最新人教版高中物理试题 选修3-5模块检测
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共5套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量()A．始终相同B．只有大小相同C．只有方向相同D．以上说法均不正确解析：选A做平抛运动的物体，只受重力作用，重力是恒力，其在相等时间内的冲量始终相等，根据动量定理，在相等的时间内，物体动量的变化量始终相同。
2．下列情形中，满足动量守恒的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析：选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零，所以选项B正确。
3.如图1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，如将细线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，细线被烧断的瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，小球与圆槽水平方向有共同速度，设为v′，设小球质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确。
4.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图像如图2所示，下列关系正确的是( )图2A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断解析：选B 由v t 图像可知，两球碰撞前a 球运动，b 球静止，碰后a 球反弹，b 球沿a 球原来的运动方向运动，由动量守恒定律得m a v a ＝－m a v a ′＋m b v b ′，解得m a m b ＝v b ′v a ＋v a ′<1，故有m a <m b ，选项B 正确。
人教版高中物理选修3-5模块检测(一)
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）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α粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续．2．下列应用中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中的砂眼和裂纹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γ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．3．关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是()A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大答案AD解析核外电子对粒子几乎没有什么阻挡作用，故无法估算核外电子的运动半径，选项B 错误；玻尔的氢原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，选项C错误．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又把这部分能量以电磁波的形式释放出来，形成核磁共振信号．由于人体内各种组织所含氢原子数量不同，或同种组织正常与病变时所含氢原子数量不同，释放的能量亦不同，将这种能量信号通过计算机转换成图像，就可以用来诊断疾病．关于人体内氢原子吸收的电磁波能量，正确的是()A．任何频率的电磁波氢原子均可吸收B．频率足够高的电磁波氢原子才吸收C．能量大于13.6 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铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级图如图1所示，E 1是基态，E 2是亚稳态，E 3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E 3，然后自发地跃迁到E 2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2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( )A.λ1λ2λ2－λ1 B.λ1λ2λ1－λ2 C.λ1－λ2λ1λ2 D.λ2－λ1λ1λ2答案 A解析 由题意知E 3－E 1＝h c λ1① E 3－E 2＝h cλ2② E 2－E 1＝h c λ③由①②③式解得λ＝λ1λ2λ2－λ1，故A 选项正确． 6．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 ．钍核234 90Th ，衰变成镤核234 91Pa ，放出一个中子，并伴随着放出γ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 钍核衰变的核反应方程式为234 90Th ―→234 91Pa ＋0－1e ，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a ＝kQq mr 2，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．7．(2014·江西吉安高二期末)2011年，日本发生9级地震，福岛第一核电站严重受损，大量放射性铯137 55Cs 和碘131 53I 进入大气和海水，造成对空气和海水的放射性污染．下列说法正确的是( )A ．核反应堆中的核废料不再具有放射性，对环境不会造成影响B ．铀核裂变的一种可能核反应是235 92U ―→137 55Cs ＋9637Rb ＋210nC ．放射性碘131 53I 发生β衰变的核反应方程为131 53I ―→131 54Xe ＋0－1e D.235 92U 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 C8.图2如图2所示，有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d ，然后用卷尺测出船长L .已知他的自身质量为m ，渔船的质量为( )A.m （L ＋d ）dB.m （L －d ）dC.mL dD.m （L ＋d ）L答案 B解析 设该同学在t 时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即m s 人t ＝M d t ，又s 人＝L －d ，得M ＝m （L －d ）d. 9.图3如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m 和m 的A 、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A 、B 不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是( )A ．两滑块的动能之比E k A ∶E kB ＝1∶2B ．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∶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 B v B ，故v A ∶v B ＝m B ∶m A ＝1∶2，C 项错误；由E k ＝p 22m 得E k A ∶E k B ＝m B m A ＝12，A 项正确；由W ＝ΔE k 知W A ∶W B ＝E k A ∶E k B ＝1∶2，D 项错误．10．静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变为钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能．真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2 B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2 答案 C解析 由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218·E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 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、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献．请选择其中的两位，指出他们的主要成绩．①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图4为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途． ________________________________________________________________________.图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γ射线，利用γ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α射线；利用α射线的电离作用消除有害静电．或：2为γ射线；利用γ射线很强的贯穿本领，工业用来探伤．或：3为β射线；利用β射线自动控制铝板厚度．12．(6分)如图5所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成．图5(1)示意图中，a端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案(1)正(2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B13．(6分)为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：图6①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)；②如图6所示，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为L D、L E、L F.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图6中的________点，m2的落点是图1中的________点．(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式________________，则说明碰撞中动量守恒．(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．答案(1)D F(2)m1L E＝m1L D＋m2L F(3)m1L E＝m1L D＋m2L F解析(1)因为小球m1和m2发生碰撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，两球都做平抛运动，由平抛运动规律不难判断出碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点；(2)碰撞前，小球m1落在图1中的E点，令水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图1中的D点，令水平初速度为v1′，m2的落点是图1中的E点，令水平初速度为v 2.设斜面BC 与水平面的倾角为α，由平抛运动规律知：L D sin α＝gt 22，L D cos α＝v 1′t 整理得：v 1′＝gL D cos 2α2sin α 同理可解得：v 1＝gL E cos 2α2sin α，v 2＝gL F cos 2α2sin α只要满足关系式：m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2，即m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F 则说明碰撞中动量守恒．(3)若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．只要满足关系式：12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2，即m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F 三、计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(9分)一群氢原子处于量子数n ＝4的能级状态，氢原子的能级图如图7所示，则：图7(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由量子数n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射答案 (1)6种 (2)2.55 eV (3)铯；0.65 eV解析 (1)可发射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 ＝E 4－E 2，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上时才能发生光电效应．根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为E km ＝E －W 0代入数据得，E km ＝0.65 eV(或1.0×10－19J)15.图8(10分)40 kg 的女孩骑自行车带30 kg 的男孩(如图8所示)，行驶速度2.5 m/s.自行车行驶时，男孩要从车上下来．(1)他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤，为什么？(2)男孩安全下车，计算男孩安全下车的瞬间，女孩和自行车的速度；(3)计算自行车和两个孩子，在男孩下车前后整个系统的动能的值．如有不同，请解释． 答案 (1)由于惯性 (2)4 m/s(3)250 J 400 J 男孩下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150 J解析 (1)如果直接跳下来，人具有和自行车相同的速度，脚着地后，脚的速度为零，由于惯性，上身继续向前倾斜，因此他可能会摔跤．所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时可能不摔跤．(2)男孩下车前后，对整体由动量守恒定律有：(m 1＋m 2＋m 3)v 0＝(m 1＋m 2)v得v ＝4 m/s(m 1表示女孩质量，m 2表示自行车质量，m 3表示男孩质量)(3)男孩下车前系统的动能E k ＝12(m 1＋m 2＋m 3)v 20＝12(40＋10＋30)×(2.5)2 J ＝250 J男孩下车后系统的动能E k ＝12(m 1＋m 2)v 2＝12(40＋10)×42 J ＝400 J 男孩下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150 J.16．(11分)2009年12月28日，山东海阳核电站一期工程举行开工仪式．工程规划建设两台125万千瓦的AP1000三代核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr 和136 54Xe ，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 %，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？答案 (1)235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n(2)140.3 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 ＝Δmc 2＝0.150 7×931 MeV ≈140.3 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 %×6.02×1023×140.3×106×1.6×10－19 g ≈4.57×107 g ＝45.7 t. 17．(12分)一个静止的氮核14 7N 俘获了一个速度为2.3×107 m/s 的中子生成一个复核A ，A又衰变成B 、C 两个新核，设B 、C 的速度方向与中子方向相同，B 的质量是中子的11倍，速度是106 m/s ，B 、C 在同一磁场中做圆周运动的半径之比R B ∶R C ＝11∶30，求：(1)C 核的速度大小；(2)根据计算判断C 核是什么？(3)写出核反应方程．答案 (1)3×106 m/s (2)氦原子核(3)14 7N ＋10n →11 5B ＋42He解析 氮核吸收了一个中子变成复核不稳定，发生衰变，整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成的系统，在反应过程前后都不受外界的干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒，利用这一点，可求出C 核的速度，然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断出新核的种类，写出核反应方程．氮核俘获中子到衰变成B 、C 两个新核的过程中动量守恒m n v n ＝m B v B ＋m C v C ①根据衰变规律，可知C 核的质量数为14＋1－11＝4由此解得v C ＝3×106 m/s再由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的知识R ＝m v Bq可得： q B q C ＝m B v B R C m C v C R B ＝11×106×304×3×106×11＝52②》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《q B＋q C＝7③将②③联立可得，q C＝2，而m C＝4，则C核是氦原子核，核反应方程式是147N＋10n→115B ＋42He马鸣风萧萧。
高中物理 选修3-5 模块检测试题(含答案解析)
高中物理选修3-5 模块检测试题（含答案解析）一、选择题1．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是[ ]A．a尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a与b系统的动量不守恒C．a离开墙后，a、b系统动量守恒D．a离开墙后，a、b系统动量不守恒2．甲球与乙球相碰，甲球的速度减少5m/s，乙球的速度增加了3m/s，则甲、乙两球质量之比m甲∶m乙是[ ]A．2∶1B．3∶5C．5∶3D．1∶23．A、B两球在光滑水平面上相向运动，两球相碰后有一球停止运动，则下述说法中正确的是[ ]A．若碰后，A球速度为0，则碰前A的动量一定大于B的动量B．若碰后，A球速度为0，则碰前A的动量一定小于B的动量C．若碰后，B球速度为0，则碰前A的动量一定大于B的动量D．若碰后，B球速度为0，则碰前A的动量一定小于B的动量4．在光滑水平面上有A、B两球，其动量大小分别为10kg·m/s与15kg·m/s，方向均为向东，A球在B球后，当A球追上B球后，两球相碰，则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为[ ] A．10kg·m/s，15kg·m/s B．8kg·m/s，17kg·m/sC．12kg·m/s，13kg·m/s D．-10kg·m/s，35kg·m/s5．分析下列情况中系统的动量是否守恒[ ]A．如图2所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统B．子弹射入放在光滑水平面上的木块中对子弹与木块组成的系统(如图3)C．子弹射入紧靠墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时6．质量为M的原子核，原来处于静止状态，当它以速度V放出一个质量为m的粒子时，剩余部分的速度为[ ]A．mV/(M-m)B．-mV/(M—m)C．mV/(M+m)D．-mV/(M＋m)7．如图4所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确的是[ ]A．两手同时放开后，系统总量始终为零B．先放开左手，后放开右手后动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不8．船静止在水中，若水的阻力不计，当先后以相对地面相等的速率，分别从船头与船尾水平抛出两个质量相等的物体，抛出时两物体的速度方向相反，则两物体抛出以后，船的状态是 [ ]A ．仍保持静止状态B ．船向前运动C ．船向后运动D ．无法判断9如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。
最新人教版高中物理选修3-5：测试卷(五)含答案
高中同步测试卷(五)第五单元原子核的组成与衰变(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. 人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的2．放射性同位素钬166 67Ho可有效治疗肝癌，下列关于166 67Ho的叙述正确的是( )A．电子数是166 B．中子数是99C．质量数是67 D．原子序数是1663．氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)，则( )A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等4．关于三种射线，下列说法正确的是( )A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱5．原子核发生β衰变时，此β粒子是( )A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子6．如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b 7．本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH另一系列衰变如下：P ――→βQ ――→βR ――→αS已知P 是F 的同位素，则( ) A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素 B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素 C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素8．某种放射性元素的半衰期为6天，则下列说法中正确的是( ) A ．10个这种元素的原子，经过6天后还有5个没有发生衰变 B ．当环境温度升高的时候，其半衰期缩短C ．这种元素以化合物形式存在的时候，其半衰期不变D ．半衰期由原子核内部自身的因素决定9．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核AZ X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm ，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．112、265B ．112、277C ．124、259D ．124、26510．近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A ．γ射线具有很强的穿透能力B ．γ射线具有很强的电离作用C ．γ射线波长很短，具有很高的能量D ．γ射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题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(23994Pu)，这种23994Pu 可由铀239(23992U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A ．2B ．239C ．145D ．9212．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16 D.m32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．(8分)放射性元素21084Po 衰变为20682Pb ，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击199F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是____________________________________________________．14．(8分)天然放射性元素铀(23892U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核． (1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(23892U)核的速度为v ，衰变产生的钍(23490Th)核速度为v2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．15.(12分)放射性元素146C 射线被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)146C 不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中146C 的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？16.(12分)23892U 经一系列的衰变后变为20682Pb. (1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)20682Pb 与238 92U 相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程．参考答案与解析1．[导学号13050065] 【解析】选D.自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D 正确，A 、B 、C 错误．2．[导学号13050066] 【解析】选B.已知16667Ho ，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数＝67，即电子数为67，原子序数是67，A 、D 错误；16667Ho 的质子数为67，质量数为166，则该同位素原子核内的中子数为166－67＝99，B 正确，C 错误．3．[导学号13050067] 【解析】选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A 、B 选项正确．4．[导学号13050068] 【解析】选C.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱，故A 错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故B 错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C 正确；γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，故D 错误．5．[导学号13050069] 【解析】选D.因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n →11H ＋ 0－1e(β)，11H →10n ＋ 0＋1e.由上式可看出β粒子(负电子)是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．6．[导学号13050070] 【解析】选AC.由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b ，则另一个必然打在b 点下方)．故A 、C 正确，B 、D 错误．7．[导学号13050071] 【解析】选B.因为P 是F 的同位素，其电荷数设为Z ，则衰变过程可记为Z ＋2E ――→αZ F ――→βZ ＋1G ――→αZ －1H ，Z P ――→βZ ＋1Q ――→βZ ＋2R ――→αZ S显然E 和R 的电荷数均为Z ＋2，则E 和R 为同位素，Q 和G 的电荷数均为Z ＋1，则Q 和G 为同位素，S 、P 、F 的电荷数都为Z ，则S 、P 、F 为同位素，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．8．[导学号13050072] 【解析】选CD.半衰期跟原子所处的物理环境和化学状态无关，由原子核自身决定，C 、D 两项正确，B 错误；半衰期是根据统计规律得出来的，对几个原子核来说没有意义，A 错误．9．[导学号13050073] 【解析】选B.每经一次α衰变，质量数减少4，电荷数即原子序数减少2，故A ＝253＋6×4＝277，Z ＝100＋6×2＝112.故B 选项正确．10．[导学号13050074] 【解析】选AC.γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞．因γ射线不带电，它的电离作用很弱；因波长很短，衍射能力也很差，B 、D 选项错误．11．[导学号13050075] 【解析】选A.由于23992U 和23994Pu 的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，23992U 经2次β衰变，变为23994Pu ，故A 正确．12．[导学号13050076] 【解析】选C.经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫124＝m16，选项C 正确．13．[导学号13050077] 【解析】根据核反应中的质量数、电荷数守恒规律，可以求出新生射线为42He ，另一粒子为11H.方程式中一定要使用箭头，不能用等号．【答案】21084Po →20682Pb ＋42He 42He ＋199F →2210Ne ＋11H14．[导学号13050078] 【解析】(1)23892U →23490Th ＋42He.(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238mv ＝234m ·v2＋4mv ′得：v ′＝1214v .【答案】(1)见解析 (2)1214v ，与铀核速度方向相同15．[导学号13050079] 【解析】(1)衰变方程为14 6C →14 7N ＋0－1e.(2)活体中146C 含量不变，生物死亡后，146C 开始衰变，设活体中146C 的含量为m 0，遗骸中为m ，则由半衰期的定义得m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ即0.125＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，解得t τ＝3，所以t ＝3τ＝17 190年． 【答案】(1)146C →147N ＋0－1e (2)17 190年16．[导学号13050080] 【解析】(1)设23892U 衰变为20682Pb 经过x 次α衰变和y 次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.【答案】见解析。
人教版高中物理选修3-5模块综合检测及答案解析
选修3-5综合检测B(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题，每题4分，共48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2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li →2y ，y ＋14 7N →x ＋17 8O ，y ＋94Be →z ＋12 6C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子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，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4．一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.Mm M －m E 05．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Po →X ＋42He ＋γ，则下列说法中错误的是( )A ．X 原子核含有124个中子B ．X 原子核含有206个核子C ．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D ．100 g 的210 84Po 经276天，已衰变的质量为75 g6．图1中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A．这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV8．如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A、B不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是()图3A．两滑块的动能之比E k A∶E k B＝1∶2B．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∶19．关于天然放射性，下列说法正确的是()A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强10．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→42 He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋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11．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致12．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”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，如图4所示．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()图4A．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反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二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂变时释放出快中子，周围的23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成23994Pu.已知1个23992U核的质量为m1，1个23994Pu核的质量为m2，1个电子的质量为m e，真空中光速为c.(1)23992U的衰变方程是___________________________________________________；(2)23992U衰变释放的能量为_______________________________________________．14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以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质量均为75 kg的队员，一个速度大小为2 m/s，另一个速度大小为4 m/s，然后他们就扭在了一起．图5(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.三、计算题(本题共4个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字．图616．(8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？17．(10分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7所示，运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行，最后停于C点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度为g.图7(1)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C点的冰壶能停于O′点，求A 点与B 点之间的距离．18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的14圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图8所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 02，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处．已知物块P 与木板AB 间的动摩擦因数为μ.求：图8(1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ；(2)木板的长度L ；(3)滑块CD 圆弧的半径．选修3-5综合检测B 答案解析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 0＝E k ＝hν－W (其中U 0为遏止电压，E k 为光电子的最大初动能，W 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．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li →2y ，y ＋14 7N →x ＋17 8O ，y ＋94Be →z ＋12 6C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C 解析 由于核反应前后电荷数守恒，则x ＋3＝2y ，①y ＋7＝x ＋8，②y ＋4＝z ＋6.③由①②③联立解得：x ＝1，y ＝2，z ＝0，故z 为中子，选项C 正确．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，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．4．一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.Mm M －m E 0答案 C解析 由动量守恒定律(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m 由以上各式可得E k ＝m M －mE 0，C 正确． 5．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Po →X ＋42He ＋γ，则下列说法中错误的是( )A ．X 原子核含有124个中子B．X原子核含有206个核子C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D．100 g的21084Po经276天，已衰变的质量为75 g答案 C解析X原子核中的核子数为210－4＝206个，B项正确．中子数为206－(84－2)＝124个，A项正确．γ射线是核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出产生的，C项错．经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D 项正确．6．图1中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹答案 D解析γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d 粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确．7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A．这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV答案 D解析 这群氢原子能发生C 24＝6种频率不同的光子，其中从n ＝4跃迁到n ＝3所发出的光波的频率最小，波长最长，从n ＝4跃迁到n ＝1所发出的光的频率最高，故A 、B 错；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即ΔE ＝E 4－E 1＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV ，由光电效应方程知E k ＝ΔE －W ＝10.85 eV ，C 错，D 对．8．如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m 和m 的A 、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A 、B 不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是( )图3A ．两滑块的动能之比E k A ∶E kB ＝1∶2B ．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∶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 B v B ，故v A ∶v B ＝m B ∶m A ＝1∶2，C 项错误；由E k ＝p 22m 得E k A ∶E k B ＝m B m A ＝12，A 项正确；由W ＝ΔE k 知W A ∶W B ＝E k A ∶E k B ＝1∶2，D 项错误．9．关于天然放射性，下列说法正确的是( )A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强答案 BCD解析 自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确．10．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→42 He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋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答案AD11．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案ABD解析质子p即11H，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B项正确；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以C项错误；设质子的质量为m，则2814Si*的质量为28m，由动量守恒定律有m v0＝28m v，得v＝v028＝1.0×10728m/s≈3.6×105 m/s，方向与质子初速度的方向相同，故D项正确．12．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”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，如图4所示．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()图4A．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反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答案AB解析在甲、乙相互作用的过程中，系统的动量守恒，即甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反，甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反，选项A、B正确．由E k＝p 22m和W＝ΔE k可知，选项C、D均错误．二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂变时释放出快中子，周围的23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成23994Pu.已知1个23992U核的质量为m1，1个23994Pu核的质量为m2，1个电子的质量为m e，真空中光速为c.(1)23992U的衰变方程是___________________________________________________；(2)23992U衰变释放的能量为_______________________________________________．答案(1)23992U→23994Pu＋2 0－1e(2)(m1－m2－2m e)c2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：23992U→23994Pu ＋2 0－1e；(2)一次衰变过程中的质量亏损为：Δm＝m1－m2－2m e根据质能方程有：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－2m e)c2.14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以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质量均为75 kg的队员，一个速度大小为2 m/s，另一个速度大小为4 m/s，然后他们就扭在了一起．图5(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.答案(1)0.1 m/s(2)见解析图能解析(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1－M2v2－M2v3＝(M1＋2M2)v代入数据解得，v≈0.1 m/s(2)因v>0，故碰后总动量p的方向与p A方向相同，碰撞后的状态及动量如图所示，即他们都过了底线，该前锋能得分．三、计算题(本题共4个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字．图6答案 2.9×1015 Hz0.66 eV解析E3－E1＝hν解得ν≈2.9×1015 Hzn＝4向n＝1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子的最大初动能最大，根据爱因斯坦光电方程E k＝(E4－E1)－(E3－E1)得E k＝0.66 eV.16．(8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？答案 (1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n(2)5.4×1012 J(3)6.0×10－5 kg 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＝5.4×1012(3.0×108)2kg ＝6.0×10－5 kg.17．(10分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7所示，运动员将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OO ′推到A 点放手，此后冰壶沿AO ′滑行，最后停于C 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m ，AC ＝L ，CO ′＝r ，重力加速度为g .图7(1)求冰壶从O 点到A 点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO ′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C 点的冰壶能停于O ′点，求A 点与B 点之间的距离．答案 (1)m 2μgL (2)L －4r解析 (1)由－μmgL ＝0－12m v A 2，得v A ＝2μgL . 由I ＝m v A ，将v A 代入得I ＝m 2μgL .(2)设A 点与B 点之间的距离为s ，由－μmgs －0.8μmg (L ＋r －s )＝0－12m v A 2，将v A 代入得s ＝L －4r .18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的14圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图8所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 02，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处．已知物块P 与木板AB 间的动摩擦因数为μ.求：图8(1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ；(2)木板的长度L ；(3)滑块CD 圆弧的半径．答案 (1)v 04，方向向左 (2)5v 2016μg (3)v 2064g解析 (1)由点A 到点B 时，取向左为正方向，由动量定恒定律得 m v 0＝m v B ＋2m ·v AB又v B ＝v 02，解得v AB ＝v 04，方向向左 (2)由点A 到点B 时，根据能量守恒定律得12m v 02－12×2m (v 04)2－12m (v 02)2＝μmgL 解得L ＝5v 2016μg(3)由点D 到点C ，滑块CD 与物块P 组成的系统在水平方向上动量守恒 m ·v 02＋m ·v 04＝2m v 共 滑块与CD 组成的系统机械能守恒mgR ＝12m (v 02)2＋12m (v 04)2－12×2m v 共2 联立解得滑块CD 圆弧的半径为R ＝v 2064g.。
人教版高中物理选修3-5模块检测
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）高中物理选修3－5模块检测一、选择题1．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是[ ]A．a尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a与b系统的动量不守恒C．a离开墙后，a、b系统动量守恒D．a离开墙后，a、b系统动量不守恒2．甲球与乙球相碰，甲球的速度减少5m/s，乙球的速度增加了3m/s，则甲、乙两球质量之比m甲∶m乙是[ ]A．2∶1B．3∶5C．5∶3D．1∶23．A、B两球在光滑水平面上相向运动，两球相碰后有一球停止运动，则下述说法中正确的是[ ]A．若碰后，A球速度为0，则碰前A的动量一定大于B的动量B．若碰后，A球速度为0，则碰前A的动量一定小于B的动量C．若碰后，B球速度为0，则碰前A的动量一定大于B的动量D．若碰后，B球速度为0，则碰前A的动量一定小于B的动量4．在光滑水平面上有A、B两球，其动量大小分别为10kg·m/s与15kg·m/s，方向均为向东，A球在B球后，当A球追上B球后，两球相碰，则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为[ ]A．10kg·m/s，15kg·m/s B．8kg·m/s，17kg·m/sC．12kg·m/s，13kg·m/s D．-10kg·m/s，35kg·m/s5．分析下列情况中系统的动量是否守恒[ ]A．如图2所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统B．子弹射入放在光滑水平面上的木块中对子弹与木块组成的系统(如图3)C．子弹射入紧靠墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时6．质量为M的原子核，原来处于静止状态，当它以速度V放出一个质量为m的粒子时，剩余部分的速度为[ ]A．mV/(M-m)B．-mV/(M—m)C．mV/(M+m)D．-mV/(M＋m)7．如图4所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确的是[ ]A．两手同时放开后，系统总量始终为零B．先放开左手，后放开右手后动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不8．船静止在水中，若水的阻力不计，当先后以相对地面相等的速率，分别从船头与船尾水平抛出两个质量相等的物体，抛出时两物体的速度方向相反，则两物体抛出以后，船的状态是[ ]A．仍保持静止状态B．船向前运动C．船向后运动D．无法判断9如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。
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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。
人教版高中物理选修3-5：测试卷(一)含答案
高中同步测试卷(一)第一单元动量、冲量和动量定理(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．下列关于动量的说法正确的是( )A．质量大的物体，动量一定大B．质量和速率都相同的物体，动量一定相同C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变D．一个物体的运动状态改变，它的动量一定改变2．关于动量的变化，下列说法中正确的是( )A．做直线运动的物体速度增大时，动量的变化量Δp的方向与运动方向相同B．做直线运动的物体速度减小时，动量的变化量Δp的方向与运动方向相反C．物体的速度大小不变时，动量的变化量Δp为零D．物体做匀速圆周运动时，动量的变化量Δp为零3．为了保护航天员的安全，飞船上使用了降落伞、反推火箭、缓冲座椅三大法宝，在距离地面大约1 m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返回舱速度一下子降到了2 m/s 以下，随后又渐渐降到1 m/s，最终安全着陆，把返回舱从离地1 m开始减速到安全着陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是( )A．减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化B．减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量C．延长着地过程的作用时间D．减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力4．古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死．若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )A．1 m/s B．1.5 m/sC．2 m/s D．2.5 m/s5．以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是( )A．在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同B．在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同C．在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同D．在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同6．如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉到地面上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为( )A．仍在P点B．在P点左侧C．在P点右侧不远处D．在P点右侧原水平位移的两倍处7．高空作业须系安全带．如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.m2ght＋mg B.m2ght－mgC.m ght＋mg D.m ght－mg8.水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下来．两物体的v-t图象如图所示，图中线段AB∥CD，则( )A．F1的冲量大于F2的冲量B．F1的冲量等于F2的冲量C．两物体受到的摩擦力大小相等D．两物体受到的摩擦力大小不等9．物体m1、m2(m1>m2)以相同的初动能在地面上滑行，它们跟地面有相同的动摩擦因数，到它们停下来所经历的时间分别为t1、t2，则有( )A．t1>t2B．t1<t2C．t1＝t2D．无法确定10．质量相等的A、B两个小球，沿着倾角分别是α和β(α≠β)的两个光滑的固定斜面，由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1，如图所示，则A、B两小球( )A．滑到h1高度时的动量相同B．滑到h1高度时的动能相同C．由h2滑到h1的过程中小球动量变化相同D．由h2滑到h1的过程中小球动能变化相同11．如图甲所示，物体A和B用轻绳相连，挂在轻质弹簧下静止不动，A的质量为m，B 的质量为M.当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B下落的速度大小为u，如图乙所示．在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为( )A．mv B．mv－MuC．mv＋Mu D．mv＋mu12．为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1 h内杯中水位上升了45 mm.查询得知，当时雨滴竖直下落的速度约为12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103 kg/m3)( )A．0.15 Pa B．0.54 PaC．1.5 Pa D．5.4 Pa题号123456789101112答案的演算步骤，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)一个质量为0.2 kg、以10 m/s的速度飞来的网球被球拍击中，并以20 m/s 的速度反方向弹回，网球与球拍的接触时间为0.1 s，试求：(不考虑重力的冲量)(1)网球动量的变化；(2)球拍对网球的平均作用力．14．(10分)用电钻给建筑物钻孔时，钻头所受的阻力与深度成正比．图为阻力f与时间t关系的图象，若钻头匀速钻进时第1 s内所受的阻力的冲量为100 N·s，求5 s内阻力的冲量的大小．15.(10分)跳起摸高是中学生进行的一项体育活动，某同学身高1.80 m，质量65 kg，站立举手达到2.20 m．此同学用力蹬地，经0.45 s竖直离地跳起，设他蹬地的力的大小恒定为1 060 N，计算他跳起可摸到的高度．(g取10 m/s2)16．(10分)(2016·高考全国卷乙)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M 的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．参考答案与解析1．[导学号13050001] 【解析】选CD.根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，选项A错误；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，选项B错误；一个物体的速率改变，则它的动量大小就一定改变，选项C正确；物体的运动状态改变，它的速度就一定改变，它的动量也就改变，选项D正确．2．[导学号13050002] 【解析】选AB.动量是矢量，动量的变化量是初、末动量的矢量差．物体的速度大小不变，但方向改变时，动量变化量也不为零，C、D项错误．做单向直线运动的物体初、末动量方向相同，速度增大时，动量变化量与速度同向，速度减小时，动量变化量与速度反向，A、B项正确．3．[导学号13050003] 【解析】选CD.无论是否有反推火箭，返回舱和航天员从距地面约1 m处至着陆的过程中，动量的变化和所受的冲量均相同，但有了反推火箭作用后，延长了着地过程的作用时间，由动量定理(F－G)t＝Δp知返回舱和航天员所受的平均冲力减小．4．[导学号13050004] 【解析】选CD.根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F ，兔子撞击后速度为零，根据动量定理有Ft ＝mv ，所以，v ＝Ft m ≥mgtm＝gt ＝2 m/s ，选项C 、D 正确．5．[导学号13050005] 【解析】选ABD.不计空气阻力，石块只受重力的冲量，两个过程所用的时间相同，重力的冲量就相同，A 正确．据动量定理，物体动量的增量等于它所受力的冲量，由于在两个相等的时间间隔内，石块受到重力的冲量相同，所以动量的增量必然相同，B 正确．由于石块下落时在竖直方向上是做加速运动，下落相同高度所用时间不同，所受重力的冲量就不同，因而动量的增量不同，C 错．据动能定理，合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，石块只受重力作用，在重力的方向上位移相同，重力做的功就相同，因此动能的增量就相同，D 正确．6．[导学号13050006] 【解析】选B.纸条抽出的过程，铁块所受的摩擦力一定，以速度v 抽出纸条，铁块所受的摩擦力的作用时间较长，铁块获得的速度较大，铁块平抛运动的水平位移较大；若以2v 的速度抽出纸条，则铁块所受的摩擦力的作用时间较短，铁块获得的速度较小，平抛运动的水平位移较小．所以铁块落地点在P 点左侧，选B.7．[导学号13050007] 【解析】选A.人下落h 高度的过程中的运动为自由落体运动，由运动学公式v 2＝2gh 可知v ＝2gh ，缓冲过程中(取向上为正方向)，由动量定理得(F －mg )t ＝0－(－mv )，解得F ＝m 2ght＋mg ，选项A 正确． 8．[导学号13050008] 【解析】选C.甲、乙先做加速运动，撤去推力后做减速运动．图中线段AB ∥CD ，表明甲、乙与水平面的动摩擦因数相同，又甲、乙质量相等，所以两物体受到的摩擦力大小相等，所以选项C 正确，D 错误．因为整个运动过程，物体的动量改变量为零，所以推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小．由图可知甲的运动时间小于乙的运动时间，所以甲的摩擦力的冲量小于乙的摩擦力的冲量，则F 1的冲量小于F 2的冲量，所以选项A 、B 错误．9．[导学号13050009] 【解析】选B.依题意知12m 1v 21＝12m 2v 22，又m 1>m 2，故v 1<v 2；设物体初速度方向为正方向，由动量定理得－μmg ·t ＝0－mv ，解得t ＝vμg，故t 1<t 2.10．[导学号13050010] 【解析】选BD.两小球由h 2下滑到h 1高度的过程中，机械能守恒，mg (h 2－h 1)＝12mv 2，v ＝2g （h 2－h 1），小球下滑到h 1处时，速度的大小相等，由于α不等于β，速度的方向不同，由此可判断，小球在h 1高度处动能相同，动量不相同．小球运动过程中动量的变化量不同，而小球动能的变化量相等．11．[导学号13050011] 【解析】选D.该题涉及的物体较多，可选B 为研究对象，在B 下落的这段时间t 内，其动量向下增加为Mu ，B 只受重力，由动量定理，重力的冲量为Mgt＝Mu ，解得t ＝u g.以A 为研究对象，其动量在时间t 内向上增加为mv ，设弹力的冲量为I ，由动量定理有I －mgt ＝mv ，解得I ＝m (v ＋u )，故正确选项为D.12．[导学号13050012] 【解析】选A.设雨滴受到支持面的平均作用力为F ，在Δt 时间内有质量为Δm 的雨水的速度由v ＝12 m/s 减为零，以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：F Δt ＝Δmv ，得到F ＝Δm Δtv .设水杯横截面积为S ，对水杯里的雨水，在Δt 时间内水面上升Δh ，则有Δm ＝ρS Δh ，p＝F S ＝ΔhΔtρv ＝0.15 Pa ，故选A. 13．[导学号13050013] 【解析】设网球飞来的速度方向为正方向，则： 网球的初速度v 0＝10 m/s ，反弹后速度v ＝－20 m/s(1)网球的动量变化：Δp ＝mv －mv 0＝0.2×(－20) kg ·m/s －0.2×10 kg ·m/s ＝－6 kg ·m/s 所以网球的动量变化的大小为6 kg ·m/s ，方向与初速度方向相反． (2)由动量定理Ft ＝Δp 可知，球拍对网球的平均作用力：F ＝Δp t ＝－60.1N ＝－60 N 球拍对网球的平均作用力大小为60 N ，方向与初速度方向相反． 【答案】(1)6 kg ·m/s ，方向与初速度方向相反 (2)60 N ，方向与初速度方向相反14．[导学号13050014] 【解析】设钻头进入建筑物的深度为x ，则钻头受到的阻力为f ＝kx ，k 为比例系数．钻头匀速钻进，深度为x ＝vt 所以f ＝kvt在时间t 内阻力的冲量可通过如题图所示的f -t 图象的面积来求解I ＝12f ·t ＝12kvt 2即I ∝t 2，因第1 s 内的冲量为100 N ·s ，所以t ＝5 s 时，I 5＝2 500 N ·s. 【答案】2 500 N ·s15．[导学号13050015] 【解析】设该同学离地时获得的速度为v ，根据动量定理(F－mg )t ＝mv .由竖直上抛运动公式得：h ＝v 22g，由以上两式可得：h ＝0.4 m ，所以该同学摸高为H ＝(2.20＋0.4)m ＝2.6 m.【答案】2.6 m16．[导学号13050016] 【解析】(1)设Δt 时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV ，质量为Δm ，则Δm ＝ρΔV ① ΔV ＝v 0S Δt②由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为 ΔmΔt＝ρv 0S . ③ (2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h ，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v .对于Δt 时间内喷出的水，由能量守恒得12(Δm )v 2＋(Δm )gh ＝12(Δm )v 20 ④在h 高度处，Δt 时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp ＝(Δm )v⑤设水对玩具的作用力的大小为F ，根据动量定理有F Δt ＝Δp⑥ 由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F ＝Mg⑦联立③④⑤⑥⑦式得h ＝v 202g －M 2g 2ρ2v 20S 2.【答案】(1)ρv 0S (2)v 202g －M 2g 2ρ2v 20S2。
人教版高中物理选修3-5模块综合检测A及答案
选修3-5综合模拟检测（A ）(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题，每小题4分，共48分) 1．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2．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是( ) A ．碘131释放的β射线由氦核组成B ．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C ．与铯137相比，碘131衰变更慢D ．铯133和铯137含有相同的质子数3．1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验．实验时，用双子星号宇宙飞船m 1去接触正在轨道上运行的火箭组m 2(后者的发动机已熄火)．接触以后，开动双子星号飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的平均推力F ＝895 N ，推进器开动时间Δt ＝7 s 测出飞船和火箭组的速度变化Δv ＝0.91 m/s.已知双子星号飞船的质量m 1＝3 400 kg.由以上实验数据可得出火箭组的质量m 2为( ) A ．3 400 kg B ．3 485 kg C ．6 265 kg D ．6 885 kg4．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则( )A ．ν0＜ν1B ．ν3＝ν2＋ν1C ．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.1ν1＝1ν2＋1ν35．如图1所示，一光滑地面上有一质量为m ′的足够长的木板ab ，一质量为m 的人站在木板的a 端，关于人由静止开始运动到木板的b 端(M 、N 表示地面上原a 、b 对应的点)，下列图示正确的是( )6．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 8O ＋11H B ．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 2图1D ．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7．下列说法正确的是( )A ．研制核武器的钚239(239 94Pu)由铀239(23992U)经过4次β衰变而产生 B ．发现中子的核反应方程是94Be ＋42He →12 6C ＋10nC ．20 g 的238 92U 经过两个半衰期后其质量变为15 gD.238 92U 在中子轰击下，生成9438Sr 和140 54Xe 的核反应前后，原子核的核子总数减少8．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示．则可判断出( ) A ．甲光的频率大于乙光的频率 B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 9．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是( ) A ．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 10．图3为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n ＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV 的金属钠，下列说法正确的是( )A ．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光波长最长B ．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝1所发出的光频率最小C ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 eVD ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 eV11．如图4所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A 端，物体与小车A 端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B 端粘在B 端的油泥上．则下述说法中正确的是( )A ．若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒B ．若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒C ．小车的最终速度与断线前相同图2图4图3D ．全过程系统的机械能不守恒12．某实验室工作人员用初速度为v 0＝0.09c (c 为真空中的光速)的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核2311Na ，产生了质子．若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动．通过分析轨道半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1∶10，已知质子质量为m .则( )A ．该核反应方程是42He ＋2311Na →2612Mg ＋11HB ．该核反应方程是42He ＋2311Na →2612Mg ＋10nC ．质子的速度约为0.225cD ．质子的速度为0.09c 二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图5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？________.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 MP B.m A m B ＝OM MP C.m A m B ＝OP MN D.m A m B ＝OM MN14．(6分)如图6所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成． (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 三、计算题(本题共4个小题，共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7所示，则： (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？图7图5图616．(8分)一静止的氡核(222 86Rn)发生α衰变，放出一个速度为v 0、质量为m 的α粒子和一个质量为M 的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能． (1)写出衰变方程； (2)求出反冲核的速度大小； (3)求出这一衰变过程中亏损的质量．17．(12分)如图8所示，光滑水平面上木块A 的质量m A ＝1 kg ，木块B 的质量m B ＝4 kg ，质量为m C ＝2 kg 的木块C 置于足够长的木块B 上，B 、C 之间用一轻弹簧拴接并且接触面光滑．开始时B 、C 静止，A 以v 0＝10 m /s 的初速度向右运动，与B 碰撞后瞬间B 的速度为3.5 m/s ，碰撞时间极短．求： (1)A 、B 碰撞后A 的速度；(2)弹簧第一次恢复原长时C 的速度大小．18．(12分)如图9所示，一质量为2m 的L 形长木板静止在光滑水平面上．木板右端竖直部分内侧有粘性物质，当有其他物体与之接触时即会粘在一起．某时刻有一质量为m 的物块，以水平速度v 0从L 形长木板的左端滑上长木板．已知物块与L 形长木板的上表面的动摩擦因数为μ，当它刚要与L 形长木板右端竖直部分相碰时，速度减为v 02，碰后即粘在一起，求：(1)物块在L 形长木板上的滑行时间及此时长木板在水平面上滑行的距离； (2)物块与L 形长木板右端竖直部分相碰过程中，长木板受到的冲量大小．图8图91．答案 D解析α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；选项B中10n表示中子；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知光电子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．2．答案 D解析β射线是高速电子流，选项A错误；γ光子是高频电磁波，穿透本领最强，γ光子能量大于可见光光子能量，选项B错误；与铯137相比，碘131的半衰期小，说明碘131衰变更快，选项C错误；铯137是铯133的同位素，它们的原子序数相同，质子数也相同，选项D正确．3．答案 B解析根据动量定理：FΔt＝(m1＋m2)Δv可求得m2≈3 485 kg.选项B正确．4．答案 B解析大量氢原子跃迁时，只有三种频率的光谱，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，hν3＝hν2＋hν1，解得：ν3＝ν2＋ν1，选项B正确．5．答案 D解析根据动量守恒定律，木板与人组成的系统动量守恒，对于题中的“人板模型”，设各自对地的位移为x m′、x m，且有m′x m′＝mx m，x m′＋x m＝L板长，以M点为参考点，人向右运动，木板向左运动，易得D是正确的．6．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＋147N→178O＋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23592U＋10n→14156Ba＋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E1，波长为λ2的光子能量为E2，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E3，波长为λ3，则E1＝hc，λ1E 2＝hc λ2，E 3＝hc λ3；E 3＝E 2－E 1，可推知λ3＝λ1λ2λ1－λ2，D 正确．7． 答案 B 解析239 92U →239 94Pu ＋2－1e 发生2次β衰变，A 错误.20 g 238 92U 经过两个半衰期后其质量m ＝20×⎝⎛⎭⎫122g ＝5 g ，C 错误．在核反应中质量数、电荷数都守恒，D 错误． 8． 答案 B解析 由题图可知，丙光的最大电流小于甲光和乙光的最大电流，说明逸出的电子数目最少，即丙光的强度最小．由题图可知丙光对应的光电子的初动能最大，即丙光的频率最高(波长最小)，B 项正确，D 项错误；甲光和乙光的频率相同，A 项错误；由于是同一光电管，所以乙光、丙光对应的截止频率是一样的，C 项错误． 9． 答案 AC解析 电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A 正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B 错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C 正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故D 错误． 10． 答案 AC解析 这群氢原子能发出C 23＝3种频率不同的光，从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光子能量最小，频率最低，波长最长，A 正确．从n ＝3跃迁到n ＝1发出的光子能量最大，频率最高，B 错误．而ΔE ＝|E 3－E 1|＝12.09 eV ，照射到金属钠表面发出的光电子的最大初动能E k ＝ΔE －W 0＝9.60 eV ，C 正确，D 错误． 11． 答案 BCD解析 物体滑动中虽不受摩擦力，但物体与B 端的油泥碰撞属于完全非弹性碰撞，机械能有损失，A 项错，D 项对；B 项中，滑动摩擦力是内力，系统的合外力为零，系统动量守恒，B 、C 项正确． 12． 答案 AC解析 由质量数守恒和电荷数守恒得：42He ＋2311Na →2612Mg ＋11H.又因α粒子、新核的质量分别为4m 、26m ，设质子的速率为v ，因为α粒子与钠原子核发生对心正碰，由动量守恒定律得：4m v 0＝26m ·v10－m v ，解得：v ＝0.225c . 13．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．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 15．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 ＝E 4－E 2，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 －W 0 代入数据得，E km ＝0.65 eV . 16．答案 (1)222 86Rn →218 84Po ＋42He(2)m v 0M (3)(M ＋m )m v 202Mc 2解析 (1)222 86Rn →218 84Po ＋42He(2)设钋核的反冲速度大小为v ，由动量守恒定律有m v 0－M v ＝0 v ＝m v 0M(3)衰变过程中产生的机械能ΔE ＝12m v 02＋12M v 2＝(M ＋m )m v 202MΔE ＝Δmc 2产生这些机械能亏损的质量 Δm ＝ΔE c 2＝(M ＋m )m v 202Mc 2.17．答案 (1)4 m/s ，方向与v 0相反 (2)143m/s解析 (1)因碰撞时间极短，A 、B 碰撞时，可认为C 的速度为零，由动量守恒定律得 m A v 0＝m A v A ＋m B v B解得v A ＝m A v 0－m B v Bm A ＝－4 m/s ，负号表示方向与A 的初速度方向相反(2)弹簧第一次恢复原长，弹簧的弹性势能为零．设此时B 的速度为v B ′，C 的速度为v C ，由动量守恒定律和机械能守恒定律有 m B v B ＝m B v B ′＋m C v C 12m B v B 2＝12m B v B ′2＋12m C v C 2 得v C ＝2m Bm B ＋m Cv Bv C ＝143 m/s.18．答案 (1)v 02μg v 2016μg (2)m v 06解析 (1)设物块在L 形长木板上的滑动时间为t ，由动量定理得： －μmgt ＝m v 02－m v 0解得t ＝v 02μg物块与L 形长木板右端竖直部分相碰前系统动量守恒：m v 0＝m v 02＋2m v 1解得v 1＝v 04由动能定理得μmgs ＝12×2m v 12解得s ＝v 2016μg(3)物块与L 形长木板右端竖直部分相碰过程，系统动量守恒m v 0＝3m v 2对长木板由动量定理得：I＝2m v2－2m v1＝m v06.。
最新高中物理：选修3-5人教版全套教学同步练习及解析模块综合测试题及答案
模块综合测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
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。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
)1．关于α粒子的散射实验，下述不正确的是()A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的α粒子就越少解析：原子显电中性，而电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释α粒子的散射现象，所以α粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，所以A选项错误，而B选项正确；只有少数α粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，即C选项正确；使α粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，α粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的α粒子少，所以D选项正确，所以题中选不正确的答案为A选项。
答案：A2．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用。
下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误。
人教版物理选修3-5 模块综合检测(一) Word版含答案
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．下列说法中正确的有( )A ．结合能越大的原子核越稳定B ．光电效应揭示了光具有波动性C ．动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等D ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度无关解析：比结合能越大的原子核越稳定，选项A 错误；光电效应揭示了光具有粒子性，选项B 错误；根据λ＝h p可知，动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等，选项C 正确；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度有关，选项D 错误．答案：C2．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( )A ．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B ．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大C ．聚变反应中粒子的比结合能变小D ．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加解析：在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故A 错误、B 正确；由于聚变反应中释放出巨大的能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C 、D 错误．答案：B3．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E ＝mc 2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的热量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m 1，捕获中子后的原子质量为m 2，被捕获的中子质量为m 3，核反应过程放出的能量为ΔE ，则这一实验需验证的关系是( )A ．ΔE ＝(m 1－m 2－m 3)c 2B ．ΔE ＝(m 1＋m 3－m 2)c 2C ．ΔE ＝(m 2－m 1－m 3)c 2D ．ΔE ＝(m 2－m 1＋m 3)c 2解析：反应前的质量总和为m 1＋m 3，质量亏损Δm ＝m 1＋m 3－m 2，核反应释放的能量ΔE＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确．答案：B4．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1.22×10－7m，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1.22×10－7 m的光子能量E＝h cλ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7J≈1.63×10－18J≈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．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级图如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，然后自发地跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为( )A.λ1λ2 λ2－λ1 B.λ1λ2 λ1－λ2 C.λ1－λ2 λ1λ2 D.λ2－λ1 λ1λ2解析：E 3－E 1＝hc λ1，E 3－E 2＝hc λ2，E 2－E 1＝hc λ， 根据E 3－E 1＝(E 3－E 2)＋(E 2－E 1)，可得hc λ1－hc λ2＝hc λ，则λ＝λ1λ2 λ2－λ1. 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．下列叙述正确的是( )A ．一切物体都在辐射电磁波B ．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D ．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析：一般物体辐射仅与温度有关，而黑体辐射除与温度外，还与频率及波长有关． 答案：B。
最新人教版选修3-5高中物理同步检测卷二及答案
高中同步检测卷(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．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．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．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．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、b两块，若质量较大的块的速度方向仍沿原的方向，则( ) A．b的速度方向一定与原速度方向相反B．从炸裂到落地的这段时间内，飞行的水平距离一定比b的大．、b一定同时到达水平地面D．在炸裂过程中，、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．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．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7．一颗水平飞的子弹射入一个原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．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，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正8．如图所示，甲木块的质量为1的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触前方有一静止的、质量为2后( )A．甲木块的动量守恒B．乙木块的动量守恒．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．E0B错误！未定义书签。
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。
精选人教版高中物理选修3-5检测题：(一) 动量和动量定理含答案
课时跟踪检测（一）动量和动量定理1．(多选)下列说法正确的是( )A．运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动量一定发生变化C．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动能一定发生变化D．物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析：选AB 动量的方向总与速度即运动方向相同，故A对；合外力的冲量不为零，由动量定理I合＝Δp，可知动量的变化量Δp一定不为零，即动量一定变化，但动能不一定变化，有可能动量的大小不变，方向变化，故B对，C错；I合的方向一定与动量变化量的方向相同，但不一定与动量的方向相同，故D错。
2．篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。
接球时，两手随球迅速收缩至胸前。
这样做可以( )A．减小球对手的冲量B．减小球对手的冲击力C．减小球的动量变化量D．减小球的动能变化量解析：选B 由动量定理Ft＝Δp知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项B正确。
3．(多选)古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。
若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )图1A．1 m/s B．1.5 m/sC．2 m/s D．2.5 m/s解析：选CD 根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有－Ft＝0－mv，所以v＝Ftm＝mgtm＝gt＝10×0.2 m/s＝2 m/s。
4.质量为1 kg的物体做直线运动，其速度图像如图2所示。
则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是( )图2A．10 N·s,10 N·sB．10 N·s，－10 N·sC．0,10 N·sD．0，－10 N·s解析：选D 由图像可知，在前10 s内初、末状态的动量相等，p1＝p2＝5 kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10 s内p3＝－5 kg·m/s，I2＝p3－p2＝－10 N·s，故选D。
最新人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案解析
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个选项中，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＝ΔpΔt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；F＝ΔpΔt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A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上．一颗子弹水平射入木块A，并留在其中．在子弹打中木块A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A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A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，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m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()A.mMv0 B.Mmv0 C.MM－mv0 D.mM－mv0【解析】根据动量守恒定律m v0＝(M－m)v，得v＝mM－mv0，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，则()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AB部分是半径为R 的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间的距离x随各量变化的情况是()图2A．其他量不变，R越大x越大B．其他量不变，μ越大x越大C．其他量不变，m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μmgx＝mgR，x＝R/μ，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，则()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直向下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Δp＝mg·Δt，因为在相等的时间内动量的变化量Δp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m，B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后A、B两球粘在一起．对A、B、C及弹簧组成的系统，下列说法正确的是()图3A．机械能守恒，动量守恒B．机械能不守恒，动量守恒C．三球速度相等后，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L.乙车上站立着一个质量为m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()图4A．甲、乙两车运动中速度之比为M＋m MB．甲、乙两车运动中速度之比为M M＋mC．甲车移动的距离为M＋m 2M＋mLD．乙车移动的距离为M2M＋mL【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、乙两车运动中速度之比等于质量的反比，即为M＋mM，A正确，B错误；Mx甲＝(M＋m)x乙，x甲＋x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m a、m b，半径分别为r a、r b，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．图5(1)本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 b，r a＝r b(2)为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1，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x3(3)m a x1＝m a x2＋m b x3(写成m a OP＝m a OM＋m b ON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A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：图6Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固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，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A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A至C的运动时间t1，B至D的运动时间t2；Ⅲ.重复几次，取t1和t2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m v的矢量和．【解析】(1)导轨水平才能让滑块做匀速运动．(2)需测出A左端、B右端到挡板C、D的距离x1、x2由计时器计下A、B到两板的时间t1、t2算出两滑块A、B弹开的速度v1＝x1t1，v2＝x2t2.(3)由动量守恒知(m＋M)v1－M v2＝0即：(m＋M)x1t1＝Mx2t2.【答案】 (1)使气垫导轨水平(2)滑块A 的左端到挡板C 的距离x 1和滑块B 的右端到挡板D 的距离x 2 (3)(M ＋m )x 1t 1＝Mx 2t 211．(10分)在光滑的水平面上，质量为2m 的小球A 以速率v 0向右运动．在小球的前方O 点处有一质量为m 的小球B 处于静止状态，如图7所示．小球A 与小球B 发生正碰后均向右运动．小球B 被在Q 点处的墙壁弹回后与小球A 在P 点相遇，PQ ＝1.5PO .假设小球与墙壁之间的碰撞没有能量损失，求：图7(1)两球在P 点碰后速度的大小？ (2)求两球在O 点碰撞的能量损失．【解析】 (1)由碰撞过程中动量守恒得 2m v 0＝2m v 1＋m v 2 由题意可知：OP ＝v 1t OQ ＋PQ ＝v 2t 解得v 1＝13v 0，v 2＝43v 0.(2)两球在O 点碰撞前后系统的机械能之差 ΔE ＝12×2m v 20－⎝ ⎛⎭⎪⎫12×2m v 21＋12×m v 22 代入(1)的结果得ΔE ＝0.【答案】 (1)v 1＝13v 0，v 2＝43v 0 (2)012．(12分)如图8所示，小球A 质量为m ，系在细线的一端，线的另一端固定在O 点，O 点到水平面的距离为h .物块B 质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O 点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h16.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面上滑行的距离.图8【解析】设小球的质量为m，运动到最低点与物体块相撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点时的重力势能为零，根据机械能守恒定律有mgh＝12m v21解得：v1＝2gh设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′，同理有mg h16＝12m v1′2解得：v1′＝gh8设碰撞后物块的速度大小为v2，取水平向右为正方向由动量守恒定律有m v1＝－m v1′＋5m v2解得：v2＝gh8由动量定理可得，碰撞过程滑块获得的冲量为：I＝5m v2＝54m2gh物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为F＝5μmg设物块在水平面上滑动的距离为s，由动能定理有－Fs＝0－12×5m v 22解得：s＝h16μ.【答案】54m2ghh16μ13．(12分)如图9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，木板足够长，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m0＝5 g的子弹以速度v0＝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.子弹射入后，求：图9(1)物块相对木板滑行的时间；(2)物块相对木板滑行的位移．【解析】(1)设子弹射入物块后，其共同速度为v1，则对子弹打入物块过程，由动量守恒定律得m0v0＝(m0＋m)v1设物块与木板达到共同速度时，速度为v2，对物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律得(m0＋m)v1＝(m0＋m＋M)v2对子弹物块整体，由动量定理得－μ(m0＋m)gt＝(m0＋m)(v2－v1)联立解得物块相对木板的滑行时间t＝v2－v1－μg＝1 s.(2)设物块相对木板滑行的位移为d，由能量守恒定律得μ(m0＋m)gd＝12(m0＋m)v21－12(m0＋m＋M)v22联立解得d＝3 m.【答案】(1)1 s(2)3 m第17章波粒二象性章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的4个选项中，第1～6题只有一个选项符合要求，第7～9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．)1．一个光子和一个电子具有相同的波长，则()A．光子具有较大的动量B．光子具有较大的能量C．电子与光子的动量相等D．电子和光子的动量大小关系不确定【解析】根据德布罗意波长公式λ＝hp，若一个光子的德布罗意波长和一个电子的波长相等，则光子和电子的动量一定相等故A、D错误，C正确；光子的能量E光＝hν＝hcλ，电子的能量E e＝mc2＝m v c2v＝pc2v＝hc2λv＝c v·E光，因电子的速度v＜c，故E e＞E光，B错误．【答案】 C2．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成正比D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子【解析】在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，故A、B错误，D正确．由－eU＝0－E k，E k＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，即遏止电压与入射光频率ν有关，但二者间不是正比关系，C错误．【答案】 D3．紫外线光子的动量为hνc，一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后()A．仍然静止B．沿着光子原来运动的方向运动C．沿光子运动相反方向运动D．可能向任何方向运动【解析】由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同，故正确选项为B.【答案】 B4．用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面．单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象，设两种金属的逸出功分别为W C和W D，则下列选项正确的是()A．λ1＞λ2，W C＞W D B．λ1＞λ2，W C＜W DC．λ1＜λ2，W C＞W D D．λ1＜λ2，W C＜W D【解析】由题意知，A光光子的能量大于B光光子的能量，根据E＝hν＝h cλ，得λ1＜λ2；又因为单色光B只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象，所以W C＜W D，故正确选项是D.【答案】 D5．光子有能量，也有动量p＝hλ，它也遵守有关动量的规律，真空中有一如图1所示装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是()图1A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动【解析】光照射到黑纸片上时被吸收，照射到白纸片上时被反射，因此白纸片受到的冲量大，装置逆时针转动，故正确选项为B.【答案】 B6．研究光电效应规律的实验装置如图2所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U c.在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是()图2A BC D【解析】当反向电压U与入射光频率ν一定时，光电流i与光强成正比，所以A正确；频率为ν的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为E k＝hν－W0，而遏止电压U c 与最大初动能的关系为eU c＝E k，所以遏止电压U c与入射光频率ν的关系是eU c＝hν－W0，其函数图象不过原点，所以B错误；当光强与入射光频率一定时，单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的，所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减小，所以C正确；根据光电效应的瞬时性规律知D正确．【答案】 B7．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【解析】增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝12可知，增加2m v照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．【答案】AD8．下列叙述的情况中正确的是()A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样B．光是波，与橡皮绳上的波类似C．光是波，但与宏观概念的波有本质的区别D．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的【解析】光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律，与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以选项A、B错误，C正确．根据光电效应可知，光是一种粒子，光子与电子的作用是一对一的关系，所以选项D正确．【答案】CD9．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是() A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动时，不遵从牛顿运动定律D．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的【解析】微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D 正确．【答案】CD二、非选择题(本题共4小题，共46分．按题目要求作答．)10．(10分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳能转换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．图3(1)标出电源和电流表的正负极；(2)入射光应照在________极上．(3)电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．【解析】(1)加正向电压，应该是在电子管中电子由B向A运动，即电流是由左向右．因此电源左端是正极，右端是负极，电流表上端是正极，下端是负极．(2)光应照在B极上．(3)设电子个数为n，则I＝ne，所以n＝10×10－61.6×10－19＝6.25×1013(个)．【答案】(1)电源左端是正极，右端是负极；电流表上端是正极，下端是负极(2)B (3)6.25×101311．(12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4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＝10－9m)．图4各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz) 4.545×1014 6.000×10148.065×1014 1.153×1015 1.529×1015极限波长(μm)0.660 00.500 00.372 00.260 00.196 2(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400×10－9～770×10－9m而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m＝660×10－9m，因此，光电管阴极K上应涂金属铯．(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(2)b(3)a12．(12分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝hp，式中p是运动着的物体的动量，h是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．【解析】(1)由λ＝hp知电子的动量p＝hλ＝1.5×10－23 kg·m/s.(2)电子在电场中加速，有eU＝12m v2又1 2m v 2＝p22m解得U＝m v22e ＝h22meλ2≈8×102 V.【答案】(1)1.5×10－23 kg·m/s(2)U＝h2 2meλ28×102 V13．(12分)如图5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W0，电子质量为m，电荷量为e.求：图5(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得E k＝hν－W0光子的频率为ν＝cλ所以光电子的最大初动能为E k＝hcλ－W0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－W0.(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子．则d＝12at 2＝Uet22dm解得t＝d2mUe.【答案】(1)eU＋hcλ－W0(2)d2mUe第18章原子结构章末综合测评(三)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的4个选项中，第1～4题只有一个选项符合要求，第5～8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．查德威克通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型D．玻尔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【解析】汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，A对；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构模型，B、C错；巴耳末根据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式，D错误．【答案】 A2．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是()A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B．阴极射线本质是电子C．阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D．阴极射线的比荷比氢原子核小【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子流，故A、C错，B对；电子带电量与氢，故阴极射线的比荷比氢原子大，D错．原子相同，但质量是氢原子的11 836【答案】 B3．如图1所示，a、b、c、d分别表示氢原子在不同能级间的四种跃迁，辐射光子频率最大的是()图1A．a B．bC．c D．d【解析】hνa＝E2－E1＝10.2 eV，hνb＝E3－E1＝12.09 eV，hνc＝E3－E2＝1.89 eV，hνd ＝E4－E3＝0.66 eV，故频率最大的是b光子，选项B正确．【答案】 B4．已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是()【解析】根据能级图可知，从n＝5到n＝4时能级差最小，辐射光子的能量最小，所以其波长最长．【答案】 A5．处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是( )A ．电子绕核旋转半径增大B ．电子的动能增大C ．氢原子的电势能增大D ．氢原子的总能量增加【解析】 由玻尔理论可知，氢原子吸收光子后，应从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做负功，电势能增加．另由经典电磁理论知，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力，故ke 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝12m v 2＝ke 22r .可见，电子运动轨道半径增大，动能减小，再结合能量守恒定律，氢原子吸收光子，总能量增加，故正确选项为A 、C 、D.【答案】 ACD6．根据氢原子的玻尔模型，氢原子核外电子在第一轨道和第二轨道运行时( )A ．轨道半径之比为1∶4B ．速度之比为4∶1C ．周期之比为1∶8D ．动能之比为4∶1【解析】 由玻尔公式r n ＝n 2r 1，所以轨道半径之比为r 1∶r 2＝12∶22＝1∶4，故A 对．根据库仑定律和牛顿第二定律有：k e 2r 2n ＝m v 2n r n ，v n ＝ke 2mr n ，所以速度之比为v 1v 2＝r 2r 1＝2∶1，故B 错．根据库仑定律和牛顿第二定律有：k e 2r 2n ＝m (2πT )2r n ，T ＝4π2mr 3n ke 2，所以周期之比为T 1T 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 23＝1∶8，故C 对．根据12m v 2n ＝12k e 2r n ，所以动能之比为E k1E k2＝r 2r 1＝4∶1，故D 对． 【答案】 ACD7．关于光谱，下列说法正确的是( )A ．太阳光谱是吸收光谱B ．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素【解析】 太阳光谱是吸收光谱．因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收．上述选项中正确的是A 、B.【答案】 AB8．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是( )A ．用波长为60 nm 的X 射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B ．用能量为10.2 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C ．用能量为11.0 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D ．用能量为12.5 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态【解析】 根据玻尔理论，只有那些能量刚好等于两能级间的能量差的光子才能被氢原子所吸收(即hν＝E m －E n )，使氢原子发生跃迁．当氢原子由基态向n ＝2、3、4…轨道跃迁时应吸收的光子能量分别为：ΔE 21＝E 2－E 1＝E 122－E 1＝－13.64eV －(－13.6)eV ＝10.20 eV ，ΔE 31＝E 3－E 1＝E 132－E 1＝－13.69eV －(－13.6)eV ＝12.09 eV ，ΔE 41＝E 4－E 1＝E 142－E 1＝－13.616eV －(－13.6)eV ＝12.75 eV ，ΔE ∞1＝0－E 1＝－(－13.6 eV)＝13.6 eV(电离)．波长为λ＝60 nm 的X 射线，其光子能量E ＝h ·c λ＝6.63×10－34×3×10860×10－9 J ＝3.315×10－18 J ＝20.71 eV>ΔE ∞1.所以可使氢原子电离，A 正确；比较B 、C 、D 选项中的光子能量与各能级与基态的能量差，知道只有B 项中光子可使氢原子从基态跃迁到n ＝2的激发态，B 正确．【答案】 AB。
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。
最新人教版高中物理选修3-5单元测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-5单元测试题及答案全套章末质量评估(一)第十六章(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．在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中不正确的是()A．自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内，其增加的动能一定等于其减少的重力势能B．做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同C．做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零D．单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零解析：不计空气阻力，自由下落的小球，其所受合外力为重力，则小球在运动的过程中机械能守恒，其增加的动能一定等于其减小的重力势能，故A正确；做平抛运动的小球所受合外力为重力，加速度的大小与方向都不变，所以小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同，故B 正确；做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心，小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，但由于速度的方向不断变化，所以速度的变化量不一定等于0，合外力的冲量也不一定为零，故C错误；经过一个周期，单摆的小球又回到初位置，所有的物理量都与开始时相等，所以单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零，故D正确．答案：C2．一粒钢珠从静止状态开始自由落体，然后陷入泥潭中．若把它在空中自由落体的过程称为Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为Ⅱ，则() A．过程Ⅰ中钢珠动量的改变量小于重力的冲量B．过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小C．过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于阻力的冲量D．过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ与过程Ⅱ重力冲量的大小解析：在过程Ⅰ中，钢珠只受重力的作用，根据动量定理可知，其动量的改变量等于重力的冲量，选项A错误；过程Ⅱ中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和．故B错误；过程Ⅱ中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于重力和阻力的冲量的和．故C错误；过程Ⅱ中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和．故D正确；故选D.答案：D3．如图所示，一光滑地面上有一质量为m′的足够长的木板ab，一质量为m的人站在木板的a端，关于人由静止开始运动到木板的b端(M、N表示地面上原a、b对应的点)，下列图示正确的是()A BC D解析：根据动量守恒定律，木板与人组成的系统动量守恒，对于题中的“人板模型”，设各自对地的位移为x′m、x m，且有m′x′m＝mx m，x′m＋x m ＝L板长，以M点为参考点，人向右运动，木板向左运动，易得D是正确的．答案：D4．两辆汽车的质量分别为m1和m2，已知m1>m2，沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能，则此时两辆汽车动量p1和p2的大小关系是() A．p1等于p2B．p1小于p2C．p1大于p2D．无法比较解析：由E k＝12m v2＝p22m得p＝2mE k，因为m1>m2，E k1＝E k2，所以p1>p2，选C.答案：C5.如图所示，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，开始时绳松弛、B静止，A具有4 kg·m/s的动量(令向右为正)．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，Δp B＝4 kg·m/sB．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/s解析：它们的总动量为p＝m A v A＝4 kg·m/s，而绳子的拉力为内力，总动量守恒．A的动量减小，B的动量增加，故A的动量改变应为负值，B的动量改变应为正值．而绳子可能会被拉断，说明在拉断绳子前A的速度不可能为零，故只有C正确．答案：C6.如图所示，物体A、B静止在光滑水平面上，且m A>m 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解析：由动能定理可知：两个力对物体做的功相同，则合为一体前两物体动能相同，由物体动量和动能的关系p＝2mE k知，p A>p B，选碰前A的方向为正方向，则B的动量为负值，由动量守恒定律：p A＋p B＝(m A＋m B)v，v 必为正，故碰后速度v的方向一定与p A相同，向右．答案：B7．用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理．如图所示，从距秤盘80 cm高度把1 000 粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半．若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力)，已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g．则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为()A．0.2 N B．0.6 NC．1.0 N D．1.6 N解析：豆粒从80 cm高处落下时速度为v, v2＝2gh，则v＝2gh＝2×10×0.8 m/s＝4 m/s 设向上为正方向，根据动量定理：Ft＝m v2－m v1，F＝m v2－m v1t＝0.1×2－0.1×（－4）1N＝0.6 N，B正确，ACD错误．故选B.答案：B8．人的质量m＝60 kg，船的质量M＝240 kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m时，人可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)()A．1.5 m B．1.2 mC．1.34 m D．1.1 m解析：船用缆绳固定时，设人起跳的速度为v0，则x0＝v0t，消耗的能量：E k ＝12m v 20 撤去缆绳，由动量守恒： 0＝m v 1－M v 2，两次人消耗的能量相等，即动能不变，12m v 20＝12m v 21＋12M v 22，解得：v 1＝M M ＋m v 0故：x 1＝v 1t ＝M M ＋m x 0＝24060＋240×1.5 m ＝1.34 m ，C 正确；ABD 错误；故选C.答案：C9．如图所示的装置中，木块B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )A ．动量守恒、机械能守恒B ．动量不守恒、机械能不守恒C ．动量守恒、机械能不守恒D ．动量不守恒、机械能守恒解析：若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒．而在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒．实际上，在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒(此瞬间弹簧尚未形变)．子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不守恒．物理规律总是在一定条件得出的，因此在分析问题时，不但要弄清取谁作研究对象，还要弄清过程的阶段的选取，判断各阶段满足物理规律的条件．故B 正确．答案：B10.如图所示，位于光滑水平桌面上的滑块P 和Q 都可视为质点，质量相等．Q 与轻质弹簧相连．设Q 静止，P 以某一初速度向Q 运动并与弹簧发生碰撞．在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于( )A ．P 的初动能B ．P 的初动能的12C ．P 的初动能的13D ．P 的初动能的14解析：两者速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大．设P 的初速度为v ，两者质量为m ，弹簧最短时两者的共同速度为v ′，弹簧具有的最大弹性势能为E p .根据动量守恒，有m v ＝2m v ′，根据能量守恒有12m v 2＝12×2m v ′2＋E p ，以上两式联立求解得E p＝14m v2.可见弹簧具有的最大弹性势能等于滑块P原来动能的一半，B正确．答案：B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．质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛(不计空气阻力)到落回地面，在此过程中()A．上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为m v0，但方向相反B．整个过程中重力的冲量为2m v0C．整个过程中重力的冲量为0D．上升过程冲量大小为m v0，方向向下解析：物体上升、下降动量变化量相同，大小均为m v0，都向下．A错、B对，C错、D对．答案：BD12．如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是()A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C．B能达到的最大高度为h 2D．B能达到的最大高度为h 4解析：根据机械能守恒定律可得B刚到达水平地面的速度v0＝2gh，根据动量守恒定律可得A与B碰撞后的速度为v＝v02，所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为E pm＝12×2m v2＝12mgh，即B正确；当弹簧再次恢复原长时，A与B将分开，B以v的速度沿斜面上滑，根据机械能守恒定律可得mgh′＝12m v2，B能达到的最大高度为h4，即D正确．答案：BD13．在光滑的水平面上，动能为E0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后小钢球1的运动方向相反，将碰撞后小钢球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，小钢球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有()A．E1＜E0B．p1＜p0C．E2＞E0D．p2＜p0解析：设碰撞前球1的运动方向为正方向，根据动量守恒定律有：p0＝－p1＋p2，可得到碰撞后球2的动量p2＝p0＋p1.由于碰撞前球2静止，所以碰撞后球2一定沿正方向运动，所以p2＞p0，选项D错误．由于碰撞后系统的机械能总量不可能大于碰撞前系统机械能总量，即E0≥E1＋E2故有E0＞E1和E0＞E2，选项A正确，选项C错误．由动能和动量的关系E k＝p22m，结合选项A的结果，可判断选项B正确．答案：AB14.如图所示，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L.乙车上站立着一个质量为m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、乙两车运动中速度之比为M＋m MB．甲、乙两车运动中速度之比为M M＋mC．甲车移动的距离为M＋m 2M＋mLD．乙车移动的距离为M2M＋mL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、乙两车运动中速度之比等于质量的反比M＋mM，A正确，B错误；Mx甲＝(M＋m)x乙，x甲＋x乙＝L，解得C、D正确．答案：ACD三、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．(8分)如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则________．A ．m 1>m 2, r 1>r 2B ．m 1>m 2, r 1<r 2C ．m 1>m 2，r 1＝r 2D ．m 1<m 2, r 1＝r 2(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________(填下列对应的字母) .A ．直尺B ．游标卡尺C ．天平D ．弹簧测力计E ．秒表(3)设入射小球的质量为m 1，被碰小球的质量为m 2，P 为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m 1、m 2及图中字母表示)________________成立，即表示碰撞中动量守恒．解析：(1)在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，取向右为正方向， 由动量守恒定律得：m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2在碰撞过程中机械能守恒：12m 1v 20＝12m 1v 21＋12m 2v 22 联立解得：v 1＝m 1－m 2m 1＋m 2v 0要碰后入射小球的速度v 1＞0，则有m 1－m 2＞0，即m 1＞m 2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即r 1＝r 2，选C.(2)P 为碰前入射小球落点的平均位置，M 为碰后入射小球的位置，N 为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间t ＝2h g，即平抛运动的时间相同，碰撞前入射小球的速度v 0＝OP 2hg，碰撞后入射小球的速度v 1＝OM 2h g ，碰撞后被碰小球的速度v 2＝ON 2hg，若m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，将三个速度代入得：m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON ，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC ；(3)由(2)可知，实验需要验证的表达式为：m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON答案：(1)C (2)AC (3)m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON16．(10分)宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为m A ＝0.2 kg 、m B ＝0.4 kg 的小球A 、B 和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A 粘连，另一端与小球B 接触而不粘连．现使小球A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v 0＝0.1 m/s 做匀速直线运动，如图所示，过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动，从弹簧与小球B 刚刚分离开始计时，经时间t ＝30 s ，两球之间的距离增加了s ＝2.7 m ，求弹簧被锁定时的弹性势能E P.解析：本题考查动量守恒与能量守恒相结合．取A、B作为系统，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：(m A＋m B)v0＝m A v A＋m B v B，①根据题意得：s＝(v A－v B)t，②由机械能守恒得：E P＋12(m A＋m B)v2＝12m Av2A＋12m Bv2B，③代入数据，解①②③得：E P＝0.054 J.答案：弹簧被锁定时的弹性势能为0.054 J.17．(12分)如图所示，质量为m＝1 kg的小物块放在质量为m1＝2 kg的甲木板右端，二者以速度v1＝8 m/s沿光滑水平地面向右运动，小物块可视为质点．质量m2＝2 kg的乙木板在甲木板正前方以速度v2＝2 m/s同向运动，一段时间后两木板碰撞并粘在一起，小物块最终停留在乙木板上．已知小物块与乙木板间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)两木板碰撞后瞬间乙木板的速度大小；(2)小物块最终距乙木块左端的距离．解析：(1)设两木板碰撞后的瞬间乙木板的速度大小为v′，两木板碰撞的过程动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v′，代入数据解得：v′＝5 m/s.(2)设最终三者共速速度为v3，从开始到最终小物块停留在乙木板上，根据动量守恒定律得：(m1＋m)v1＋m2v2＝(m1＋m2＋m)v3，代入数据解得：v3＝5.6 m/s.设小物块最终距乙木板左端的距离为L，根据功能关系得：μmgL＝12(m1＋m2)v′2＋12m v21－12(m1＋m2＋m)v23，代入数据解得：L＝0.72 m.答案：(1)5 m/s(2)0.72 m18．(12分)如图所示，水平固定一个光滑长杆，有一个质量为m小滑块A套在细杆上可自由滑动．在水平杆上竖直固定一个挡板P，小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态，在小滑块的下端用长为L的细线悬挂一个质量为2m 的小球B，将小球拉至左端水平位置使细线处于自然长度，由静止释放，已知重力加速度为g.求：(1)小球运动过程中，相对最低点所能上升的最大高度；(2)小滑块运动过程中，所能获得的最大速度．解析：(1)小球第一次摆到最低点过程中，由机械能守恒，得2mgL ＝12(2m )v 2，解得v ＝2gL ；小球与小滑块达到共速时，小球上升到最大高度，设此高度为h ，系统动量守恒和机械能守恒，得2m v ＝(2m ＋m )v 共，12(2m )v 2＝12(3m )v 2共＋2mgh ， 联立解得h ＝13L . (2)小球摆回最低点时，小滑块获得最大速度，设此时小球速度为v 1，滑块的速度为v 2，由系统动量守恒及机械能守恒，得2m v ＝2m v 1＋m v 2，12(2m )v 2＝12(2m )v 21＋12m v 22， 解得v 2＝432gL . 答案：(1)13L (2)432gL 19.(12分)两质量均为2m 的劈A 和B ，高度相同，放在光滑水平面上，A 和B 的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示．一质量为m 的物块位于劈A 的倾斜面上，距水平面的高度为h ，物块从静止滑下，然后又滑上劈B ，重力加速度为g .求：(1)物块第一次离开劈A 时，劈A 的速度；(2)物块在劈B 上能够达到的最大高度．解析：(1)设滑块第一次离开A 时的速度为v 1，A 的速度为v 2，由系统动量守恒得：m v 1－2m v 2＝0， 由系统机械能守恒得：mgh ＝12m v 21＋12×2m v 22， 联立解得：v 1＝ 43gh ，v 2＝ 13gh . (2)物块在劈B 上达到最大高度h ′时两者速度相同，设为v ，由系统动量守恒和机械能守恒得(m ＋2m )v ＝m v 1，12(m ＋2m )v 2＋mgh ′＝12m v 21， 联立解得：h ′＝49h .答案：(1)13gh(2)49h章末质量评估(二)第十七章(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．下列宏观概念是“量子化”的是()A．物体的质量B．木棒的长度C．花生米的粒数D．物体的动能解析：粒数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的.其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的.故只有C正确；故选C.点睛：量子化在高中要求较低，只需明确量子化的定义，知道“量子化”指其物理量的数值会是一些特定的数值即可.答案：C2．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是()A．改用红光照射B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫光照射解析：由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，在逸出功一定时，只有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D对．答案：D3．关于光的波粒二象性，以下说法中正确的是()A．光的波动性与机械波，光的粒子性与质点都是等同的B．光子和质子、电子等是一样的粒子C．大量光子易显出粒子性，少量光子易显出波动性D．紫外线、X射线和γ射线中，γ射线的粒子性最强，紫外线的波动性最显著解析：光的波动性与机械波、光的粒子性与质点有本质区别，选项A错误；光子实质上是以场的形式存在的一种“粒子”，而电子、质子是实物粒子，故选项B错误；光是一种概率波，大量光子往往表现出波动性，少量光子则往往表现出粒子性，选项C错误；频率越高的光的粒子性越强，频率越低的光的波动性越显著，故选项D正确．答案：D4．下列关于物质波的说法中正确的是()A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是本质相同的物体B．物质波和光波都不是概率波C．粒子的动量越大，其波动性越易观察D．粒子的动量越大，其波动性越易观察解析：实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但实物粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同；物质波和光波都是概率波；又由λ＝hp可知，p越小，λ越大，波动性越明显．故正确选项为D.答案：D5.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知，下列说法错误的是()A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动解析：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，A 正确、B错误；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C、D正确.答案：B6．用波长为2.0×10－7m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．5.5×1014Hz B．7.9×1014HzC．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz解析：据E km＝hν－W，W＝hν0ν＝cλ可得：ν0＝cλ－E kmh，代入数据得：ν0＝7.9×1014Hz，故选B.答案：B7.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．设碰撞前A 球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A 、B 两球的德布罗意波的波长分别为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：球A 、B 碰撞过程中满足动量守恒，得p ′B －0＝p A －p ′A ；由λ＝h p ，可得p ＝h λ，所以动量守恒表达式也可写成：h λ3＝h λ1－h λ2， 所以λ1＝λ2λ3λ2＋λ3，故选项D 正确． 答案：D8．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U )，该粒子的德布罗意波长为( )A. h 2mqUB.h 2mqUC.h 2mqU 2mqUD.h mqU解析：设加速后的速度为v ，由动能定理，得qU ＝12m v 2，所以v ＝ 2qU m ， 代入德布罗意波长公式，得λ＝h p ＝h m v ＝h m 2qU m＝h 2mqU 2mqU . 答案：C9．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc ，则( )A ．当照射光的频率ν小于νc 时，只要增大光的强度必能产生光电子B ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大C ．当照射光的频率ν大于νc 时，若光的强度增大，则产生的光电子数必然增加D ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：只要入射光的频率大于极限频率，该金属才可发生光电效应，故当光照频率小于极限频率时，不会产生光子，A 错误；逸出功只和金属的性质有关，与照射光的频率无关，当照射光频率大于极限频率时，根据E km ＝hν－W 0可知若频率增大，则光电子的最大动能增大，但不是正比关系，BD 错误；光照强度决定光电子数目，光照强度越大，光电子数目必然增大，C 正确.答案：C10．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为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.hc 2λB.2hc 3λC.34hc λD.4h λ5c解析：由光电效应方程得h c λ－W 0＝E k1，h c 34λ－W 0＝E k2，并且E k1∶E k2＝1∶2，可得W 0＝2hc 3λ. 答案：B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．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A ．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B ．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C ．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D ．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性解析：A.使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其他地方机会较少.因此会出现衍射图样，故A 正确；B.单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上才会出现完整的衍射图样，故B 错误；C.光的波动性不同于宏观意义的波，是一种概率波，C 错误；D.单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性.所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故D 正确.故选：AD.答案：AD12．用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么 ( )A ．两束光的光子能量相同B ．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同解析：由ε＝hν和E k ＝hν－W 0，可知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A 、C 对，D 错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B 错．答案：AC13.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率的关系图象，由图象可知()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2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E解析：根据光电效应方程，有E k＝hν－W0，其中W0＝hν0为金属的逸出功．所以有E k＝hν－hν0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者W0＝hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故A、B、D正确，C错误．答案：ABD14．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h.电子电量用e表示，下列说法正确的是()图甲图乙A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大C．由U Cν图象可知，这种金属的截止频率为νcD．由U Cν图象可求普朗克常量表达式为h＝U1e ν1－νc解析：入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误；根据光电效应方程E km＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误；根据E km＝hν－W0＝eU C，解得U C＝hν1e－hνce，则h＝U1eν1－νc；当遏止电压为0时，ν＝νc，C、D正确．答案：CD三、非选择题(本题共4小题，共54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，。
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高中物理选修3－5模块检测一、选择题1．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左嘚水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确嘚是[ ] A．a尚未离开墙壁前，a和b系统嘚动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a与b系统嘚动量不守恒C．a离开墙后，a、b系统动量守恒D．a离开墙后，a、b系统动量不守恒2．甲球与乙球相碰，甲球嘚速度减少5m/s，乙球嘚速度增加了3m/s，则甲、乙两球质量之比m甲∶m乙是[ ]A．2∶1 B．3∶5 C．5∶3 D．1∶23．A、B两球在光滑水平面上相向运动，两球相碰后有一球停止运动，则下述说法中正确嘚是[ ]A．若碰后，A球速度为0，则碰前A嘚动量一定大于B嘚动量B．若碰后，A球速度为0，则碰前A嘚动量一定小于B嘚动量C．若碰后，B球速度为0，则碰前A嘚动量一定大于B嘚动量D．若碰后，B球速度为0，则碰前A嘚动量一定小于B嘚动量4．在光滑水平面上有A、B两球，其动量大小分别为10kg·m/s与15kg·m/s，方向均为向东，A球在B球后，当A球追上B球后，两球相碰，则相碰以后，A、B两球嘚动量可能分别为[ ] A．10kg·m/s，15kg·m/s B．8kg·m/s，17kg·m/sC．12kg·m/s，13kg·m/s D．-10kg·m/s，35kg·m/s5．分析下列情况中系统嘚动量是否守恒[ ]A．如图2所示，小车停在光滑水平面上，车上嘚人在车上走动时，对人与车组成嘚系统B．子弹射入放在光滑水平面上嘚木块中对子弹与木块组成嘚系统(如图3)C．子弹射入紧靠墙角嘚木块中，对子弹与木块组成嘚系统D．斜向上抛出嘚手榴弹在空中炸开时6．质量为M嘚原子核，原来处于静止状态，当它以速度V放出一个质量为m嘚粒子时，剩余部分嘚速度为[ ]A．mV/(M-m) B．-mV/(M—m) C．mV/(M+m) D．-mV/(M＋m)7．如图4所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了嘚轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确嘚是[ ]A．两手同时放开后，系统总量始终为零B．先放开左手，后放开右手后动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长嘚过程中，系统总动量都保持不8．船静止在水中，若水嘚阻力不计，当先后以相对地面相等嘚速率，分别从船头与船尾水平抛出两个质量相等嘚物体，抛出时两物体嘚速度方向相反，则两物体抛出以后，船嘚状态是[ ] A．仍保持静止状态B．船向前运动C．船向后运动D．无法判断9如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙嘚底板上放着一个小木块。
木箱和小木块都具有一定嘚质量。
现使木箱获得一个向右嘚初速度0v ，则 。
（填选项前嘚字母） A ．小木块和木箱最终都将静止B ．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C ．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D ．如果小木块与木箱嘚左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 10、原子核23892经放射性衰变①变为原子23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492。
放射性衰变①、②和③依次为A ．α衰变、β衷变和β衰变B ．β衰变、α衷变和β衰变C ．β衰变、β衰变和α衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变11、原子核AZ X 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一个质子。
由此可知A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=212、 (5分)用频率为0v 嘚光照射大量处于基态嘚氢原子，在所发射嘚光谱中仅能观测到频率分别为123v v v 、、嘚三条谱线，且321v v v ＞＞，则 。
(填入正确选项前嘚字母) A ．01v v ＜ B ．321v v v =+ C ．0123v v v v =++ D.123111v v v =+ 13、．太阳因核聚变释放出巨大嘚能量，同时其质量不断减少。
太阳每秒钟辐射出嘚能量约为4×1026 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少嘚质量最接近 A.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.109 kg 14、卢瑟福提出原子嘚核式结构模型。
这一模型建立嘚基础是（）（A ）α粒子嘚散射实验（B ）对阴极射线嘚研究 （C ）天然放射性现象嘚发现（D ）质子嘚发现15、．现已建成嘚核电站发电嘚能量来自于（）（A ）天然放射性元素放出嘚能量（B ）人工放射性同位素放出嘚能量（C ）重核裂变放出嘚能量 （D ）化学反应放出嘚能量16、某放射性元素经过114天有7/8嘚原子核发生了衰变，该元素嘚半衰期为（）（A ）11.4天（B ）7.6天（C ）5.7天（D ）3.8天17、 能量为i E 嘚光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中嘚电子成为自由电子．这一能 i E 称为氢嘚电离能．现用一频率为ν嘚光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度嘚大小为_______________（用光子频率ν、电子质量m 、氢原子嘚电离能i E 和普朗克常量h 表示）。
18、列说法正确嘚是A ．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部 C ．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒 D ．γ射线是一种波长很短嘚电磁波19、关于核衰变和核反应嘚类型，下列表述正确嘚有 A ．238234492902U Th He →+是α衰变 B ．1441717281N He O H +→+是β衰变C ．23411120H H He n +→+是轻核聚变D ．8282343612Se Kr e -→+是重核裂变20、（1）14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定嘚方法。
若以横坐标t 表示时间，纵坐标m 表示任意时刻14C 嘚质量，0m 为t ＝0时0m 嘚质量。
下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律嘚是 。
（填选项前嘚字母）21、下列关于原子和原子核嘚说法正确嘚是 A ．β衰变现象说明电子是原子核嘚组成部分 B ．玻尔理论嘚假设之一是原子能量嘚量子化C ．放射性元素嘚半衰期随温度嘚升高而变短D ．比结合能越小表示原子核中嘚核子结合得越牢固22、（（1）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量嘚光子，其能量值分别是：1.8910.212.09eV eV eV、、。
跃迁发生前这些原子分布在 个激发态能级上，其中最高能级嘚能量值是 eV （基态能量为13.6eV ）。
三、计算题23．一个稳定嘚原子核质量为M ，处于静止状态，它放出一个质量为m 嘚粒子后，做反冲运动，已知放出嘚粒子嘚速度为v 0，则反冲核速度为多少？24、如图所示，滑块A 、C 质量均为m ，滑块B 质量为32m 。
开始时A 、B 分别以12v v 、嘚速度沿光滑水平轨道向固定在右侧嘚挡板运动，现将C 无初速地放在A 上，并与A 粘合不再分开，此时A 与B 相距较近，B 与挡板碰撞将以原速率反弹，A 与B 碰撞将粘合在一起。
为使B 能与挡板碰撞两次，12v v 、应满足什么关系？25．甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。
甲和他嘚冰车嘚质量共为M=30kg，乙和它嘚冰车总质量也是30kg，游戏时，甲推着一个质量为m=15kg嘚箱子，和他一起以大小为v0=2m/s嘚速度滑行，乙以同样大小嘚速度迎面滑来。
为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住。
若不计冰面嘚摩擦力。
求甲至少要以多大嘚速度（相对于地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞。
26．如图所示，光滑水平面上有物块M、m，在其中静止嘚物块m上固定一轻弹簧，M以v0嘚速度向右运动，求弹簧压缩量最大时，两者嘚速度各为多大？M m27在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速．假设减速剂嘚原子核质量是中子嘚k 倍．中子与原子核嘚每次碰撞都可看成是弹性正碰．设每次碰撞前原子核可认为是静止嘚，求N 次碰撞后中子速率与原速率之比．一、选择题1．B C 2．B 3．A D 4．B 5．A B D 6．B 7．A C D 8．A 9． B 10、【答案】A 【解析】2382349290U Th →，质量数少4,电荷数少2，说明①为α衰变238234492902U Th He →+。
2342349091Th Pa →,质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子23423490911Th Pa e -→+。
2342349192Pa U →，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子234234091921Pa U e -→+。
11、【答案】D 【解析】核反应方程为241121A Z X H He H +→+，应用质量数与电荷数嘚守恒A+2=4+1，Z+1=2+1，解得A=3，Z=2，选项D 正确。
12答案】B 【解析】大量氢原子跃迁时只有三个频率嘚光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，321h h h ννν=+，解得：321v v v =+，选项B 正确13、【答案】D 【解析】根据爱因斯坦嘚质能方程，269282410 4.410(310)E m kg kg c ∆⨯∆===⨯⨯，选项D 正确14、【答案】A.【解析】卢瑟福根据α粒子嘚散射实验结果，提出了原子嘚核式结构模型：原子核聚集了原子嘚全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。
15、【答案】C 【解析】核电站发电嘚能量来自于重核嘚裂变，选项C 正确。
16、【答案】D 【解析】根据t 11()28τ=，3t τ=，因为11.4t =天，所以11.43.83τ==天，选项D正确。
17、【答案】2()i h E m ν- 【解析】由能量守恒得 212i m h E ν=-v ，解得电子速度为2()i h E mν-=v 。
18【答案】D 【解析】α粒子散射实验现象表明大多数α粒子不发生偏转，说明穿过了原子，少数α粒子发生偏转，说明无法穿过原子核，A 错误。
裂变反应有质量亏损是由于核子嘚平均密度变化引起嘚，但核子嘚总数不变，即质量数守恒，C 错误。
γ射线是频率很大、波长很短嘚电磁波，D 正确。
19、答案】AC 【解析】B 选项嘚核反应方程是卢瑟福发现质子嘚核反应方程，B 错误。
选项D 核反应方程是β衰变，D 错误20、【答案】C 【解析】由公式01()2tm m τ=可知C 答案正确。
21【答案】B 【解析】β衰变是原子核中嘚质子转化为中子和电子，但电子不是原子核嘚组成部分，A 错误。