数据完成下表.碰撞前碰撞后A车B车AB整体质量/kg速度/(m·s－1)v/(m·s－1·kg－1)mmv/(kg·m·s－1)mv2/(kg·m2·s－2)(3)．14．(10分)某小组在探究反冲运动时，将质量为m 1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化气瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在某段时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，求喷射出质量为Δm的液体后小船的速度是多少？15.(10分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不变，水的密度是103 kg/m3.16．(10分)如图，质量分别为m A、m B的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h＝0.8 m，A球在B球的正上方．先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放．当A球下落t＝0.3 s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰．碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰好为零．已知m B＝3m A，重力加速度大小g＝10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：(1)B球第一次到达地面时的速度；(2)P点距离地面的高度．参考答案与解析1．[导学号13050017] 【解析】选C.碰撞满足动量守恒，只有碰前两重离子的动量大小相等方向相反，系统的总动量为零，碰后系统的动能为零，系统的动能完全转化成内能，选项C 正确．2．[导学号13050018] 【解析】选C.机械能守恒的条件是除了重力、弹力以外，其他力不做功．动量守恒的条件是系统的合外力为零．两木块在弹开的过程中，合外力不为零，摩擦力做负功．动量不守恒，机械能也不守恒，C 正确，A 、B 错误．M 所受的合外力与N 所受的合外力大小不等，根据牛顿第二定律，D 错误．3．[导学号13050019] 【解析】选AC.由反冲运动的规律可知，喷出气体越多，速度越大，越有利于增加飞机的飞行速度．4．[导学号13050020] 【解析】选CD.炮弹炸裂前后动量守恒，选定v 0方向为正方向，则mv 0＝m a v a ＋m b v b ，显然v b ＞0，v b ＜0，v b ＝0都有可能；v b ＞v a ，v b ＜v a ，v b ＝v a 也都有可能．5．[导学号13050021] 【解析】选D.因为冰面光滑，无法行走和滚动，由动量守恒定律知，只有抛出物体获得反冲速度才能到达岸边．6．[导学号13050022] 【解析】选C.探测器在加速运动时，因为受月球引力的作用，喷气所产生的推力一方面要平衡月球的引力，另一方面还要提供加速的动力，则沿着后下方某一个方向喷气，选项A 、B 错误；探测器在匀速运动时，因为受月球引力的作用，喷气产生的推力只需要平衡月球的引力即可(竖直向下喷气)，选项C 正确，选项D 错误．7．[导学号13050023] 【解析】选D.子弹和沙袋组成的系统，在子弹射入沙袋的过程中，子弹和沙袋在水平方向的动量守恒，但机械能不守恒，共同上摆过程中动量不守恒，机械能守恒，选项D 正确．8．[导学号13050024] 【解析】选C.两木块在光滑水平地面上相碰，且中间有弹簧，则碰撞过程系统的动量守恒，机械能也守恒，故选项A 、B 错误，选项C 正确．甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变，但碰撞过程中有弹性势能，故动能不守恒，只是甲、乙两木块与弹簧组成的系统机械能守恒，选项D 错误．9．[导学号13050025] 【解析】选C.设物块的质量均为m ，第一个物块的速度为v 0则E 0＝12mv 20① 由动量守恒得：mv 0＝5mv ′ ② 整体的动能：E ＝12mv ′2×5③联立①②③式解得：E ＝15E 0，C 正确．10．[导学号13050026] 【解析】选B.A 与B 碰撞过程动量守恒，有m A v A ＝(m A ＋m B )v AB ，所以v AB ＝v A2＝2 m/s.当弹簧被压缩至最短时，A 、B 的动能完全转化成弹簧的弹性势能，所以E p ＝12(m A ＋m B )v 2AB ＝8 J.11．[导学号13050027] 【解析】选C.碰撞前，v 甲>v 乙，即p 甲m 甲>p 乙m 乙，可得m 甲m 乙<57；碰撞后，v 甲≤v 乙，即p ′甲m 甲≤p ′乙m 乙，可得m 甲m 乙≥15；综合可得15≤m 甲m 乙<57，选项A 、D 错误．由碰撞过程动能不增加原理可知，E 碰前≥E 碰后，由B 得到E 碰前<E 碰后，所以排除B ，答案选C.12．[导学号13050028] 【解析】选D.炸药爆炸后，A 、B 两物块的速度是否反向，取决于炸药对两物块的推力的冲量．应该存在三种可能：A 的速度为零，A 、B 反向和保持原来的方向，A 、B 错．由于从炸药爆炸到A 、B 相对传送带静止的过程中，所受摩擦力等大反向，系统所受合外力为零，故两物块组成的系统动量守恒，C 错、D 对．13．[导学号13050029] 【解析】(1)按照先安装，后实验，最后重复的顺序，该同学正确的实验步骤为ADCEB.(2)碰撞前后均为匀速直线运动，由纸带上的点迹分布求出速度．碰后小车A 、B 合为一体，求出AB 整体的共同速度．注意打点计时器的频率为50 Hz ，打点时间间隔为0.02 s ，通过计算得下表.(3)m A v A ＋m B v B＝(m A ＋m B )v .【答案】(1)ADCEB (2)见解析 (3)m A v A ＋m B v B ＝(m A ＋m B )v 14．[导学号13050030] 【解析】由动量守恒定律得： 0＝(m 1＋m 2－Δm )v 船－Δmv 1 解得：v 船＝Δmv 1m 1＋m 2－Δm.【答案】Δmv 1m 1＋m 2－Δm15．[导学号13050031] 【解析】“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为m ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得(m －ρQt )v ′＝ρQtv火箭启动后2 s末的速度为v′＝ρQtvm－ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s＝4 m/s.【答案】4 m/s16．[导学号13050032] 【解析】(1)设B球第一次到达地面时的速度大小为v B，由运动学公式有v B＝2gh ①将h＝0.8 m代入上式，得v B＝4 m/s. ②(2)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v′1(v′1＝0)，B球的速度分别为v2和v′2.由运动学规律可得v1＝gt ③由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相撞前后的动量守恒，总动能保持不变．规定向下的方向为正，有m A v1＋m B v2＝m B v′2 ④1 2m A v21＋12m B v22＝12m B v′22⑤设B球与地面相碰后的速度大小为v′B，由运动学及碰撞的规律可得v′B＝v B⑥设P点距地面的高度为h′，由运动学规律可得h′＝v′2B－v222g⑦联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得h′＝0.75 m.【答案】(1)4 m/s (2)0.75 m。
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最新人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套阶段性测评卷(一)(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．如图所示是一个粒子源，产生某种微观粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光．那么在荧光屏上将看到()A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有亮纹D．只有一条亮纹解析：由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B项正确．答案：B2．(多选题)两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则()A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小解析：根据光电效应产生的条件知道，入射光的频率必须大于或等于金属的极限频率，才能产生光电效应现象，所以a光的频率大于b光的频率．在同一种介质中a光的折射率大于b光的折射率．根据公式n＝C/v，在同一种介质中a光的传播速度小于b光，根据爱因斯坦的光子说，光子的能量E＝hν，a光光子的能量大于b光光子的能量．根据波速公式v＝λν，在水中a光的波长小于b光的波长．答案：BD3．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是()A．打开阀门S1B．打开阀门S2C．打开阀门S3D．打开阀门S4解析：根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m水v m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，选项B正水＋确．答案：B4．(多选题)如图所示，A、B两物体的质量m A＞m B，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态．若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B沿相反方向滑动的过程中()A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒B．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒D．以上说法均不对解析：当A、B两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A、B与C 之间的摩擦力为外力．当A、B与C之间的摩擦力等大反向时，A、B组成的系统所受外力之和为零，动量守恒；当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时，A、B组成的系统所受外力之和不为零，动量不守恒．而对于A、B、C组成的系统，由于弹簧的弹力，A、B与C之间的摩擦力均为内力，故不论A、B与C之间的摩擦力的大小是否相等，A、B、C组成的系统所受外力之和均为零，故系统的动量守恒．正确选项是A、C.答案：AC5．(多选题)一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法正确的是()A．气球可能匀速上升B．气球不可能相对地面静止C．气球可能下降D．气球运动速度不发生变化解析：只要满足人与气球的动量之和等于系统原来的动量，A、C选项的情况均有可能发生．答案：AC6．(多选题)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a 光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示．则下述正确的是()甲乙A．a光光子的能量较大B．b光光子的能量较大C．a光能使某种金属发生光电效应，b光一定能D．在水中b光传播的速度较大解析：a光干涉条纹间距宽，所以它的波长长，频率小，在介质中的传播速度大，它使金属发生光电效应，说明它的频率比金属的极限频率高，b光的频率比它的大，所以b光能使该金属发生光电效应．答案：BC7．(多选题)光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，下列叙述正确的是()A．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越大的缘故B．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小的缘故C．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越小的缘故D．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大的缘故解析：由粒子位置不确定量Δx与粒子动量不确定量Δp的不确定关系：ΔxΔp≥h4π可知，单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小，所以光沿直线传播，B正确；单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp 越大，所以中央亮纹越宽，D正确．答案：BD8．(多选题)一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中．若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，则() A．过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B．过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小C．Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零D．过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零解析：Ⅰ阶段中只受重力，动量的变化量就等于重力的冲量；Ⅱ阶段动量的变化量等于重力与阻力合力的冲量；整个过程动量的变化量为零，所以合外力的冲量为零．答案：AC9．如图所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着，恰位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上动量守恒．细线被烧断瞬间，系统在水平方向上的总动量为零，又知小球到达最高点时，球与槽水平方向上有共同速度，设为v′，根据动量守恒定律有：0＝(M＋m)v′，所以v′＝0.A选项正确．答案：A10．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小解析：由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：v a<v b<v c.故当b光恰能使金属发生光电效应时，a 光必然不能使该金属发生光电效应，c光必然能使该金属发生光电效应，A项对，B项错；又因为发生光电效应时释放的光电子数目与光照强度有关，光照越强，光电子数目越多，由于光照强度未知，所以光电子数目无法判断，C项错；而光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c 光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D项错．答案：A11．(2013·天津高考)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m 接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )A ．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B ．甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反C ．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D ．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：由于甲对乙的作用力与乙对甲的作用力方向相反，因此两个力的冲量方向相反，不相等，A 项错误；由动量定理可知，相互作用力大小相等、方向相反，因此冲量等大反向，动量变化量等大反向，B 项正确；由于甲、乙的动能变化等于甲、乙各自所受合外力做的功，两者所受合外力做的功不一定相等，C 项错误；两者的相互作用力等大反向，但在作用力作用下两人的位移不一定相等，所以相互做的功不一定相等，D 项错误．答案：B12．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M ＝3 kg 的薄板和质量为m ＝1 kg 的物块，都以v ＝4 m/s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4 m/s 时，物块的运动情况是( )A ．做加速运动B ．做减速运动C ．做匀速运动D ．以上运动都可能解析：薄板足够长，则最终物块和薄板达到共同速度v ′，由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)M v －m v ＝(M ＋m )v ′，v ′＝M v －m v M ＋m ＝(3－1)×43＋1m/s ＝2 m/s. 共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相同．在物块和薄板相互作用过程中，薄板一直做匀减速运动，而物块先沿负方向减速到速度为零，再沿正方向加速到2 m/s.当薄板速度为v 1＝2.4 m/s 时，设物块的速度为v2，由动量守恒定律得：M v－m v＝M v1＋m v2，即v2＝(M－m)v－M v1m＝2×4－3×2.41m/s＝0.8 m/s.此时物块的速度方向沿正方向，故物块正做加速运动，A选项正确．答案：A第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分．请按题目要求作答)13．(6分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道，如图所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9 m)．各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：(1)光电管阴极K上应涂有金属________；(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生．解析：(1)依题意知，可见光的波长范围为400×10－9～770×10－9 m.而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m＝660 nm，钠的极限波长为λ1＝0.500 0×10－6 m＝500 nm，因此，光电管阴极K上应涂金属铯或钠．(2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控制电路中的开关S应和b接触．(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触．答案：(1)铯或钠(2分)(2)b(2分)(3)a(2分)14．(9分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．甲乙(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先__________________，然后__________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g．试完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s(保留三位有效数字)．(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_________________．答案：(1)接通打点计时器电源再放开滑块(3分)(2)0.6200.618(3分)(3)滑块和导轨之间存在摩擦(3分)三、计算题(本题有3小题，共37分．解答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)15．(10分)质量是60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护作用，最后使人悬挂在空中．已知弹性安全带缓冲时间为1.2 s，安全带伸直后长5 m，求安全带所受的平均冲力．(g取10 m/s2)解析：人下落为自由落体运动，下落到底端时的速度为：v20＝2gh，v0＝2gh＝10 m/s(3分)取人为研究对象，在人和安全带相互作用的过程中，人受到重力mg和安全带给的冲力F，取F方向为正方向，由动量定理得：(F－mg)t＝0－m(－v0)(4分)所以F＝mg＋m v0t＝1 100 N，方向竖直向上．(3分)答案：1 100 N，方向竖直向上16．(13分)用功率P0＝1 W的光源，照射离光源r＝3 m处的某块金属的薄片．已知光源发出的是波长λ＝589 nm的单色光，试计算(1)1 s内打到金属板1 m2面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径r1＝0.5×10－10 m，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？解析：(1)离光源3 m处的金属板每1 s内单位面积上接受的光能为E＝P0t4πr2＝1×14π×32J/m2·s＝8.9×10－3 J/m2·s＝5.56×1016 eV/m2·s(3分) 因为每个光子的能量为E1＝hν＝hλc＝6.63×10－34×3×108589×10－9J＝3.377×10－19 J＝2.11 eV(2分)所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为n＝EE1＝5.56×10162.11＝2.64×1016(个)．(2分)(2)每个原子的截面积为S1＝πr21＝π×(0.5×10－10)2 m2＝7.85×10－21 m2.(2分)把金属板看成由原子密集排列组成的，则每个原子截面积上每秒内接收到的光子数为n1＝nS1＝2.64×1016×7.85×10－21 s－1＝2.07×10－4 s－1.(2分)每两个光子落在原子上的时间间隔为Δt ＝1n 1＝12.07×10－4s ＝4 830.9 s ．(2分) 答案：(1)2.64×1016个 (2)4 830.9 s17．(14分)小球A 和B 的质量分别为m A 和m B 且m A ＞m B ，在某高度处将A 和B 先后从静止释放．小球A 与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处下方与释放处距离为H 的地方恰好与正在下落的小球B 发生正碰，设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短．求小球A 、B 碰撞后B 上升的最大高度．解析：根据题意，由运动学规律可知，小球A 与B 碰撞前的速度大小相等，均设为v 0，由机械能守恒有：m A gH ＝12m A v 20 ①(2分) 设小球A 与B 碰撞后的速度分别为v 1和v 2，以竖直向上方向为正，据动量守恒定律有：m A v 0＋m B (－v 0)＝m A v 1＋m B v 2 ②(3分)由于两球碰撞过程中机械能守恒，故：12m A v 20＋12m B v 20＝12m A v 21＋12m B v 22 ③(3分) 联立②③式得：v 2＝3m A －m B m A ＋m B v 0④(2分) 设小球B 能上升的最大高度为h ，由运动学公式有：h ＝v 222g⑤(2分) 由①④⑤式得：h ＝(3m A －m B m A ＋m B)2H ⑥(2分) 答案：(3m A －m B m A ＋m B)2H阶段性测评卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．下图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况．由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μmC．5～7 μm D．8～13 μm解析：从图象中看出，8～13 μm的波段大气吸收率小，能被遥感卫星接收．答案：D2．(多选题)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是() A．康普顿效应现象说明光具有波动性B．康普顿效应现象说明光具有粒子性C．当光子与晶体中电子碰撞后，其能量增加D．当光子与晶体中电子碰撞后，其能量减少答案：BD3．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹解析：α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度偏转．α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用．答案：C4．如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线()甲乙A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以解析：由题图甲可知α射线和β射线都不能穿透钢板，γ射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕，C项正确．答案：C5．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中()A．C为氦核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线，而γ射线是比X射线波长更短的光子流；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．由此可知，C项正确．答案：C6．图中画出了氢原子的几个能级，并注明了相应的能量E n，处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有()A．二种B．三种C．四种D．五种解析：由题意和能级图知，能够发出6种不同频率的光波．而逸出功W＝hν0＜E n－E m可产生光电子．代入数据，有E4－E3＝0.66 eV，E3－E2＝1.89 eV，E4－E2＝2.55 eV，E3－E1＝12.09 eV，E4－E1＝12.75 eV，E2－E1＝10.20 eV，显然总共有4种．答案：C7．(多选题)如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A 单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应，那么( )A ．A 光的频率大于B 光的频率B ．B 光的频率大于A 光的频率C ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向bD ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a答案：AC8．在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×10－7 m 的光量子．每放出1 mol 的氧气，同时植物储存469 kJ 的能量，绿色植物能量转换效率为(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)( )A ．9%B ．34%C ．56%D ．79%解析：植物储存的能量与它储存这些能量所需要吸收的总光能的比值就是绿色植物的能量转换效率．现已知每放出1 mol 氧气储存469 kJ 的能量，只要再求出所需的光能就行了．设阿伏加德罗常数为N A .因每放出一个氧分子需要吸收8个光量子，故每放出 1 mol 的氧气需要吸收的光量子数为8N A .其总能量为E ＝8N A ·hc λ＝8×6.02×1023×6.63×10－34×3×1086.88×10－7 J ≈1.392×106 J ．绿色植物的能量转化效率为η＝469×1031.392×106×100%≈34%. 答案：B9．如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A 、B ，A 球的质量大于B 球的质量．开始时A 球以一定的速度向右运动，B 球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰前A 球的德布罗意波长为λ1，碰后A 、B 两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是( )A ．λ1＝λ2＝λ3B ．λ1＝λ2＋λ3C ．λ1＝λ2λ3λ2－λ3D ．λ1＝λ2λ3λ2＋λ3解析：由动量守恒定律p A ＝p A ′＋p B ，再由德布罗意波长公式λ＝h p ，得到h λ1＝h λ2＋h λ3. 答案：D10．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的元素A 、B 的质量之比m A ∶m B 为( )A ．30∶31B ．3∶30C ．1∶2D ．2∶1解析：根据半衰期公式得m A ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12204＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫125，m B ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12205＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫124 所以m A ∶m B ＝1∶2.答案：C11．方向性很好的某一单色激光源，发射功率为P ，发出的激光波长为λ，当激光束射到折射率为n 的介质中时，由于反射其能量减少了10%，激光束的直径为d ，那么在介质中与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积上的光子数为( )A.3.6Pλπd 2hcB.3.6Pλn πd 2hcC.0.9PλhcD.3.6Pλhc解析：与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积的光能为E ＝0.9P 14πd 2＝3.6P πd 2，光子的能量ε＝hc λ，则光子数N ＝E ε＝3.6Pλπd 2hc.答案：A12．(多选题)在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车(和单摆)以恒定的速度v0沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如图所示．碰撞的时间极短，在碰撞过程中，下列情况可能发生的是()A．小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(M＋m0)v0＝(M ＋m0)v1＋m v2B．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M ＋m0)v0＝M v1＋m v2＋m0v3C．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足M v0＝M v1＋m v2D．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v′，满足M v0＝(M＋m)v′解析：由于小车与木块发生碰撞的时间极短，碰撞时仅小车与木块间发生相互作用，使小车与木块的动量和速度发生变化，而在这极短时间内，摆球和小车水平方向并没有通过绳发生相互作用，所以小车与木块碰后瞬时，小球仍保持原来的速度而未来得及变化．因此小车与木块碰撞刚结束时，球仍保持原来的速度，仅小车与木块由于相互作用，各自动量发生改变，所以选项A、B 是错误的．取小车(不包括摆球)和木块作为系统，碰撞前后动量守恒，但小车与木块碰后可能分离，也可能结合在一起，所以选项C、D中两情况都可能发生．答案：CD第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(4分)如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将__________(填“增大”“减小”或“不变”)．(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．答案：(1)减小(2分)(2)无(2分)14．(10分)为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的两个长立方体滑块A和B，按下述步骤做了如下实验：步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；步骤2：安装好实验装置如下图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧链接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如下图所示；(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置是________．①A、B相撞的位置在P5、P6之间②A、B相撞的位置在P6处③A、B相撞的位置在P6、P7之间(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或者读取的物理量是________．①A、B两个滑块的质量m1和m2②滑块A释放时距桌面的高度③频闪照相的周期④照片尺寸和实际尺寸的比例⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89⑦滑块与桌面间的动摩擦因数(3)写出验证动量守恒的表达式________________________________．(4)为了提高实验准确度，以下措施中有效的是________．①使用更平整的轨道槽②使用更光滑的轨道槽③在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间④适当增大相机和轨道槽的距离(5)请你再写出一条有利于提高实验准确度或改进试验原理的建议：__________________________________________.答案：(1)②(2)①⑥(3)m1(2s56＋s45－s34)＝m2(2s67＋s45－s34)(4)①③④。