人教版高中物理选修3-5模块综合测试卷【解析版】 (1)
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。
最新人教版选修3-5高中物理本册综合能力测试题(1)检测题及答案
本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(山东师大附中2014～2015年高二下期检测)下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是( )答案：A解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。
2．如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。
则下述说法中正确的是( )①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒②若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒③小车的最终速度与断线前相同④全过程系统的机械能不守恒A．①②③B．②③④．①③④D．①②③④答案：B解析：取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同。
但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒。
3．关于核反应方程H＋H→H＋，以下说法中正确的是( )A．是，该核反应属于聚变B．是H，该核反应属于裂变．是，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．是H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A)，此核反应属于聚变，A正确B错解析：根据质量守恒和电荷守恒知是\(1,误。
当前核电站采用的燃料是铀235，、D错误。
4．(河北邢台一中2014～2015年高二下期检测)氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是(导号 96140515)( )A．一个氢原子从＝4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为162V－311V，处于＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离．有一群处于＝4能级的氢原子，如果原子＝2向＝1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于＝4能级的氢原子，如果原子＝2向＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级＝4向＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为255V答案：A解析：根据\(2,)＝6知，一群氢原子处于量子＝4的激发态，它们向较低能级4跃迁时可能辐射出6种不同频率的光子，这时动能增大，电势能减小，故A 错误；可见光的光子能量范围约为162V －311V ，则紫外线的能量高于311V ，而＝3能级的氢原子能量为－151V ，因此处于＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故B 正确。
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 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.。
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。
高中物理选修3-5综合测试题(1)(2)(3)有详细答案分解
选修3-5综合测试题一1．下列说法中正确的是()A．为了说明光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成α粒子散射试验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发觉了放射现象D．在原子核人工转变的试验中，查德威克发觉了质子2．关于下面四个装置说法正确的是()A．图甲试验可以说明α粒子的贯穿本事很强B．图乙的试验现象可以用爱因斯坦的质能方程说明C．图丙是利用α射线来监控金属板厚度的改变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，核内质子数削减3个E．放射性物质的温度上升，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)马上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．自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．23890Th92U经过一次α衰变，变为238C．α射线的穿透实力比γ射线穿透实力强D．放射性元素的半衰期随温度上升而减小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所示是探讨光电效应的电路。
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。
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册课时跟踪检测（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/sB ．1.5 m/sC ．2 m/sD ．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－m v ，所以v ＝Ft m ＝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，p 1＝p 2＝5 kg·m/s ，由动量定理知I 1＝0；在后10 s 内p 3＝－5 kg·m/s ，I 2＝p 3－p 2＝－10 N·s ，故选D 。
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。
物理·人教课标版·选修3-5 模块 综合检测
模块综合检测(90分钟100分)1．(7分)如右图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0=5 000×10-10 m的钠制成．用波长λ=3 000×10-10 m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1 V，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)I=0.56 μA.(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目；(2)求电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时最大动能是多少？(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)2．(6分)已知金属铯的逸出功为1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV，求入射光的波长应为多少？3．(6分)氢原子第n能级的能量为E n＝E1n2，其中E1是基态能量，而n＝1,2，…，若一氢原子发射能量为－316E1的光子后处于比基态能量高出－34E1的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？4．(7分)如右图所示，甲车质量m 1＝20 kg，车上有质量M=50 kg的人，甲车(连同车上的人)以v=3 m/s的速度向右滑行．此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞？不计地面的摩擦，设乙车足够长，取g=10 m/s2.5．(8分)放射性同位素14 6C 被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成14 6C，14 6C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，放出β射线，试写出有关核反应方程．(2)若测得一古生物遗骸中14 6C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？6．(8分)(1)下图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 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________种．(2)质量为M＝2 kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为m A＝2 kg的物体A(可视为质点)，如右图所示，一颗质量为m B=20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A仍静止在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10 m/s2，求平板车最后的速度是多大？7．(10分)(2008年高考海南卷)一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为m的炮弹．炮可在水平方向自由移动．当炮身上未放置其他重物时，炮弹可击中水平地面上的目标A；当炮身上固定一质量为M0的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B.炮口离水平地面的高度为h.如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比．8．(9分)(1)月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(32He)”的化学元素，是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将能为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3(32He)”与氘核聚变，下列说法中正确的是()A．核反应方程式为32He＋21H→42He＋11HB．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量C．“氦3(32He)”一个核子的结合能大于“氦4(42He)”一个核子的结合能D．“氦3(32He)”的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量(2)如下图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体．乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞后甲车获得8m/s的速度，物体滑到乙车上．若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？(g取10 m/s2)9．(9分)如右图所示，ABC和DEF为在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端C处水平，DEF为半径为r的半圆形轨道，DF为竖直方向的直径，C与D点可看做重合，现让质量为m的小球从轨道ABC上某高度由静止释放，与放在C处的质量为M的小球相碰后，M恰好沿半圆形内轨道DEF滑下，而m反弹后又返回C点，平抛后恰好击中与圆心O等高的E点．试求：(1)两球刚碰撞结束时M和m的速度；(2)m释放点距C点的高度H.10．(10分)一个钚的同位素239 94Pu的原子核静止在匀强磁场中．某时刻该原子核垂直于磁场方向放射出一个α粒子，变成铀的同位素，同时辐射能量为E＝0.09 MeV的光子，已知钚原子核的质量M＝238.999 655 u，α粒子的质量m＝4.001 509 u，反冲核的质量M＝234.993 470 u．取1 u·c2＝931 MeV.(1)写出衰变的核反应方程．(2)α粒子和反冲核的动能各是多少？(3)画出α粒子和反冲核在垂直纸面向里的匀强磁场中运动轨迹的示意图．11．(10分)下图是A、B两滑块碰撞前后的闪光照片示意图(部分)．图中滑块A的质量为0.14 kg，滑块B的质量为0.22 kg，所用标尺的最小分度值是0.5 cm，每秒闪光10次．试根据图示回答：(1)作用前后滑块A动量的增量为多少？方向如何？(2)碰撞前后总动量是否守恒？12．(10分)钍核230 90Th发生衰变生成镭核226 88Ra并放出一个粒子．设该粒子的质量为m、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时，其速度为v0，经电场加速后，沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平板电极S2.当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方位的夹角θ＝60°，如上图所示，整个装置处于真空中．(1)写出钍核的衰变方程；(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R；(3)求粒子在磁场中运动所用时间t.参考答案：1.【解析】 (1)设每秒内发射的光电子数为n ，则n ＝I e ＝0.56×10－61.60×10－19＝3.5×1012(个)．(2)由光电效应方程可知E km ＝hν－W 0＝h c λ－h c λ0＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0，在AK 间加电压U 时，电子到达阳极时的动能为E k E k ＝E km ＋eU ＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0＋eU .代入数值得E k ＝6.01×10－19 J.(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电压U 不变，则电子到达A 极的最大动能不会变．【答案】 (1)3.5×1012个 (2)6.01×10－19 J (3)6.01×10－19 J 2.【解析】 据光电效应方程E k ＝hν－W 0可得入射光的频率为 ν＝E k ＋W 0h由c ＝νλ可得入射光的波长为 λ＝c ν＝hcE k ＋W 0＝6.63×10－34×3×108(1.0＋1.9)×1.6×10－19 m ＝4.3×10－7 m. 【答案】 4.3×10－7 m3.【解析】 设氢原子发射光子前后分别位于第l 与第m 能级，依题意有E 1l 2－E 1m 2＝－316E 1E 1m 2－E 1＝－34E 1 解得：m ＝2，l ＝4. 【答案】 4 24.【解析】 以人、甲车、乙车组成系统，由动量守恒得 (m 1＋M )v －m 2v 0＝(m 1＋m 2＋M )v ′ 可解得：v ′＝1 m/s以人与甲车为一系统，人跳离甲车过程动量守恒，得 (m 1＋M )v ＝m 1v ′＋Mu 解得u ＝3.8 m/s因此，只要人跳离甲车的速度u ≥3.8 m/s ，就可避免两车相撞．【答案】 u ≥3.8 m/s5.【解析】 (1)中子碰到氮原子发生核反应．方程为10n ＋14 7N →14 6C ＋11H 14 6C的衰变的方程为14 6C →14 7N ＋0－1e.(2)由于生物活体通过新陈代谢，生物体14 6C 与126C 的比例和空气相同，都是固定不变的，但生物遗骸由于新陈代谢停止，14 6C 发生衰变、14 6C 与12 6C 的比值将不断减小，由半衰期的定义得12．5%M 0＝M 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ则tτ＝3，t ＝3τ＝3×5 730年＝17 190年．【答案】 (1)10n ＋14 7N →14 6C ＋11H 14 6C →14 7N ＋0－1e(2)17 190年6.【解析】(1)由E＝E n－E1可知E n＝E＋E1＝13.06 eV－13.60 eV＝－0.54 eV.吸收13.06 eV能量后氢原子处于量子数n＝5的激发态，故可产生10种不同波长的光．(2)子弹射穿A时，以子弹与A组成的系统为研究对象．由动量守恒定律m B v B ＝m A v A′＋m B v B′A在小车上相对滑动，若最后速度为v″.以A与小车组成的系统为研究对象．由动量守恒定律m A v A′＝(m A＋M)·v″可得v″＝2.5 m/s.【答案】(1)10(2)2.5 m/s7.【解析】设炮弹的出口速度和炮身的反冲速度分别为v1和v2，E为“火药”提供的机械能，由动量守恒定律和能量守恒定律得0＝m v1－M v2①E＝12m v21＋12M v22②由①②式得v1＝2EMm(M＋m)③炮弹射出后做平抛运动，有h＝12gt2④X＝v1t⑤式中，t是炮弹从射出到落地时所需的时间，X为目标A距炮口的水平距离，由③④⑤式得X＝4EMhgm(M＋m)⑥同理，目标B距炮口的水平距离为X′＝4E(M＋M0)h gm(M＋M0＋m)⑦由⑥⑦式得X′X ＝(M＋M0)(M＋m)M(M＋M0＋m).【答案】(M＋M0)(M＋m) M(M＋M0＋m)8.【解析】(1)选A、D“氦3(32He)”与氘核聚变的核反应式符合质量数与电荷数守恒，且聚变是放能反应，生成物的质量将小于参加反应物的质量，故只有A、D正确．(2)乙与甲碰撞动量守恒m乙v乙＝m乙v′乙＋m甲v′甲小物体m在乙车上滑动至有共同速度v，对小物体和乙车运用动量守恒定律得m乙v乙′＝(m＋m乙)v对小物体应用牛顿第二定律得a＝μg所以t＝v/μg代入数据得t＝0.4 s.【答案】(1)AD(2)0.4 s9.【解析】(1)两球碰后M恰好沿半圆形轨道DEF滑下，有：Mg＝M v2Mr，得：v M＝grm做平抛运动，恰好到E点，有r＝v m t，r＝12gt2，得：v m＝gr2.(2)设m刚碰M前瞬时速度为v0，由碰撞过程动量守恒得：m v0＝M v M－m v m所以：v0＝Mm·gr－gr 2由m沿曲线下滑过程中机械能守恒可得mgH＝12m v2，H＝v202g＝(2M－m)24m2r.【答案】(1)gr gr2(2)(2M－m)24m2r10.【解析】(1)由题意根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程：23994Pu→235 92U＋42He＋E.(2)设衰变后α粒子的速度为v，反冲核的速度为v′，根据动量守恒和能量守恒，有m v＝M v′(M0－M－m)·c2－E＝E kα＋E kU＝4.26 MeV由E k＝p22m ，可整理得E kαE kU＝Mm所以E kα＝MM＋m×4.26 MeV＝235235＋4×4.26 MeV＝4.19 MeVE kU＝mM＋m×4.26 MeV＝4235＋4×4.26 MeV＝0.07 MeV.(3)如下图所示．【答案】(1)23994Pu→235 92U＋42He＋E(2)4.19 MeV0.07 MeV(3)见解析图11.【解析】从图中A、B两位置的变化可得知，作用前，B是静止的；作用后B向右运动，A向左运动，图中相邻两刻线间的距离为0.5 cm，碰前，滑块A在110s内的位移为0.5×10 cm＝5 cm＝0.05 m．碰后，滑块A向左移动，位移约为0.5 cm＝0.005 m．滑块B右移，位移为0.5×7 cm＝0.035m，所用时间皆为110s．根据速度公式v＝xt得(1)v A＝x At＝0.050.1m/s＝0.5 m/s，v A′＝x A′t＝0.0050.1m/s＝0.05 m/s，v B′＝0.0350.1m/s＝0.35 m/s.以向右为正方向，Δp A＝m A v A′－m A v A＝0.14×(－0.05) kg·m/s－0.14×0.5 kg·m/s ＝－0.077 kg·m/s，方向向左．(2)碰撞前总动量p＝p A＝m A v A＝0.14×0.5 kg·m/s＝0.07 kg·m/s.碰撞后总动量p ′＝m A v A ′＋m B v B ′＝0.14 ×(－0.05) kg·m/s ＋0.22×0.35 kg·m/s＝0.07 kg·m/s.所以作用前后总动量守恒．【答案】 (1)0.077 kg·m/s 方向向左 (2)守恒12.【解析】 (1)钍核衰变方程230 90Th ―→42He ＋226 88Ra. ①(2)设粒子离开电场时速度为v ，对加速过程只有电场力做功，所以根据动能定理有：qU ＝12m v 2－12m v 20②粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，设其运动的圆周半径为R ，根据牛顿定律有：q v B ＝m v 2R ③由②③两式可以解得圆周运动的半径R ＝m qB 2qU m＋v 20.④ (3)粒子做圆周运动的回旋周期：T ＝2πR v ＝2πm qB ⑤粒子在磁场中运动时间t ＝16T ⑥由⑤⑥两式可以解得t ＝πm 3qB .【答案】(1)230 90Th ―→42He ＋226 88Ra (2)m qB 2qU m ＋v 20(3)πm 3qB。
人教版高中物理选修35综合测试含含及详细解析
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、单项选择题 (共 15 小题 ,每题分,共 60 分 )1.如下图，一沙袋用轻微绳悬于 O 点，开始时沙袋处于静止，今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，打入沙袋后两者共同摇动的最大摆角为 30°.当其第一次返回图示地点时，第二个弹丸以水平速度 v2 又击中沙袋，使沙袋向右摇动且最大摆角仍为 30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的选项是 ( )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，身体挺直并恰好走开地面，速度为 v，在此过程中 ( )2A ．地面对他的冲量为 mv＋ mgΔt，地面对他做的功为 mvB．地面对他的冲量为 mv＋ mg Δt，地面对他做的功为零2 C．地面对他的冲量为 mv，地面对他做的功为 mvD．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，当船上的人相关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．没法判断4.如下图，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同样的固定粗拙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，两次所用时间同样，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许多C．第二次合外力对物体做的功许多D．两次物体动量的变化量同样5.玻尔以为，环绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只好取某些特别的数值，这类现象叫做轨道的量子化．若离核近来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＝n 2 r(n＝ 1,2,3 ，⋯），此中 n 叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做1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 ． I C． ID． I6.以下说法正确的选项是 ( )10－A ．α粒子散射实验能够估量出原子核的数目级为 10 mB ．放射性元素的半衰期随浓度增大而变长C．原子核的联合能越大，原子核越稳固D．β射线根源于原子核．拥有中等的穿透能力7.某单色光照耀某金属时不可以产生光电效应，则下述举措中可能使该金属产生光电效应的是 ( )A ．延伸光照时间B ．增大光的强度C．换用波长较短的光照耀D．换用频次较低的光照耀8.依据相关放射性方面的知识可知，以下说法正确的选项是 ( )A ．跟着气温的高升，氡的半衰期会变短B ．很多元素能自觉地放出射线，令人们开始认识到原子是有复杂构造的C．放射性元素发生β衰变时所开释的电子根源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为 m 1、m 2、m 3，当氢核与中子联合为氘核时，放出的能量为2(m 1＋m 2－ m3 )c9.图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，此中正确的选项是 ( )A ．。
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。
高中物理(选修3-5)模块检测题与答案解析
高中物理（选修3－5）模块检测题与答案解析一、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。
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。
模块综合测评—人教版高二物理选修3-5
模块综合测评(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(每小题4分,共44分)1.(多选)关于近代物理,下列说法错误的是( )A.β射线是高速运动的电子B.核聚变反应方程12H+13H→24He+01n中,01n表示中子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,其理论能够解释所有原子光谱的特征2.(多选)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )A.图(甲):普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图(乙):玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以氢原子发射光子的频率也是不连续的C.图(丙):卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.图(丁):根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性3.(多选)一质量为m的物块从某高度处以速度v0水平抛出,在抛出点其动能为重力势能的3倍,取水平地面为重力势能的参考平面,不计空气阻力,则以下结论正确的是( )A.物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为π6B.物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为π3C.下落过程中重力的冲量大小为√3mv03D.下落过程中重力的冲量大小为2√3mv034.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5.下列说法正确的是( )A. 92238U→90234Th+X中X为中子,核反应类型为衰变B. 12H+13H→24He+Y中Y为中子,核反应类型为人工核转变C. 92235U+01n→54136Xe+3890Sr+K,其中K为10个中子,核反应类型为重核裂变D. 714N+24He→817O+Z,其中Z为氢核,核反应类型为轻核聚变6.(多选)如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,根据此图可以判定( )A.Hα对应的原子前后能级之差最小B.同一介质对Hα的传播速度最大C.Hδ光子的动量最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则用Hβ照射同一金属一定不能产生光电效应7.(多选)已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。
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高中物理选修3-5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） 1．U23892衰变成Th23490，之后Th23490衰变成Pa23491，Pa 处于高能级，它向低能级跃迁时辐射一个粒子．在这个过程中，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（Pu23994），这种钚239可由铀239（U23992）经过n 次衰变而产生，则n 为 A ．2 B ．239 C ．145D ．923．如图所示，物块A 、B 静止在光滑水平面上，且BA m m >，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 ．21．04MeV B ．35．56MeV C ．92．16MeV D ．77．64MeV 5．一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6．月球上特有的能源材料He 32，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面的X 粒子中，形成He32，月球表面稀薄气体里，每立方厘米中有数个He32分子，收集这些He32可以在月球上建立He32发电站，其中X 粒子应该为A ．He 52B ．He424 C ．He323D ．H 1127．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。
测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N 为铀238的原子数，N0为铀和 铅的总原子数．由此可以判断出cA ．铀238的半衰期为90亿年B ．地球的年龄大致为45亿年C ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶4D ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶39．太赫兹辐射（1THz=1012Hz ）是指频率从0.3THz 到10THz 、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域，所产生的T 射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4THz 的T 射线激光器，从而使T 射线的有效利用成为现实。
已知普朗克常数h=6.63×10－34J·s ，关于4.4THz 的T 射线，下列说法中错误的是 A ．它在真空中的速度为3.0×108m/s B ．它是某种原子核衰变时产生的 C ．它的波长比可见光短 D ．它的光子的能量约为2.9×10－21J 10．如图，K-介子衰变的方程为0ππK +→--，其中K-介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电。
一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们的半径RK-与R π之比为2∶1。
π0介子的轨迹未画出。
由此可知π-介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶6第Ⅱ卷（非选择题，共110分）二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．11．（8分）正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程．15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：（1）写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途（）A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸（3）设电子质量为m，电量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长= ．（4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应．（填“长”或“短”或“长短均可”）12．（12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（a）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压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图(b)所示，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．（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这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（b）所示；⑧测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．（2）已知打点计时器每隔0．02s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_____________________________．三、本题共6小题，共90分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．（13分）太太阳内部进行着多种核聚变反应过程，反应过程可简化为：四个质子聚变为一个氦核，同时放出24.7MeV的能量．这个核反应释放出的能量就是太阳不断向外辐射能量的来源．（1）请写出这个核聚变的反应方程，并计算每次核聚变中的质量亏损．（2）已知地球的半径R=6400km，地球到太阳的距离r=1.5×1011m，太阳能照射到地球上时，有约30%在穿过大气层的过程中被云层或较大的粒子等反射，有约20%被大气层吸收．现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太阳能的平均功率为P0=6.8×102W，求太阳辐射能量的总功率；（3）若太阳辐射的能量完全来源于上述第（1）问中的核反应，假设原始太阳的质量为2.0×1030kg，并且只有其10%的质量可供核反应中“亏损”来提供能量，质子的质量mH=1.67×10-27kg，1年=3×107秒，试估算太阳的寿命．（保留1位有效数字）14．（13分）2005年7月4日13时52分，美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——坦普尔１号彗星，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现每秒0．0001mm的改变。
探测器上所携带的总质量达370kg的彗星“撞击器”将以每小时38000km的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失。
问：根据以上数据，估算一下彗星的质量是多少？（结果保留一位有效数字）15．（14分）人们常说“水滴石穿”，请你根据下面提供的信息，估算出水对石头的冲击力的大小．一瀑布落差为h=20m，水流量为Q=0．10m3/s，水的密度3100.1⨯=ρkg/m3，水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零．（落在石头上的水立即流走，在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力，g取10m/s2）16．（16分）如图所示，在边长为a的等边三角形bcd所围区域内有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，某一时刻静止于b点处的原子核X发生α衰变，α粒子沿bc方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由d射出且与cd边相切．已知α粒子质量为m，电荷量为2e，剩余核的质量为M，衰变过程中释放的核能全部转化为动能，求原子核X的质量．17．（16分）如图，在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上，物体A和小车B正沿着斜面上滑，A的质量为mA=0．50kg，B的质量为mB=0．25kg，A始终受到沿斜面向上的恒力F的作用．当A追上B时，A的速度为vA=1．8m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好为零，A、B相碰，相互作用时间极短，相互作用力很大，碰撞后的瞬间，A的速度变为v1=0．6m/s，方向沿斜面向上．再经T=0．6s，A的速度大小变为v2=1．8m/s，在这一段时间内A、B没有再次相碰．已知A与斜面间的动摩擦因数μ=0．15，B与斜面间的摩擦力不计，已知：sin37°=0．6，重力加速度g=10m/s2，求：（1）A、B第一次碰撞后B的速度；（2）恒力F的大小．18．（18分）如图，质量为M的平板车P高h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上．一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M:m=4:1，重力加速度为g．求：（1）小物块Q离开平板车时速度为多大？（2）平板车P的长度为多少？（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为多少？人教版高中物理选修3-5模块综合测试卷参考答案1．【答案】A 根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可得． 2．【答案】A 由衰变规律，质量数不变，质子数增加1，Pu23994比U 23992质子增加2，所以发生2次衰变．3．【答案】B 由动能定理知功相同，结合前动能相同，kmE P 2=，因此BA P P >，碰撞过程动量守恒，vm m P P B A B A )(+=-，故碰后速度v 一定与PA 相同，向右．4．【答案】C 根据爱因斯坦的质能方程知2])(6[c m m m E C n p -+=∆， 21])(2[c m m m E n p α-+=∆，22]3[c m m E C -=∆α，26.730.283321+⨯=∆+∆=∆∴E E E =92．16MeV ．5．【答案】B 、D 小球与墙壁碰撞后，如果无能量损失，则小球应以相同的速率返回，这种情况动量变化量p ∆最大等于2mv ，动能变化量E ∆最小为零，所以B 正确；如果小球与墙壁碰后粘在墙上，动量变化量p ∆最小等于mv ，动能变化量E ∆最大等于221mv ，所以D 正确．6．【答案】D 由Hen X 3210→+可知X 粒子为H 112．7．【答案】A 、B 、C 利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性，使空气分子电离成倒替，将静电泄出；射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量；DNA 变异并不一定都是有益的，也有时发生变害的一面． 8．【答案】B 、D 解析:由于目前研究的岩石中铀的含量是岩石形成初期的一半，由图可知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年.故B 选项正确；由图知，90亿年对应的，设铅原子的数目为，则有：,所以：,即90亿年时的铀、铅原子数之比是1∶3.D选项正确。