高中物理选修3-5综合练习题3有答案
人教版高中物理选修3-5章末测试题及答案全套
人教版高中物理选修3-5章末测试题及答案全套阶段验收评估(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 19.4放射性的应用与防护 同步练习习题(含答案解析)
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护同步练习习题（含答案解析）1．原子核在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程中叫_________________，与衰变一样，该过程中也遵守____________守恒和_____________守恒。
2．放射性同位素主要应用它的__________________，以及作为________________。
3．写出下列核反应方程，并注明对应的人名：发现质子：_______________________________________，________________；发现中子：_______________________________________，________________；发现正电子：_____________________________________，________________。
4．有人工方法获得放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素不过40几种，而今天人工制造的放射性同位素已达到1000多种，每种元素都有放射性同位素。
放射性同位素在、、和等许多方面都得了广泛的应用。
5．关于放射性同位素，下列说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可以生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得D．以上说法都不对6．关于同位素，下列说法正确的是( )A．原子序数等于核内质子数与核外电子数之差B．原子序数等于核内质子数与中子数之差C．原子序数相同的元素，互为同位素D．核内质子数相同的元素，互为同位素7．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )A．质子，α衰变B．电子，α衰变C．α粒子，β衰变D．正电子，β衰变8．一质子以107m/s的速度撞击一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核。
高中物理选修3-3、3-5试题汇编含答案汇总
高三物理选修3-3、3-5试题汇编含答案一、A ．（选修模块3－3）（12分）⑴关于下列现象的说法正确的是 ▲A ．甲图说明分子间存在引力B ．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关D ．丁图水黾停在水面上的缘由是水黾受到了水的浮力作用⑵如图所示，两个相通的容器A 、B 间装有阀门S ，A 中充溢气体，分子与分子之间存在着微弱的引力，B 为真空。
打开阀门S 后，A 中的气体进入B 中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则气体的内能 （选填“变小”、“不变”或“变大”），气体的分子势能 （选填“削减”、“不变”或“增大”）。
⑶2015年2月，美国科学家创建出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。
假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10-6g 的水分解为氢气和氧气。
已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M =1.8×10-2 kg/mol ，阿伏伽德罗常数N A =6.0×1023mol -1。
试求（结果均保留一位有效数字）：①被分解的水中含有水分子的总数N ； ②一个水分子的体积V 。
C ．（选修模块3－5）（12分）⑴下列说法正确的是A ．链式反应在任何条件下都能发生B ．放射性元素的半衰期随环境温度的上升而缩短C ．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的D ．依据E =mc 2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简洁的正比关系⑵如图为氢原子的能级图，大量处于n =4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能 量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 eV ，若用此光照耀到逸出功为2.75 eV 的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为 V 。
⑶太阳和很多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程110111e H H X e b a ν+→++是太阳内部的很多核反应中的一种，其中01e 为正电子，v e 为中微子，① 确定核反应方程中a 、b 的值；②略二、A.（选修模块3－3）（12分）⑴下列说法正确的是 .A ．液晶既具有液体的流淌性，又具有光学的各向异性B ．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显C ．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果S A B模拟气体压强产朝气理 丙 水黾停在水面上 丁 压紧的铅块会“粘”在一起 甲 油膜法测分子大小 乙 E /eV0 -0.54 -0.85 -13.612 3 4 5∞ n -3.40-1.51甲UIO 乙 D ．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数削减，气体的压强肯定减小⑵如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内快速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J ，橡皮塞的质量为20g ，橡皮塞被弹出的速度 为10m/s ，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为志向气体。
2020-2021学年鲁科版高中物理选修35 第3章原子核与放射性 单元测试
2021-2021学年鲁科版高中物理选修3-5 第3章原子核与放射性单元测试一、单项选择题1.以下说法中正确的选项是〔〕A. γ射线是原子受激发后向低能级跃迁时放出的B. 在稳定的重原子核中，质子数比中子数多C. 核反响过程中假如核子的平均质量减小，那么要吸收核能D. 诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子2.放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成，而可以经一次衰变变成〔X 代表某种元素〕，也可以经一次衰变变成，和最后都衰变变成，衰变途径如下图，那么可知图中〔〕A. 过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B. 过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C. 过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D. 过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变3.关于近代物理，以下说法正确的选项是〔〕A. α射线是高速运动的氦原子B. 中，表示质子C. 从金属外表逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论可以解释氦原子光谱的特征4.是人工产生的放射性元素，产生后会自发的衰变为．关于衰变为，以下描绘正确的选项是〔〕A. 上述核反响属于α衰变B. 的半衰期随温度升高、压强增大而变小C. 上述核反响属于β衰变D. 的半衰期随着数量的减少而增大5.一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )A. 222gB. 8gC. 2gD. 4g6.关于原子构造及原子核的知识，以下判断正确的选项是〔〕A. 处于n=3的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子B. α射线的穿透才能比γ射线强C. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的总能量增大，电子的动能也增大D. 放射性元素的半衰期与压力、温度无关7.铀裂变的产物之一氪90( )是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90( )，这些衰变是( )A. 1次α衰变，6次β衰变B. 4次β衰变C. 2次α衰变D. 2次α衰变，2次β衰变二、多项选择题8.以下说法正确的选项是〔〕A. Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2B. 太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的裂变反响C. 假设使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D. 用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离9.以下说法正确的选项是〔〕A. 原子核的结合能越大，其原子核越稳定B. 德布罗意认为电子具有波动性，且其波长与它的动量成反比C. 铀235 与铀238 原子核内的中子数不同，因此有不同的半衰期D. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4 个三、填空题年卢瑟福通过如下图的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．11.假设用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，那么对的原子来说x=________、y=________、z=________．12.钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为________，核电荷数为________．四、解答题13.某放射性元素质量为M ，测得每分钟放出1.2×104个β粒子，21天后再测，发现每分钟放出1.5×103个β粒子，该放射性元素的半衰期是多少？五、综合题14.用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．〔1〕带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是( )A. 射线的贯穿作用B. 射线的电离作用C. 射线的物理、化学作用D. 以上三个选项都不是〔2〕以下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．假如工厂消费的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．〔3〕在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素做________．15.碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．〔1〕碘131核的衰变方程：―→________(衰变后的元素用X表示)．〔2〕经过________天75 %的碘131核发生了衰变．答案解析局部一、单项选择题1.【答案】D【解析】【解答】A、γ射线是一般伴随着α或β射线产生的电磁波，具有一定的能量，原子核受激发后向低能级跃迁时放出的．故A错误；B、在稳定的重原子核中，质子数比中子数少．故B错误；C、核反响过程中假如核子的平均质量减小，说明核反响的过程中由质量亏损，属于要释放核能．故C错误；D、给疑心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，是将碘131作为示踪原子，故D正确．应选：D【分析】γ射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线是电磁波；根据核反响的过程中质量的变化断定是释放能量，还是吸收能量；γ射线的穿透才能最强；放射性同位素碘131能做示踪原子．2.【答案】A【解析】【解答】解：Bi经过①变化为X，质量数没有发生变化，为β衰变，经过③变化为Pb，质量数数少4，为α衰变，过程②变化为Ti，电荷数少2，为α衰变，过程④的电荷数增加1，为β衰变．所以选项A正确．应选：A【分析】根据α衰变和β衰变的本质原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变．分析即可．3.【答案】D【解析】【解答】α射线是高速运动的氦核流，不是氦原子．故A错误．核聚变反响方程12H+13H-→24He+01n 中，01n表示中子．故B错误．根据光电效应方程E km= -W0，知最大初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故C错误．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论可以解释氢原子光谱的特征．故D 正确．【分析】α射线是高速运动的氦核流；根据电荷数守恒、质量数守恒判断核聚变方程的正误；根据光电效应方程得出最大初动能与照射光频率的大小关系；玻尔将量子观念引入原子领域，可以很好解释氢原子光谱，但不能解释氦原子光谱特征4.【答案】C【解析】【解答】解：产生后会自发的衰变为．反响方程式，→ + ；A、假设发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，质量数减少4，质子数减少2，所以中子减少2，故A错误；B、半衰期与外界因素无关，B错误；C、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，C正确；D、半衰期是统计规律，对少数原子是没有意义的，且半衰期是不变，D错误．应选：C【分析】α衰变生成核原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．5.【答案】D【解析】【解答】衰变前氡的质量为444g，摩尔质量为222g/mol，故共2mol氡。
人教版 高中物理 选修3-5 19.8 同步练习习题(含答案解析)
人教版 高中物理 选修3-5 19.8 同步练习习题（含答案解析）粒子和宇宙1．关于粒子，下列说法中正确的是( )A ．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子B ．质量比核子大的粒子都参与强相互作用C ．强子、轻子、媒介子都由更基本的粒子夸克组成D ．许多粒子都存在反粒子解析：质子、中子本身有复杂结构，A 错误，τ子的质量比核子的质量大，但它属于轻子，不参与强相互作用，B 错误；现代实验还没有发现轻子的内部结构，C 错误。
答案：D2．已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u 或夸克d)和一个反夸克(反夸克u 或反夸克d)组成的，它们的带电量如下表所示，表中e 为元电荷。
!A ．π＋由u 和d 组成 B ．π＋由d 和u 组成C ．π－由u 和d 组成D ．π－由d 和u 组成解析：根据电荷量关系可知，由于π＋介子带有＋e 的电量，又由于π＋介子是由u 夸克和d 夸克组成，根据题意可知π＋介子(＋e)应由一个u 夸克⎝⎛⎭⎫＋23e 和反d 夸克⎝⎛⎭⎫＋13e 合成，同理π－介子由d 夸克和反u 夸克构成。
答案：A 、D3．根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是( )A ．夸克、轻子、胶子等粒子B ．质子和中子等强子C ．光子、中微子和电子等轻子D ．氦核、氚核、氦子等轻核 答案：A4．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电荷量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。
1997年，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子。
这是人类探索反物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是() A．一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成B．一个带负电荷的质子和一个带正电荷的中子构成C．由一个不带电荷的中子和一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成解析：氢原子由质子和电子组成，它们的反粒子分别是反质子和正电子，D正确。
河南省商城高中人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典练习题(含答案解析)
一、解答题1．一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。
现有一束α射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？ 解析：张角变小，原因见详解验电器金箔的张角将变小。
因为α射线具有一定的电离作用，它能使所经过的路径中空气分子电离，使空气变成导体，从而使带正电的验电器上的正电荷发生转移、中和，所以验电器金属箔的张角将变小。
2．在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。
在轻核聚变的核反应中，两个氘核（21H ）以相同的动能 E K 0=0.35 MeV 做对心碰撞，假设该反应中释放的核能全部转化为氦核（32He ）和中子（10 n ）的动能。
已知氘核的质量 m D =2.014 1u ，中子的质量 m n =1.008 7u ，氦核的质量 m He =3.016 0u ，其中 1u 相当于 931 MeV ：(1)在上述轻核聚变的核反应中释放的核能为多少 MeV ？（结果保留2 位有效数字） (2)生成的氦核和中子的动能各是多少 MeV ？（结果保留 1 位有效数字） 解析：（1）3.3MeV ；（2）kHe 1MeV E =，kn 3MeV E = （1）核反应方程式为2311202H H n →+亏损的质量为2 2.0141u 3.0160u 1.0087u 0.0035u m ∆=⨯--=释放的核能0.0035931MeV 3.3MeV E =⨯≈（2）根据核反应中系统的能量守恒kHe kn k02E E E E +=+∆根据核反应中系统的动量守恒，有He n 0p p -=可知kHe n kn He 13E m E m == 解得kHe 01(2)1MeV 4E E E =+∆=kn 03(2)3MeV 4E E E =+∆=3．在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用．在轻核聚变的核反应中，两个氘核(21H)以相同的动能E 0＝0.35MeV 做对心碰撞，假设该反应中释放的核能全部转化为氦核(32He)和中子(10n)的动能．已知氘核的质量m D ＝2.0141u ，中子的质量m n ＝1.008 7 u ，氦核的质量m He ＝3.0160u ，其中1 u 相当于931MeV.在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV ？(结果保留一位有效数字) 解析：He 1MeV E =，n 3MeV E = 该反应的核反应方程为2311202H He n →+由质能方程可知，该反应放出的核能为()2D He n 2 3.2585MeV E m m m c =--=核反应前后，能量守恒，故0He n 2E E E E +=+核反应前后由动量守恒He n 0P P -=由22k p E m=，可得He n n He 13E m E m =≈ 联立，解得He 1MeV E = n 3MeV E =4．已知质量为m 1的静止137N 衰变为质量为m 2的126C ，放出质量为m 3的某种粒子，并伴有一个γ光子辐射，求： (1)写出核反应方程式； (2)反应放出的核能△E ；(3)若放出粒子动量大小是p 1，γ光子动量大小为p 2，它们方向相同，求126C 动量大小。
高中物理选修3-5 第1章《动量守恒定律研究》章节测试题含答案解析
绝密★启用前2019鲁科版高中物理选修3-5第1章《动量守恒定律研究》章节测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B．物体的加速度不变，其动量一定不变C．动量越大的物体，其速度一定越大D．动量越大的物体，其质量一定越大2.如图所示，质量为M的物体P静止在光滑的水平桌面上，另有一质量为m(M>m)的物体Q以速度v0正对P滑行，则它们相碰后(设桌面足够大)()A．Q物体一定被弹回，因为M>mB．Q物体可能继续向前C．Q物体的速度不可能为零D．若相碰后两物体分离，则过一段时间可能再碰3.试管开口向上，管内底部有一小昆虫，试管自由下落时，当昆虫停在管底和沿管壁加速上爬的两种情况下，试管在相等时间内获得的动量大小是()A．小昆虫停在管底时大B．小昆虫向上加速上爬时大C．两种情况一样大D．小昆虫加速度大小未知，无法确定4.如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A 球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是()A．v A′＝－2 m/s，vB′＝6 m/sB．v A′＝2 m/s，vB′＝2 m/sC．v A′＝1 m/s，vB′＝3 m/sD．v A′＝－3 m/s，vB′＝7 m/s5.光子的能量为hν，动量大小为，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只放出一个γ光子，则衰变后的原子核()A．仍然静止B．沿着与光子运动方向相同的方向运动C．沿着与光子运动方向相反的方向运动D．可能向任何方向运动6.如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始做自由下落和平抛运动．它们从开始到到达地面，下列说法正确的有()A．它们同时到达地面B．重力对它们的冲量相同C．它们的末动能相同D．它们动量变化的大小相同7.如图所示，质量为M的斜劈置于光滑的水平地面上，一质量为m的滑块以初速度v0沿斜劈向上滑行，它们在相互作用的过程中，当斜劈的速度达到最大值时，对应的是下列情况中的()A．滑块在到达斜劈的最高位置时B．滑块从斜劈上开始下滑时C．滑块与斜劈速度相等时D．滑块与斜劈开始分离时8.一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m)，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则()A．只要l<x，他一定能跳上站台B．只要l<x，他有可能跳上站台C．只要l＝x，他一定能跳上站台D．只要l＝x，他有可能跳上站台9.物体沿粗糙的斜面上滑，到最高点后又滑回原处，则()A．上滑时重力的冲量比下滑时小B．上滑时摩擦力冲量比下滑时大C．支持力的冲量为0D．整个过程中合外力的冲量为零10.下列关于动量的说法中，正确的是()A．物体的动量改变，其速度大小一定改变B．物体的动量改变，其速度方向一定改变C．物体运动速度的大小不变，其动量一定不变D．物体的运动状态改变，其动量一定改变11.如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s；乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为 4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)()A． 1 m/sB． 0.5 m/sC．－1 m/sD．－0.5 m/s12.手持铁球的跳远运动员起跳后，欲提高跳远成绩，可在运动到最高点时，将手中的铁球() A．竖直向上抛出B．向前方抛出C．向后方抛出D．向左方抛出13.一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时水平向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，船的牵引力和阻力均不变，则船的速度的变化情况是 ()A．速度不变B．速度减小C．速度增大D．无法确定14.如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶．则炮弹相对炮筒的发射速度v0为()A．B．C．D．15.“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目，它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来．假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿态，通过改变受风面积(表演者在垂直风力方向的投影面积)，来改变所受向上风力的大小．已知人体所受风力大小与受风面积成正比，人水平横躺时受风面积最大，设为S0，站立时受风面积为S0；当受风面积为S0时，表演者恰好可以静止或匀速漂移．如图所示，某次表演中，人体可上下移动的空间总高度为H，表演者由静止以站立身姿从A位置下落，经过B位置时调整为水平横躺身姿(不计调整过程的时间和速度变化)，运动到C位置速度恰好减为零．关于表演者下落的过程，下列说法中正确的是()A．B点距C点的高度是HB．从A至B过程表演者克服风力所做的功是从B至C过程表演者克服风力所做的功的C．从A至B过程表演者所受风力的冲量是从A至C过程表演者所受风力的冲量的D．从A至B过程表演者所受风力的平均功率是从B至C过程表演者所受风力平均功率的16.两个具有相等动能的物体，质量分别为m1和m2，且m1＞m2，比较它们动量的大小，则有()A．m2的动量大一些B．m1的动量大一些C．m1和m2的动量大小相等D．哪个的动量大不一定17.在距地面高为h处，同时以相同速率v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛质量相等的物体m，当它们落地时，比较它们的动量的增量Δp，有()A．平抛过程较大B．竖直上抛过程较大C．竖直下抛过程较大D．三者一样大18.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的速度为v2，B的动量为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)19.质量为m的小球A，在光滑水平面以初动能E k与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后A 球停下，则撞后B球的动能为()A． 0B．C．D．E k20.如图所示，两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，下滑到达斜面底端的过程中()A．两物体所受重力做功相同B．两物体所受合外力冲量相同C．两物体到达斜面底端时时间相同D．两物体到达斜面底端时动能不同第II卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.如图所示，质量为m的子弹，以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块，木块的质量为M，绳长为L，子弹停留在木块中，求子弹射入木块后的瞬间绳子张力的大小．22.如图所示，质量为m的摆球用长为l的轻质细绳系于O点，O点正下方的粗糙水平地面上静止着一质量为M的钢块．现将摆球向左拉起，使细线水平，由静止释放摆球，摆球摆动至最低点时与钢块发生正碰，碰撞时间极短，碰后摆球反弹上升至最高点时与最低点的竖直高度差为l.已知钢块与水平面间的动摩擦因数为μ，摆球和钢块均可视为质点，不计空气阻力，水平面足够长．求：钢块与摆球碰后在地面上滑行的距离．23.质量为60 kg的人，不慎从高空支架上跌落，由于弹性安全带的保护，使他悬挂在空中．已知安全带长5 m，其缓冲时间是1.2 s，求安全带受到的平均冲力大小为多少？(取g＝10 m/s2)24.如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略)，中间夹住一轻弹簧后连接在一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停下，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点，求：(1)前车被弹出时的速度；(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能；(3)两车从静止下滑时距最低点的高度h.答案解析1.【答案】A【解析】动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻的速度方向，A正确；加速度不变，物体的速度均匀变化，故其动量也均匀变化，B错误；物体动量的大小由物体质量及速度的大小共同决定，物体的动量大，其速度不一定大，动量大，其质量也并不一定越大，C、D错误．2.【答案】B【解析】因为相碰后Q、P有获得相同速度的可能，所以A错．只有M＝m且M、m发生了弹性正碰时，m才可能将动量全部传给M.若M、m发生非弹性碰撞，尽管M>m，但碰后速度仍有可能为零，所以C错．若Q被反向弹回，则Q、P不再相碰，所以D错．3.【答案】B【解析】选试管为研究对象，昆虫停在管中时整体做自由落体运动，试管只受重力，由动量定理mgt＝p1－0.当昆虫加速上爬时，对管底产生一个向下的作用力F，根据动量定理得(mg＋F)t＝p2－0，所以p2＞p1，故B正确．4.【答案】D【解析】两球碰撞前后应满足动量守恒定律并且碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即满足：mA v A＋mB v B＝mA v A′＋mB v B′，①mA v＋mB v≥mA v A′2＋mB v B′2，②答案D中满足①式，但不满足②式，所以D选项错误．5.【答案】C【解析】原子核在放出γ光子的过程中，系统动量守恒，而系统在开始时总动量为零，因此衰变后的原子核的运动方向与γ光子运动方向相反．6.【答案】D【解析】球b做自由落体运动，球c的竖直分运动是自由落体运动，故b、c两个球的运动时间相同且加速度均为g，为t＝；球a受重力和支持力，加速度为g sinθ<g，故a球运动时间长，A错误；由于重力相同，而重力的作用时间不同，故重力的冲量不同，B错误；初动能不全相同，而合力做功相同，根据动能定理，得末动能不全相同，C错误；b、c球合力相同，运动时间相同，故合力的冲量相同，根据动量定理，动量变化量也相同；a、b球机械能守恒，末速度相等，故末动量大小相等，初动量为零，故动量增加量的大小相等，D正确．7.【答案】D【解析】滑块和斜劈组成的系统，在水平方向上所受的合力为零，水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律知，当滑块的速度沿斜劈向下达到最大时，斜劈向右的速度最大，此时滑块与斜劈开始分离．故D正确，A、B、C错误．8.【答案】B【解析】人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于x，故l<x时，才有可能跳上站台．9.【答案】A【解析】上滑过程中mg sinθ＋F f＝ma1，下滑过程中mg sinθ－F f＝ma2，a1＞a2可知上滑运动时间较短，重力冲量较小，A对；同理可知上滑时摩擦力冲量比下滑时小，上滑时支持力冲量比下滑时小， B、C错；合外力不为零，合外力的冲量不为零，D错．10.【答案】D【解析】动量是矢量，有大小也有方向．动量改变是指动量大小或方向的改变，而动量的大小与质量和速度两个因素有关，其方向与速度的方向相同．质量一定的物体，当速度的大小或方向有一个因素发生变化时，动量就发生变化，故A、B、C错；物体运动状态改变是指速度大小或方向的改变，因此物体的动量一定发生变化，故D正确．11.【答案】D【解析】两车碰撞过程动量守恒，m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v得v＝＝m/s＝－0.5 m/s.12.【答案】C【解析】欲提高跳远成绩，则应增大水平速度，即增大水平方向的动量，所以可将铁球向后抛出，人和铁球水平方向的总动量守恒，因为铁球的动量向后，所以人向前的动量增加．13.【答案】C【解析】因船受到的牵引力及阻力不变，且开始时船匀速运动，故整个系统动量守恒；设炮弹质量为m，船(不包括两炮弹)的质量为M，则由动量守恒可得：Mv＋mv1－mv1＝(M＋2m)v0，可得发射炮弹后船(不含炮弹)的动量增大，速度增大，C正确．14.【答案】B【解析】将自行火炮和炮弹看做一个系统，自行火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒设向右为正方向，发射前系统动量之和为Mv1，发射后系统的动量之和为(M－m)v2＋m(v0＋v2)．由Mv1＝(M－m)v2＋m(v0＋v2)解得v0＝.15.【答案】B【解析】设人水平横躺时受到的风力大小为F m，由于人体受风力大小与正对面积成正比，故人站立时风力为F m.由于受风力有效面积是最大值的一半时，恰好可以静止或匀速漂移，故可以求得人的重力G＝F m，即有F m＝2G.从A至B过程表演者的加速度大小为a1＝＝＝0.75g从B至C过程表演者的加速度大小为a2＝＝＝g，由速度位移公式得：从A至B过程表演者的位移x1＝，从B至C过程表演者的位移x2＝，故x1∶x2＝4∶3，x2＝H，A错误；表演者从A至B克服风力所做的功为W1＝F m·H＝F m H；从B至C过程克服风力所做的功为W2＝F m·H＝F m H，得＝，B正确；设B点的速度为v，则从A至B过程表演者的运动时间t1＝＝.从B至C过程表演者的运动时间t2＝＝，根据动量定理，I1＝F m t1＝mv，I2＝F m t2＝2mv，＝，C错误；根据P＝，又＝，＝，联立解得＝，D错误．16.【答案】B【解析】动能E k＝mv2，动量p＝mv，则p＝，因为初动能相等，m1＞m2，则动量p1＞p2，B正确．17.【答案】B【解析】物体在空中只受重力作用，三种情况下从抛出到落地竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，由动量定理：I＝mgt＝Δp得竖直上抛过程动量增量最大，B正确．18.【答案】D【解析】对A由动量定理：I＝2m(v2－v1)，对B由动量定理：I＝p－mv1，则p＝I＋mv1＝m(2v2－v1)，D正确．19.【答案】B【解析】两球碰撞过程动量守恒，有mv A＝2mv B，所以由动量和能量的关系有＝，故E kB＝，B项正确．20.【答案】A【解析】从光滑的斜面下滑，设斜面倾角为θ，高h，则有加速度a＝g sinθ，位移x＝，根据匀变速直线运动则有x＝＝at2＝g sinθt2，运动时间t＝，两个斜面高度相同而倾角不同所以运动时间不同，选项C错；沿斜面运动合力为mg sinθ，所以合力的冲量I＝mg sinθt＝mg，虽然大小相等，但是倾角不同，合力方向不同，合外力冲量不同，B错；下滑过程重力做功mgh相等，A对；根据动能定理，下滑过程只有重力做功，而且做功相等，所以到达斜面底端时动能相同，选项D错．21.【答案】(m＋M)g＋【解析】子弹射入木块的瞬间，子弹和木块组成的系统动量守恒．取水平向左为正方向，由动量守恒定律得0＋mv＝(m＋M)v1解得v1＝.随后子弹和木块整体以此初速度向左摆动做圆周运动．由牛顿第二定律得(取向上为正方向)F－(m＋M)g＝(m＋M)将v1代入解得F＝(m＋M)g＋22.【答案】【解析】摆球从下落过程机械能守恒，设下落到最低点速度大小为v1，则由动能定理得：mgl＝mv摆球与钢块碰撞极短，设碰撞后摆球速度大小为v2，钢块速度大小为v3，以水平向右为正方向，由动量守恒得：mv1＝－mv2＋Mv3由于碰撞后小球反弹至l高处，则小球上升过程由动能定理得：－mg×l＝0－mv碰撞后钢块沿水平面做匀减速运动，由动能定理得：－μMgs＝0－Mv得s＝.23.【答案】1100 N【解析】人自由下落5 m，由运动学公式v2＝2gh，则v＝＝m/s＝10 m/s.人和安全带作用时，人受到向上的拉力和向下的重力，设向下为正，由动量定理(mg－F)t＝0－mv得F＝mg＋＝(60×10＋) N＝1100 N.24.【答案】(1)(2)mgR(3)【解析】(1)设前车在最高点速度为v2，依题意有mg＝①设前车在最低位置与后车分离后速度为v1，根据机械能守恒mv＋mg·2R＝mv②由①②得：v1＝(2)设两车分离前速度为v0，由动量守恒定律2mv0＝mv1得v0＝＝设分离前弹簧弹性势能为E p，根据系统机械能守恒定律得E p＝mv－·2mv＝mgR (3)两车从h高处运动到最低处机械能守恒，有2mgh＝·2mv，解得：h＝.。
《常考题》人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典练习(含答案解析)
一、解答题1．太阳的能量来自下述反应：四个质子聚变成一个α粒子，同时发射两个正电子和两个没有质量的中微子。
已知氢气燃烧时与氧气化合成水，每形成一个水分子释放的能量为6.2eV 。
若想产生相当于太阳上1kg 的氢核聚变成α粒子所释放的能量，需燃烧多少千克氢气？α粒子质量 4.0026u a m =，质子质量p 1.00783u m =，电子质量45.4810ue m -=⨯（u 为原子质量单位）。
解析：62.0810kg ⨯根据题目所给的信息可得太阳的聚变反应为1411024H He 2e →+可见1kg 氢核可发生聚变的次数n 为p14n m =由爱因斯坦的质能方程，可知每发生一次聚变所释放的能量E ∆为()22p e a 42E mc m m m c ∆=∆=--1kg 氢核聚变可产生的能量E 聚为2p p(42)4e a m m m c E E n m --==∆聚而燃烧氢气的化学方程式为222 2H O 2H O +可见每形成1个水分子需燃烧1个氢分子，而每生成1个水分子所释放的能量E 燃为19196.2 1.6109.9210(J)E --=⨯⨯=⨯燃那么要得到E 聚的能量（即1kg 的氢核聚变成α粒子所释放的能量）需燃烧的氢分子个数N 为p e 2p (42)4a m m m E N c E m E ⨯--==聚燃燃解得6p e 2() 2.0810kg m N m m =+=⨯氢2．某些建筑材料可产生放射性气体一一氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氢浓度过高的环境中，氢经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。
原来静止的氡核（33386Rn ）发生一次α衰变生成新核钋（O P ），并放出一个能量为00.05MeV E =的γ光子。
已知放出的α粒子动能为0.05MeV E α=；忽略放出光子的动量，但考虑其能量2lu=931.5MeV/c 。
(1)写出衰变的核反应方程； (2)求新核钋（0P ）的动能；(3)衰变过程中总的质量亏损为多少？（保留三位有效数字）解析：(1)22221848684O 2Rn P +He+γ→；(2)00.0835MeV P E =；(3)0.00011 m u ∆=（1）衰变的核反应方程22221848684O 2Rn P +He+γ→（2）忽略放出光子动量，根据动量守恒定律得：0P αP P =即新核动量大小与α粒子动量大小相等，又根据2k 2p E m= 可求出新核0P 动能为0P α4218E E =得0P 0.00092MeV E =（3）由题意0P 0a E E E E ∆=++根据2E mc ∆=∆得0.00011 m u ∆=3．一个中子（10n ）和一个质子（11H ）结合成氘核时要放出2.22MeV 的能量，这些能量以γ光子的形式辐射出来。
人教版高中物理选修3-5复习试题含答案2套
人教版高中五选修3-5复习试题含答案2套模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～9题为单选题，10～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是()A．卢瑟福用α粒子轰击147N核获得反冲核178O发现了质子B．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型答案 A解析光子说是爱因斯坦提出的，B项错误．玻尔通过对氢原子光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C项错误．卢瑟福通过α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，D 项错误．2．关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案 D解析α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；10n表示中子，选项B错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C错误；根据玻尔的原子理论可知，选项D正确．3．有关图1中四幅图的说法正确的是()图1A．甲图中，水平地面光滑，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大C ．丙图中，射线1由β粒子组成，射线2为γ射线，射线3由α粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核聚变答案 B解析 题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后m 2的速度才为v ，则A 错误．题图丙中射线1由α粒子组成，射线3由β粒子组成，射线2为γ射线，C 错误．题图丁中，链式反应属于重核裂变，D 错误．4．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为γ＋D →p ＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m D ＋m n －m p )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m D ＋m n －m p )c 2－E ] 答案 C解析 氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中γ射线能量E 对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E ＝Δmc 2＋2E k ＝(m p ＋m n －m D )c 2＋2E k 得E k ＝12[E －(m p ＋m n －m D )c 2]＝12[(m D －m p －m n )c 2＋E ]，故选C. 5．以下有关近代物理内容的叙述，正确的是( )A ．紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B ．卢瑟福的α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C ．重核的裂变和轻核的聚变过程一定有质量亏损，释放出核能D ．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能增加，电子的动能减少答案 C6．如图2所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是( )图2A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光的频率最小C ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应D ．由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光波长最大答案 C解析 大量处于n ＝4激发态的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出N ＝n (n －1)2＝6种不同频率的光子，A 错误；由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光的频率最小，波长最长，B 、D 错误；从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光子的能量为E ＝E 2－E 1＝10.2 eV ，大于金属铂的逸出功，能使其发生光电效应，C 正确．7．如图3所示，光滑水平面上有质量均为m 的物块A 和B ，B 上固定一轻质弹簧，B 静止，A 以速度v 0水平向右运动，从A 与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中( )图3A ．A 、B 的动量变化量相同B ．A 、B 的动量变化率相同C ．A 、B 系统的总动能保持不变D ．A 、B 系统的总动量保持不变答案 D解析 两物块相互作用过程中系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，则A 、B 的动量变化量大小相等、方向相反，所以动量变化量不同，故A 错误，D 正确；由动量定理Ft ＝Δp 可知，动量的变化率等于物块所受到的合外力，A 、B 两物块所受的合外力大小相等、方向相反，所受到的合外力不同，则动量的变化率不同，故B 错误；A 、B 和弹簧组成的系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C 错误．8．下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He ＋14 7N →17 8 O ＋11HB ．铀核裂变的核反应方程是：235 92U →141 56Ba ＋9236Kr ＋210nC ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D ．原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子 答案 B解析 1919年，卢瑟福做了α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子，核反应方程为：42He＋14 7N →17 8O ＋11H ，选项A 正确；铀核裂变时，需要中子轰击铀核，所以铀核裂变的核反应方程是235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，选项B 错误；根据爱因斯坦质能关系式可知，选项C正确；设波长为λ1的光子能量为E 1，波长为λ2的光子能量为E 2，原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为E 3，波长为λ3，则E 1＝hc λ1，E 2＝hc λ2，E 3＝hc λ3；E 3＝E 2－E 1，可推知λ3＝λ1λ2λ1－λ2，D 正确． 9．如图4所示，在光滑水平地面上有A 、B 两个小物块，其中物块A 的左侧连接一轻质弹簧．物块A 处于静止状态，物块B 以一定的初速度向物块A 运动，并通过弹簧与物块A 发生弹性正碰．对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率－时间图象进行描述，在选项所示的图象中，图线1表示物块A 的速率变化情况，图线2表示物块B 的速率变化情况，则在这四个图象中可能正确的是( )图4答案 B解析 物块B 刚开始压缩弹簧时，A 做加速运动，B 做减速运动，随着弹簧压缩量的增大，弹簧的弹力增大，两个物块的加速度增大，当弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A 继续加速，B 继续减速，弹簧的压缩量减小，弹力减小，两个物块的加速度减小．当弹簧恢复原长时B 离开弹簧，所以v －t 图象斜率的大小都是先增大后减小．设B 离开弹簧时A 、B 的速度分别为v A 和v B .取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m B v 0＝m A v A ＋m B v B ，由机械能守恒定律得12m B v 02＝12m A v A 2＋12m B v B 2，联立解得v A ＝2m B m A ＋m B v 0，v B ＝m B －m A m A ＋m B v 0，若m B >m A ，则v A >v B ，所以B 选项的图象是可能的．若m B ＝m A ，则v A ＝v 0，v B ＝0.若m B <m A ，则v A >0，v B <0.综上，只有B 选项的图象是可能的．10．如图5所示的装置用来研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时，电流表G 的读数为0.2 mA ，移动变阻器的触头c ，当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则( )图5A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB ．开关S 断开后，没有电流流过电流表GC ．改用光子能量为1.5 eV 的光照射，电流表G 也有电流，但电流较小D ．光电子的最大初动能为0.7 eV答案 AD解析 该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0得，逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、D 正确；当开关S 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用光子能量为1.5 eV 的光照射，由于光子的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故C 错误．11．如图6所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )图6A ．只调换电源的极性(同时调整电压表)，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U c 的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数可能不变C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流答案 BC解析 当只调换电源的极性时，电子从K 到A 减速运动，到A 恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A 项错误；其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电流增大，直至达到饱和电流，若在滑动P 前，电流已达饱和电流，那么即使增大电压，光电流也不会增大，B 项正确；只改变光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．12．如图7所示，在足够长的水平地面上有两辆相同的小车甲和乙，A 、B 两点相距为5 m ，小车甲从B 点以大小为4 m/s 的速度向右做匀速直线运动的同时，小车乙从A 点由静止开始以大小为2 m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动．一段时间后，小车乙与小车甲相碰(碰撞时间极短)，碰后两车粘在一起，整个过程中，两车的受力不变(不计碰撞过程)．下列说法正确的是( )图7A ．小车乙追上小车甲用时4 sB ．小车乙在追上小车甲之前它们的最远距离为9 mC ．碰后瞬间两车的速度大小为7 m/sD ．若地面光滑，则碰后两车的加速度大小仍为2 m/s 2答案 BC解析 小车乙追上小车甲时，有x 乙－x 甲＝5 m ，即12at 2－v 甲t ＝5 m ，代入数据得12×2 m /s 2×t 2－4 m/s ×t ＝5 m ，解得t ＝5 s(另一负值舍去)，所以小车乙追上小车甲用时5 s ，故A 错误．当两车的速度相等时相距最远，则有v 甲＝at ′，得t ′＝v 甲a ＝42s ＝2 s ，最远距离s ＝5 m ＋v 甲t ′－12at ′2＝5 m ＋4×2 m －12×2×22 m ＝9 m ，故B 正确．碰前瞬间乙车的速度v 乙＝at ＝2×5 m /s ＝10 m/s ，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得m v 甲＋m v 乙＝2m v ，解得碰后瞬间两车的共同速度v ＝7 m/s ，故C 正确．若地面光滑，碰前乙车所受到的作用力F ＝ma ，甲车所受到的合外力为0，则碰后两车的加速度大小a ′＝F 2m＝1 m/s 2，故D 错误．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图8所示，两个小球的质量分别为m A 和m B .图8(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？________.A ．秒表B ．刻度尺C ．天平D ．圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有________． A.m A m B ＝ON MPB.m A m B ＝OM MPC.m A m B ＝OP MND.m A m B ＝OM MN答案 (1)BCD (2)A解析 (1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM 、OP 、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规．(2)根据动量守恒定律有：m A OP ＝m A OM ＋m B ON ，即m A MP ＝m B ON ，A 正确．14．(6分)如图9所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．图9(1)示意图中，a 端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K 时，可以发生光电效应，则________说法正确．A ．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B ．增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案 (1)正 (2)阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M (3)B三、计算题(本题共4小题，共计40分)15．(8分)一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图10所示，则：图10(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？答案(1)6种(2)2.55 eV(3)铯0.65 eV解析(1)可能发射6种频率的光子．(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为E＝E4－E2，代入数据得E＝2.55 eV.(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应．根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为E km＝E－W0，代入数据得E km＝0.65 eV.16．(10分)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1 000三代核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr和13654Xe，质量m U＝235.043 9 u，m n＝1.008 7 u，m Sr＝89.907 7 u，m Xe＝135.907 2 u.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石？(阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1)答案(1)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n(2)140.4 MeV(3)45.7 t解析(2)裂变过程的质量亏损Δm＝m U＋m n－m Sr－m Xe－10m n＝0.150 7 u，释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.150 7×931.5 MeV≈140.4 MeV.(3)核电站一年的发电量E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60 J＝7.884×1016 J，由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE 得m ＝EM 3%·N A ΔE＝7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.4×106×1.6×10－19g ≈4.57×107 g ＝45.7 t.17．(10分)如图11所示，木块m 2静止在高h ＝0.45 m 的水平桌面的最右端，木块m 1静止在距m 2左侧s 0＝6.25 m 处．现木块m 1在水平拉力F 作用下由静止开始沿水平桌面向右运动，与m 2碰前瞬间撤去F ，m 1和m 2发生弹性正碰．碰后m 2落在水平地面上，落点距桌面右端水平距离s ＝1.2 m ．已知m 1＝0.2 kg ，m 2＝0.3 kg ，m 1与桌面间的动摩擦因数为0.2.(两个木块都可以视为质点，不计空气阻力，g 取10 m/s 2)求：图11(1)碰后瞬间m 2的速度大小；(2)m 1碰撞前、后的速度；(3)水平拉力F 的大小．答案 (1)4 m /s (2)5 m/s ，方向水平向右 1 m/s ，方向水平向左 (3)0.8 N解析 (1)设m 1与m 2发生弹性碰撞后瞬间m 2的速度为v 2.碰撞后m 2做平抛运动，则h ＝12gt 2，s ＝v 2t ，解得v 2＝4 m/s.(2)设m 1碰撞前、后的速度分别为v 、v 1，m 1与m 2碰撞过程动量和能量守恒，取水平向右为正方向，则m 1v ＝m 1v 1＋m 2v 2，12m 1v 2＝12m 1v 12＋12m 2v 22， 联立并代入数据得v ＝5 m/s ，v 1＝－1 m/s.(3)m 1与m 2碰撞之前有v 2＝2as 0，F －μm 1g ＝m 1a ，代入数据解得F ＝0.8 N.18．(12分)如图12所示，半径为R ＝0.4 m ，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m ＝0.96 kg 的滑块停放在距轨道最低点A 为L ＝8.0 m 的O 点处，质量为m 0＝0.04 kg 的子弹以速度v 0＝250 m/s 从右边水平射入滑块，并留在其中．已知滑块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.4，子弹与滑块的作用时间很短．g 取10 m/s 2，不计空气阻力．求：图12(1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小v ；(2)滑块从O 点滑到A 点的时间t ；(3)滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 落到水平地面上C 点，A 与C 间的水平距离．答案 (1)10 m/s (2)1 s (3)455m 解析 (1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则m 0v 0＝(m ＋m 0)v ， 代入数据解得v ＝10 m/s.(2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a ，则μ(m ＋m 0)g ＝(m ＋m 0)a ， 由匀变速直线运动的规律得v t －12at 2＝L ， 联立解得t ＝1 s(t ＝4 s 舍去)．(3)滑块从O 点滑到A 点时的速度v A ＝v －at ，代入数据解得v A ＝6 m/s.设滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 点时的速度为v B ，由机械能守恒定律得 12(m ＋m 0)v A 2＝(m ＋m 0)g ·2R ＋12(m ＋m 0)v B 2， 代入数据解得v B ＝2 5 m/s.滑块离开B 点后做平抛运动，运动的时间t ′＝2·2R g， 又x AC ＝v B t ′，代入数据得x AC ＝455m. 模块综合试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率无关D．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eU c＝E k＝hν－W0(其中U c为遏止电压，E k为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A、B、C错误，D正确．2．如图1所示，我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()图1A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n答案 A解析21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；147 N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应方程，属于原子核的人工转变，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n属于原子核的人工转变，故C错误；23592 U＋10n→14456 Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误．3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，以人、车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统答案 A解析判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定，B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零，C选项末动量为零而初动量不为零，D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．如图2所示，a、b两物块质量均为1 kg，中间用一长1 m的细绳连接，静止在光滑的水平面上(a、b可视为质点)，开始让a、b挨在一起，现用一水平恒力F＝2 N作用在b上，细绳可瞬间拉紧，则4 s 内恒力F 做功( )图2A ．14 JB ．15 JC ．16 JD ．17 J 答案 D解析 细绳拉直前，只有b 运动，加速度a 1＝2 m/s 2，运动1 m 用时t 1＝1 s ，此时b 的速度v 1＝a 1t 1＝2 m/s ，细绳拉紧瞬间a 、b 系统动量守恒，有m v 1＝2m v 2，则v 2＝1 m/s ，a 2＝F2m ＝1 m/s 2，再运动3 s 的位移s 2＝v 2t 2＋12a 2t 22＝7.5 m ，所以力F 在4 s 内做功W ＝Fl ＝2×(1＋7.5) J ＝17 J ，D 正确．5．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( ) A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.MmM －m E 0答案 C解析 设放出的粒子的速度大小为v 0，反冲核的速度大小为v ，由动量守恒定律得(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m联立得E k ＝mM －m E 0，C 正确．6．以下说法正确的是( )A ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量减小B ．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数越多，光电子的最大初动能增大C ．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱D ．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流 答案 C解析 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量增大，A 项错误．由E k ＝hν－W 0可知，只增加光强而不改变光的频率，光电子的最大初动能不变，B 项错误．原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是β射线，不是阴极射线，D 项错误．7．一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图3所示运动径迹示意图，以下判断正确的是( )图3A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹 答案 B解析 由动量守恒定律可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝m v Bq ＝p Bq ，在p 和B 相等的情况下，R ∝1q，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确． 8．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c 和入射光的频率ν的几组数据.由以上数据应用Excel 描点连线，可得直线方程，如图4所示．图4则这种金属的截止频率约为( ) A ．3.5×1014 Hz B ．4.3×1014 Hz C ．5.5×1014 Hz D ．6.0×1014 Hz答案 B解析 由光电效应方程得eU c ＝hν－W 逸，U c ＝h e ν－W 逸e ，由题图知W 逸e ＝1.702 4，h e ＝0.397 31014，设这种金属的截止频率为ν0，则W 逸＝hν0，解得ν0＝W 逸h ＝1.702 4e h ＝1.702 4×10140.397 3Hz ≈4.3×1014 Hz ，选项B 正确，A 、C 、D 错误．9．关于微观粒子的波粒二象性的现象、理论和应用，下列说法中正确的是( ) A ．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长小于入射波长的成分C ．由不确定性关系Δx Δp ≥h可知，如果要更准确地确定粒子的位置，那么动量的测量一定会更不准确D ．衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多 答案 CD解析 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系而不是正比关系，A 错误；在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长大于入射波长的成分，B 错误；在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，C 正确；电子的德布罗意波长比可见光短很多，衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多，D 正确．10．如图5所示，一群氢原子处于量子数n ＝3能级状态，下列说法正确的是( )图5A ．氢原子向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子B ．用0.70 eV 的光子照射氢原子可使其跃迁C ．用0.70 eV 动能的电子碰撞可使氢原子跃迁D ．氢原子向低能级跃迁时电子动能增大，总能量减小 答案 ACD解析 一群氢原子处于n ＝3的能级状态，向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子，选项A 正确；光子能量等于两能级的能量差时才能被氢原子吸收，选项B 错误；电子碰撞只能把其一部分能量传递给氢原子，因而电子的动能只要比氢原子的两能级的能量差大就可使氢原子跃迁，选项C 正确；氢原子向低能级跃迁，速度将增大，但向外辐射能量，总能量减小，选项D 正确．11．如图6所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球(可视为质点)从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中，小球(重力加速度为g )( )图6A ．所受合力的冲量水平向右B ．所受支持力的冲量水平向右C ．所受合力的冲量大小为m 2gRD ．所受重力的冲量大小为零 答案 AC解析 在小球从A 点运动到B 点的过程中，根据动量定理知I 合＝m Δv ，Δv 的方向为水平向右，所以小球所受合力的冲量水平向右，即重力和支持力的合力的冲量水平向右，A 正确，B 错误；在小球从A 点运动到B 点的过程中，机械能守恒，故有mgR ＝12m v B 2，解得v B ＝2gR ，即Δv ＝2gR ，所以I 合＝m 2gR ，C 正确；小球所受重力的冲量大小为I G ＝mgt ，大小不为零，D 错误．12．如图7所示，质量为m ＝245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M ＝0.5 kg 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4，质量为m 0＝5 g 的子弹以速度v 0＝300 m /s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g 取10 m/s 2，则在整个过程中( )图7A ．物块和木板组成的系统动量守恒B ．子弹的末动量大小为0.01 kg·m/sC ．子弹对物块的冲量大小为0.49 N·sD ．物块相对于木板滑行的时间为1 s 答案 BD解析 子弹射入物块的过程中，物块的动量增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒，故A 错误；选取向右为正方向，子弹射入物块过程，由动量守恒定律可得m 0v 0＝(m 0＋m )v 1，物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得(m 0＋m )v 1＝(m 0＋m ＋M )v 2，联立可得v 2＝m 0v 0m 0＋m ＋M＝2 m/s ，所以子弹的末动量大小为p ＝m 0v 2＝0.01 kg·m/s ，故B 正确；由动量定理可得子弹受到的冲量I ＝Δp ＝p －p 0＝0.01 kg·m/s －5×10－3×300 kg·m/s ＝－1.49 kg·m/s ＝－1.49 N·s ，子弹与物块间的相互作用力大小始终相等，方向相反，所以子弹对物块的冲量大小为1.49 N·s ，故C 错误；对子弹和物块整体，由动量定理得－μ(m 0＋m )gt ＝(m 0＋m )(v 2－v 1)，联立得物块相对于木板滑行的时间t ＝v 2－v 1－μg ＝1 s ，故D 正确．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是239 94Pu ，裂变时释放出快中子，周围的238 92U吸收快中子后变成239 92U ，239 92U 很不稳定，经过两次β衰变后变成239 94Pu.已知1个239 92U 核的质量为m 1,1个239 94Pu 核的质量为m 2,1个电子的质量为m e ，真空中光速为c .(1)239 92U 的衰变方程是__________________________________________________；(2)239 92U 衰变成239 94Pu 释放的能量为__________________________________________________． 答案 (1)239 92U →239 94Pu ＋20－1e (2)(m 1－m 2－2m e )c 2 解析 (1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：239 92U →239 94Pu ＋2 0－1e ；(2)衰变过程中的质量亏损为： Δm ＝m 1－m 2－2m e根据质能方程有：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－2m e )c 2.。
【单元练】人教版高中物理选修3第五章【原子核】经典练习题(含答案解析)
一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（）A．天然放射现象说明原子核内部有电子B．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关C解析：CA．天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，不能说明原子核内有电子，放射现象中放出的电子是由中子转化为质子同时产生一个电子放出的，A错误；B．卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，查德威克发现了中子，B错误；C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C正确；D．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，D错误。
故选C。
2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B．23892U（铀)衰变为23491Pa（镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流C解析：CA．卢瑟福通过对α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，并不是提出来了原子核是由质子和中子组成的，故A错误；B．经过1次α衰变和1次β衰变，则质量数减小4，而质子减小1，因此23892U（铀)衰变为23491Pa（镤)要经过1次α衰变和1次β衰变，故B错误；C．中子与质子结合成氘核的过程中能释放能量，故C正确；D．β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，故D错误。
故选C。
3．下列说法中正确的是（）A．机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B．用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C．由于核聚变需要很高的环境温度，21H和31H发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的D．构成物体的质量是守恒不变的B解析：BA.机械波和光有波动性，实物粒子也有波动性，只不过波长很小，不易观察，故选项A错误；B.锌板发生光电效应后，电子减少，锌板带正电，故选项B正确；C.21H 和31H 发生聚变过程中，质量亏损，向外释放能量，故选项C 错误； D.当物体发生高速运动后，物体的质量会变大，故选项D 错误。
高中物理选修3-5综合测试题及答案
高中物理选修3-5综合测试题及答案1.原子核式结构理论认为，原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里；带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转。
2.符合物理学史的叙述有：XXX通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在；XXX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；XXX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。
3.根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，电子绕核旋转的半径增大。
4.原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要发出波长为λ1-λ2的光子。
5.照射氢原子的单色光的光子能量为 12.09eV。
6.氢原子的发射光谱不是连续光谱，而是只发出特定频率的光，说明氢原子能级是分立的，光谱的频率与氢原子能级的能量差有关。
7.正确的说法是，先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右。
8.水平推力F1和F2合成的力的大小为√(F1²+F2²)。
1.分别作用于水平面上的同一物体，分别作用一段时间后撤去，使物体都从静止开始运动到最后停下。
如果物体在两种情况下的总位移相等，且F1＞F2，则F2的冲量大。
2.在任何相等的时间内，物体动量变化相等的是匀速圆周运动。
3.在光滑水平面上有一质量为m的物体，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下运动，物体动量的变化量等于Ftcosθ。
4.质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。
其中，弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接，弹簧与挡板P的质量均不计；滑块M以初速度V向右运动，它与挡板P碰撞（不粘连）后开始压缩弹簧，最后，滑块N以速度V向右运动。
在此过程中，M的速度为V/2时，弹簧的长度最长。
5.一质量为m=2kg的可以看作质点的物体，受到一个变力的作用，从静止开始做变加速直线运动，其加速度随时间的变化关系如图，则该物体4.0s末的动量大小为40kg.m/s。
6.关于原子核的衰变，下列说法中正确的是用任何方法都不能改变原子核的半衰期。
最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套单元测评(一)动量守恒定律(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统解析：判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定．B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C选项末动量为零而初动量不为零．D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等．答案：A2．一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是()A．物体的机械能一定增加B．物体的机械能一定减少C．相同时间内，物体动量的增量一定相等D．相同时间内，物体动能的增量一定相等解析：不知力做功情况，A、B项错；由Δp＝F合·t＝mat知C项正确；由ΔE k＝F合·x＝max知，相同时间内动能增量不同，D错误．答案：C3．(多选题)如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动()A．运动方向不可能改变B．可能是匀速圆周运动C．可能是匀变速曲线运动D．可能是匀变速直线运动解析：由题意可知，物体受到的合外力为恒力，物体不可能做匀速圆周运动，B项错误；物体的加速度不变，可能做匀变速直线运动，其运动方向可能反向，也可能做匀变速曲线运动，A项错误，C、D项正确．答案：CD4．(多选题)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速率变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为() A．m(v－v0)B．mgtC．m v2－v20D．m gh解析：平抛运动的合外力是重力，是恒力，所以动量变化量的大小可以用合外力的冲量计算，也可以用初末动量的矢量差计算．答案：BC5．质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船头站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙，船头指向左方．若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则() A．小船向左运动，速率为1 m/sB．小船向左运动，速率为0.6 m/sC．小船向右运动，速率大于1 m/sD．小船仍静止解析：选向左的方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v－m乙v＋M v′＝0，船的速度为v′＝(m乙－m甲)vM＝(60－40)×3100m/s＝0.6 m/s，船的速度向左，故选项B正确．答案：B6．如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，A带电－q，B带电＋2q，下列说法正确的是()A．相碰前两球运动中动量不守恒B．相碰前两球的总动量随距离减小而增大C．两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力D．两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统合外力为零解析：两球组成的系统，碰撞前后相互作用力，无论是引力还是斥力，合外力总为零，动量守恒，故D选项对，A、B、C选项错．答案：D7．在光滑的水平面的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n 次后，剩余的总动能为原来的18，则n 为( ) A ．5 B ．6C ．7D ．8解析：整个过程动量守恒，则碰撞n 次后的整体速度为v ＝m v 0(n ＋1)m ＝v 0n ＋1，对应的总动能为：E k ＝12(n ＋1)m v 2＝m v 202(n ＋1)，由题可知E k ＝m v 202(n ＋1)＝18×12m v 20，解得：n ＝7，所以C 选项正确.答案：C8．两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次后，甲和乙最后速率关系是( )A ．若甲最先抛球，则一定是v 甲＞v 乙B ．若乙最后接球，则一定是v 甲＞v 乙C ．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v 甲＞v 乙D ．无论怎样抛球和接球，都是v 甲＞v 乙解析：将甲、乙、篮球视为系统，则满足系统动量守恒，系统动量之和为零，若乙最后接球，即(m 乙＋m 篮)v 乙＝m 甲v 甲，则v 甲v 乙＝m 乙＋m 篮m 甲，由于m 甲＝m 乙，所以v 甲＞v 乙．答案：B9．(多选题)如图所示，一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP′，PP′穿过金属环的圆心．现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则()A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来B．磁铁将不会穿越滑环运动C．磁铁与圆环的最终速度为M v0 M＋mD．整个过程最多能产生热量Mm2(M＋m)v20解析：磁铁向右运动时，金属环中产生感应电流，由楞次定律可知磁铁与金属环间存在阻碍相对运动的作用力，且整个过程中动量守恒，最终二者相对静止．M v0＝(M＋m)v，v＝M v0M＋m；ΔE损＝12M v20－12(M＋m)v2＝Mm v202(M＋m)；C、D项正确，A、B项错误．答案：CD10．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A 和B ，A 的质量为m A ，B 的质量为m B ，m A ＞m B .最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A 和B 对地面的速度大小相等，则车( )A ．静止不动B ．左右往返运动C ．向右运动D ．向左运动解析：两人与车为一系统，水平方向不受力，竖直方向合外力为零，所以系统在整个过程中动量守恒．开始总动量为零，运动时A 和B 对地面的速度大小相等，m A ＞m B ，所以AB 的合动量向右，要想使人车系统合动量为零，则车的动量必向左，即车向左运动．答案：D11．如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s ，g 取10 m/s 2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是( )A ．5 m/sB ．4 m/sC ．8.5 m/sD ．9.5 m/s解析：对小球落入小车前的过程，平抛的初速度设为v 0，落入车中的速度设为v ，下落的高度设为h ，由机械能守恒得：12m v 20＋mgh ＝12m v 2，解得v 0＝15 m/s ，车的速度在小球落入前为v 1＝7.5 m/s ，落入后相对静止时的速度为v 2，车的质量为M ，设向左为正方向，由水平方向动量守恒得：m v 0－M v 1＝(m ＋M )v 2，代入数据可得：v2＝－5 m/s，说明小车最后以5 m/s的速度向右运动．答案：A12．如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为m∶MC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：依据系统动量守恒，C向右运动时，A、B向左运动，或由牛顿运动定律判断，AB受向左的弹力作用而向左运动，故A项错；又M v AB＝m v C，得v C vAB ，即B项错；根据动量守恒得：0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故选C.＝Mm答案：C第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(5分)某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为2∶3，用A作入射球，初速度为v1＝1.2 m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是________.解析：根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC.答案：BC(5分)14．(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B .b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平．c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上．d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1.e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作．当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.(1)实验中还应测量的物理量是______________________________．(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是m v 的矢量和，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________________________．解析：(1)本实验要测量滑块B 的速度，由公式v ＝L t 可知，应先测出滑块B的位移和发生该位移所用的时间t ，而滑块B 到达D 端所用时间t 2已知，故只需测出B 的右端至D 板的距离L 2.(2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零．则由动量守恒可知0＝m A ·L 1t 1－m B ·L 2t 2即m A L 1t 1＝m B L 2t 2产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．答案：(1)测出B 的右端至D 板的距离L 2(3分)(2)m A L 1t 1＝m B L 2t 2(3分) 测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差(3分)三、计算题(本题有3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(10分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m 3.解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得(M －ρQt )v ′＝ρQt v (6分)代入数据解得火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s ＝4 m/s. (4分) 答案：4 m/s16．(12分)如图所示，有A 、B 两质量均为M ＝100 kg 的小车，在光滑水平面上以相同的速率v 0＝2 m/s 在同一直线上相对运动，A 车上有一质量为m ＝50 kg 的人至少要以多大的速度(对地)从A 车跳到B 车上，才能避免两车相撞？解析：要使两车避免相撞，则人从A 车跳到B 车上后，B 车的速度必须大于或等于A 车的速度，设人以速度v 人从A 车跳离，人跳到B 车后，A 车和B 车的共同速度为v ，人跳离A 车前后，以A 车和人为系统，由动量守恒定律：(M ＋m )v 0＝M v ＋m v 人(5分)人跳上B 车后，以人和B 车为系统，由动量守恒定律：m v 人－M v 0＝(m ＋M )v (5分)联立以上两式，代入数据得：v 人＝5.2 m/s. (2分)答案：5.2 m/s17．(16分)如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m ，现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t ；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过多少． 解析：(1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m 2v 0＝(m 1＋m 2)v (3分)设物块与车面间的滑动摩擦力为F ，对物块应用牛顿定律有F ＝m 2v 0－v t (2分)又F ＝μm 2g (1分)解得t ＝m 1v 0μ(m 1＋m 2)g(1分) 代入数据得t ＝0.24 s. (1分)(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′(3分)由功能关系有12m 2v ′20＝12(m 1＋m 2)v ′2＋μm 2gL (3分) 代入数据解得v 0′＝5 m/s故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s. (2分)答案：(1)0.24 s (2)5 m/s单元测评(二) 波粒二象性(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A ．能量的连续经典理论B ．普朗克提出的能量量子化理论C ．以上两种理论体系任何一种都能解释D ．牛顿提出的能量微粒说解析：根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 项正确．答案：B2．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.12Nhν C ．Nhν D ．2Nhν解析：光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν，N 个光子能量为Nhν，故C 正确．答案：C3．经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：电子被加速后其德布罗意波波长λ＝h p ＝1×10－10 m ，穿过铝箔时发生衍射．电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．所以A 、B 、C 项均错．答案：D4．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )A BC D 解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C 、D 错误．另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A 错误，B 正确．答案：B5．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ＜λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ＞λ′解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界，光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前，光子的能量E＝hν＝h cλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E′＝hν′＝h cλ′，由E＞E′，可知λ＜λ′，选项C正确．答案：C6．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处可能是()A．亮纹B．暗纹C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D．以上各种情况均有可能解析：按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b 处一定是亮纹，选项A正确．答案：A7．(多选题)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析：不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．答案：CD8．(多选题)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A．图像甲表明光具有粒子性B．图像丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析：从题图甲可以看出，少数粒子打在底片上的位置是随机的，没有规律性，显示出粒子性；而题图丙是大量粒子曝光的效果，遵循了一定的统计性规律，显示出波动性；单个光子的粒子性和大量粒子的波动性就是概率波的思想．答案：ABD9．近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A ．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B ．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C ．大量光子表现光具有粒子性D ．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性解析：由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D 项正确．答案：D10．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n ＞1.已知普朗克常量为h 、电子质量为m 和电子电荷量为e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B.md 2h 23n 2e 3 C.d 2h 22men 2 D.n 2h 22med 2解析：由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝m v ＝2meU ＝h λ，而λ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2. 答案：D11．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( )A ．不受外力作用时光子就会做匀速运动B ．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C ．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D ．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D.答案：D12．(多选题)如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像，由图像可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E解析：题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，选项B正确．根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A正确，而选项C、D错误．答案：AB第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)一颗近地卫星质量为m，求其德布罗意波长为多少？(已知地球半径为R ，重力加速度为g )解析：由万有引力提供向心力计算速度，根据德布罗意波长公式计算．对于近地卫星有：G Mm R 2＝m v 2R (2分) 对地球表面物体m 0有：G Mm 0R 2＝m 0g (2分) 所以v ＝gR ，(2分)根据德布罗意波长λ＝h p (2分)整理得：λ＝h m v ＝h m gR. (2分) 答案：h m gR14．(13分)波长λ＝0.71Å的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B 的匀强磁场区域内做最大半径为r 的匀速圆周运动，已知rB ＝1.88×10－4 m·T ，电子质量m ＝9.1×10－3 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v 2r ＝e v B所以v ＝erB m (3分) 电子的最大初动能E k ＝12m v 2＝e 2r 2B 22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×10－31J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103 eV(2分) (2)入射光子的能量ε＝hν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×1087.1×10－11×1.6×10－19 eV ≈1.75×104eV(3分) 根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为W 0＝hν－E k ＝1.44×104 eV(2分)(3)物质波的波长为λ＝h m v ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4m ≈2.2×10－11 m(3分) 答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11 m15．(14分)如图所示，相距为d 的两平行金属板A 、B 足够大，板间电压恒为U ，有一波长为λ的细激光束照射到B 板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B 的逸出功为W ，电子质量为m ，电荷量为e .求：(1)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子，到达A 板时的动能；(2)光电子从B 板运动到A 板时所需的最长时间．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，光子的频率为ν＝c λ.(3分)所以，光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W .(3分)能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，所以E k1＝eU＋hcλ－W.(3分)(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子．则d＝12at2＝Uet22dm，得t＝d2mUe.(5分)答案：(1)eU＋hcλ－W(2)d2mUe16．(15分)光子具有能量，也具有动量．光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压\”．光压的产生机理如同气体压强；大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0.已知光速为c，光子的动量为E/c.(1)若太阳光垂直照射到地球表面，则在时间t内照射到地球表面上半径为r 的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？(2)若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内光子被完全反射(即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽视不计)，则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少？(3)有科学家建议把光压与太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源．一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收．若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的1＋ρ2倍．设太阳帆的反射系数ρ＝0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r＝15 m，飞船的总质量m＝100 kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0＝1.4 kW，已知光速c＝3.0×108m/s.利用上述数据并结合第(2)问中的结果，求：太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化．(结果保留2位有效数字)解析：(1)在时间t 内太阳光照射到面积为S 的圆形区域上的总能量E 总＝P 0St ，解得E 总＝πr 2P 0t .照射到此圆形区域的光子数n ＝E 总/E .解得n ＝πr 2P 0t /E .(2)因光子的能量p ＝E /c ，到达地球表面半径为r 的圆形区域的光子总动量p 总＝np .因太阳光被完全反射，所以在时间t 内光子总动量的改变量Δp ＝2p 总．设太阳光对此圆形区域表面的压力为F ，依据动量定理Ft ＝Δp ，太阳光在圆形区域表面产生的光压I ＝F /S ，解得I ＝2P 0/c .(3)在太阳帆表面产生的光压I ′＝1＋ρ2I ， 对太阳帆产生的压力F ′＝I ′S .设飞船的加速度为a ，依据牛顿第二定律F ′＝ma .解得a ＝5.9×10－5 m/s 2.答案：(1)πr 2P 0t πr 2P 0t /E (2)2P 0/c(3)5.9×10－5 m/s 2单元测评(三) 原子结构(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．(多选题)下列叙述中符合物理史实的有( )A ．爱因斯坦提出光的电磁说B．卢瑟福提出原子核式结构模型C．麦克斯韦提出光子说D．汤姆孙发现了电子解析：爱因斯坦提出光子说，麦克斯韦提出光的电磁说．答案：BD2．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压能够对其加速，从而增加能量B．阴极射线通过偏转电场时不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场时能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变解析：X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，B正确．答案：B3．α粒子散射实验中α粒子经过某一原子核附近时的两种轨迹如图所示，虚线为原子核的等势面，α粒子以相同的速率经过电场中的A点后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹不能断定的是()A．原子核带正电B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质C．粒子在径迹1中的动能先减少后增大D．经过B、C两点两粒子的速率相等。
(必考题)人教版高中物理选修3-第5章填空题专项经典题(含答案解析)
一、填空题1．1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．银箔的作用是________.质子氮吸收粒子解析：质子α氮吸收α粒子[1][2][3][4]卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的α粒子，B为氮气；银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，不能阻挡其它粒子的穿过，即吸收α粒子。
2．若核反应堆发生泄漏，铯137（13755Cs）对环境的影响最大，其半衰期约为30年。
(1)请写出铯137（13755Cs）发生β衰变的核反应方程___________[已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）]；(2)泄漏出的铯137约要到公元___________年才会有87.5%的原子核发生衰变。
Cs→Ba＋e2016解析：13755Cs→13756B a＋01-e 2016(1)[1]发生β衰变的核反应方程为13755Cs→13756Ba+01e-。
(2)[2]由半衰期公式N余=N0×1()2tT知，经历了3个半衰期，即90年，剩余18的原子核没衰变，所以要到公元2106年才会有87.5%的原子核发生衰变。
3．用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，此时金属箔上带________电；将验电器与锌板断开，并用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有________作用。
正电离解析：正电离[1]用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，这是因为锌板发生了光电效应，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电。
所以此时金属箔上带正电。
[2]用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有电离作用，照射验电器的放射线会同时照射其周围的空气，使空气电离，变成导体。
从而使验电器上的电荷发生转移、中和。
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。
2020年沪科版高中物理选修3-5第3章《原子世界探秘》测试题含答案
2020年沪科版高中物理选修3-5第3章《原子世界探秘》测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.如图所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级．处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是()A．n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子B．n＝4跃迁到n＝3时辐射的光子C．n＝2跃迁到n＝1时辐射的光子D．n＝3跃迁到n＝2时辐射的光子【答案】B【解析】由辐射光子的能量为ΔE＝Em－En＝－＝hν＝h，可知量子数n越大，能级越密，所以B正确．2.根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后()A．原子的能量增加，电子的动能减少B．原子的能量增加，电子的动能增加C．原子的能量减少，电子的动能减少D．原子的能量减少，电子的动能增加【答案】D【解析】电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据k＝m，可知半径越小，动能越大，所以A、B、C错误，D正确．3.下列对原子结构的认识中，正确的是()A．原子中绝大部分是中空，原子核很小B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力C．原子的全部正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里D．原子核的直径大约为10－10m【答案】ABC【解析】原子中绝大部分是中空，原子核的体积很小，但是因为核外的电子虽然所占体积很大，质量却是很小，所以几乎整个原子所有的质量都集中到了原子核上，A、C正确；电子在核外绕核旋转，所需要的向心力由原子核对电子的库仑力提供，B正确；原子核的直径的数量级大约为10－15m～10－4m，D错误．4.汞原子的能级如图，现一束单色光照射到大量处于基态的汞原子，汞原子只发出三种不同频率的单色光．关于入射光的能量下列说法正确的是()A．等于4.9 eVB．等于7.7 eVC．等于8.8 eVD．大于或等于10.4 eV【答案】B【解析】汞原子只发出三种不同频率的单色光，知汞原子跃迁到第3能级，则吸收的光子能量ΔE ＝－2.7 eV＋10.4 eV＝7.7 eV.故B正确，A、C、D错误．5.已知汞原子可能的能级为E1＝－10.4 eV，E2＝－5.5 eV，E3＝－2.7 eV，E4＝－1.6 eV.一个自由电子的总能量为9 eV，与处于基态的汞原子发生碰撞，已知碰撞过程中不计汞原子动量的变化，则电子可能剩余的能量为()A． 0.2 eVB． 1.4 eVC． 2.3 eVD． 5.5 eV【答案】A【解析】若电子剩余的能量为0.2 eV，则能级间跃迁吸收的能量为8.8 eV，基态汞原子吸收后的能量为－1.6 eV，跃迁到第4能级．故A正确．若电子剩余的能量为1.4 eV，则能级间跃迁吸收的能量为7.6 eV，基态汞原子吸收后的能量为－2.8 eV，不能跃迁．故B错误．若电子剩余的能量为2.3 eV，则能级间跃迁吸收的能量为6.7 eV，基态汞原子吸收后的能量为－3.7 eV，不能跃迁．故C错误．若电子剩余的能量为5.5 eV，则能级间跃迁吸收的能量为3.5 eV，基态汞原子吸收后的能量为－6.9 eV，不能跃迁．故D错误．故选A.6.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【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．7.根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A．若氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为En＝hνB．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子raD．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁【答案】C【解析】原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，与En不相等，故A错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错．8.对于光谱，下列说法中正确的是()A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱【答案】B【解析】原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论有多少，其发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错误；B项是线状谱的特征，正确；太阳光谱是吸收光谱，C、D错误．9.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是()A．波长最大的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．从n＝2能级跃迁到n＝1能级电子动能增加【答案】D【解析】核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量ΔE＝En－Em＝hν，故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，根据ν＝可知频率越大，波长越小，由图可知当核外电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故A、B错误．当电子从n＝4向低能级跃迁时，跃迁的种类有4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1.即辐射光的种类为C＝6种，故C错误．电子从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射光子，根据引力提供向心力，即＝m，可知，电势能减小，但动能增加．故D 正确．10.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【答案】D【解析】由库仑力提供向心力，即k＝m，E k＝mv2＝k，由此可知电子离核越远，r越大，则电子的动能越小，故A、C错误；因r增大过程中库仑力做负功，故电势能增大，B错误；结合玻尔理论和原子的能级公式可知，D正确．11.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【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．12.α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是()A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用【答案】D【解析】α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的，A错误；由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，B、C错误，D正确．13.如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是()A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4【答案】B【解析】原子A处于激发态E2，它只能辐射出1种频率的光子；原子B处于激发态E3，它可能由E3到E2，由E2到E1，或由E3到E1，辐射出3种频率的光子；原子由低能级跃迁到高能级时，只能吸收具有能级差的能量的光子，由以上分析可知，只有B项正确．14.利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法中正确的是()A．利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分C．高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D．我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成【答案】B【解析】由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A错误；某种物质发光的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，与高温物体无关，C错误；月亮反射到地面的光是太阳光谱，D项错误．15.如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图上管中虚线是电子的运动轨迹，那么下列相关说法中正确的有()A．阴极射线管的A端应接正极B．C端是蹄形磁铁的N极C．无法确定磁极C的极性D．洛伦兹力对电子做正功【答案】B【解析】电子从A极射向B极，电子带负电，则B端应接正极，A端应接负极，A错误；电子束向下偏转，洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断可知，C端是蹄形磁铁的N极，B正确，C错误；洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直，不做功，D错误．16.如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向()A．向上B．向左C．向下D．向右【答案】B【解析】磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，根据安培定则，在磁环上形成的磁场方向竖直向下，磁场是闭合的，故在磁环中心处的磁场是竖直向上的，在根据左手定则，当电子束沿轴线向纸内射入时，电子束受到向左的洛伦兹力，故电子束的偏转方向向左．故B正确，A、C、D错误．17.氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62～3.11 eV.下列说法错误的是()A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【答案】D【解析】紫外线的频率比可见光的高，因此紫外线光子的能量应大于3.11 eV，而处于n＝3能级的氢原子其电离能仅为 1.51 eV＜3.11 eV，所以处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，A对．18.在氢原子能级图中，横线间的距离越大，代表氢原子能级差越大，下列能级图中，能形象表示氢原子最低的四个能级的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】由氢原子能级图可知，量子数n越大，能级越密，所以C对．19.如图是阴极射线管示意图．接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是()A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向【答案】B【解析】若加磁场，由左手定则可知，所加磁场方向沿y轴正方向，B正确；若加电场，因电子向下偏转，则电场方向沿z轴正方向．20.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()A．氢原子的能量增加B．氢原子的能量保持不变C．氢原子要放出一定频率的光子D．氢原子要吸收一定频率的光子【答案】C【解析】氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，能级降低，则氢原子能量减小，则向外辐射光子．故A、B、D错误，C正确．第II卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.在如图所示的阴极射线管中的两个电极上加3.2×104V的高电压，阴极发出的阴极射线在电场中加速而获得高能量，若电子离开阴极表面时的速度为零，则电子到达阳极的速度为多少？【答案】1.06×108m/s【解析】电子由阴极到阳极做匀加速直线运动，由动能定理得eU＝mv2v＝＝1.06×108m/s22.已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m，电子质量me＝9.1×10－31kg，电荷量为1.6×10－19C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各是多少？【答案】－1.51 eV 1.51 eV－3.02 eV【解析】氢原子能量可由氢原子能级公式En＝求出，而动能可由氢原子轨道半径公式以及向心力公式求出，氢原子的能量为电子的动能和电势能之和，氢原子的能量E3＝≈－1.51 eV电子在第三轨道时半径为r3＝32r1＝9r1①电子绕核做圆周运动向心力由库仑力提供，所以k＝m②由①②可得电子动能为E k3＝mv＝k≈1.51 eV由于E3＝E k3＋E p3，所以电子电势能为E p3＝E3－E k3＝－3.02 eV23.氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6 eV.求氢原子处于基态时，(1)电子的动能；(2)电子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？(已知电子质量m＝9.1×10－31kg)【答案】(1)13.6 eV(2)－27.2 eV(3)9.14×10－8m【解析】(1)设处于基态的氢原子核外电子速度大小为v1，则k＝m，所以电子动能E k1＝mv＝k≈13.6 eV.(2)因为E1＝E k1＋E p1，所以E p1＝E1－E k1＝－27.2 eV.(3)设用波长为λ的光照射可使氢原子电离，有＝0－E1，所以λ＝－≈9.14×10－8m.24.汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索.1907－1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这一数值e为基本电荷．如图所示，两块完全相同的金属极正对着水平放置，板间的距离为d.当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比．两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等．忽略空气浮力．重力加速度为g.(1)判断上述油滴的电性，要求说明理由；(2)求上述油滴所带的电荷量Q；(3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量．再采用上述方法测量油滴的电荷量．如此重复操作，测量出油滴的电荷量Qi如下表所示．如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e(保留到小数点后两位).【答案】(1)当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电．(2)(3)1.54×10－19C【解析】(1)当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电．(2)设油滴运动时所受空气阻力F f与速度大小v满足关系为：F f＝kv当不加电场时，设油滴以速率v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即：mg＝kv1当极板加电压U时，设油滴以速率v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即：QE＝mg＋kv2其中：E＝根据题意有：v1t1＝v2t2解得：Q＝(3)如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量Q应为某一最小单位的整数倍，即油滴电荷量的最大公约数(或油滴带电量之差的最大公约数)为基本电荷e.由于Q2－Q1＝0.15×10－18C，Q3－Q2＝0.31×10－18C，Q4－Q3＝0.16×10－18C，Q5－Q4＝0.45×10－18C，可以看出，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍，即：Q2－Q1＝e1，Q3－Q2＝2e2，Q4－Q3＝e3，Q5－Q4＝3e4所以：e＝≈1.54×10－19C。
2021年高中物理选修三第五章《原子核》经典测试(答案解析)(3)
一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．一 静 止 的 铀 核 放 出 一 个 α粒 子 衰 变 成 钍 核 ， 衰 变 方 程 为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（ ）A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核 3．下列说法正确的是（ ） A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变4．14C 发生放射性衰变变为14N ，半衰期约为5700年。
已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是（ ）A ．该古木的年代距今约为5700年B ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出α射线D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 5．下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。
1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 6．现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。
最新高中物理选修3-5动量守恒练习题
物理选修3-5《动量守恒定律》检测题班别：姓名：学号：一.不定项选择题：（4分X12小题=48分。
在每小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。
）1.A、B两球在光滑水平面上做相向运动，已知m A＞m B.当两球相碰后，其中一球停止，则可以断定：（）A．碰前A的动量等于B的动量 B．碰前A的动量大于B的动量C．若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量 D．若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量2.跳高比赛中，必须在运动员着地处铺上很厚的海绵垫子，这是因为：（）A．减小运动员着地过程中受到的冲量作用 B．减小运动员着地过程中受到的平均冲力 C．减小运动员着地过程中动量的变化量 D．以上说法均不正确3．放在光滑水平面上的甲、乙两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，但不连接，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中正确的是：（）A．两手同时放开后，两车的总动量为零 B．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右 C．先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右D．两手同时放开，两车总动量不守恒；两手放开有先后，两车总动量不守恒 4．如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行．甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况？：（）A．甲球速度为零，乙球速度不为零 B．两球速度都不为零C．乙球速度为零，甲球速度不为零 D．两球都以各自原来的速率反向运动 5．玻璃茶杯从同一高度掉下，落在水泥地上易碎，落在海锦垫上不易碎，这是因为茶杯与水泥地撞击过程中：（）A.茶杯动量较大B.茶杯动量变化较大C.茶杯所受冲量较大 D6. 甲、乙两个溜冰者质量分别为48kg和50kg，甲手里拿着质量为2kg的球，两人均以2m/s 的速率，在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度的大小为：( )A.0B.2m/sC.4m/sD.无法确定7．如图所示，质量为M的物体P静止在光滑的水平桌面上，有另一质量为m（M＞m）的物体Q以速度V0正对P滑行，则它们相碰后（设桌面足够大）：（）A．Q物体一定被弹回，因为M＞m B．Q物体可能继续向前 C．Q物体速度不可能为零D．若相碰后两物体分离，则过一段时间可能再碰。
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高中物理选修3-5综合练习题31．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( ) A．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1 D．辐射光子的能量为hν2－hν12．人从高处跳到较硬的水平地面时，为了安全，一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿，这是为了（）A．减小地面对人的冲量B．减小人的动量的变化C．增加人对地面的冲击时间D．增大人对地面的压强3．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有（）A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B．利用γ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γ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危害4．下列关于“原子质量单位u”的说法中正确的有（）A．1u就是一个氢原子的质量B．1u就是一个中子的质量C．1u是一个碳12原子的质量的十二分之一D．1u就是931.5MeV的能量5．下列关于裂变反应的说法中，正确的是（）A．裂变反应必须在几百万度的高温下才能发生B．要能发生链式反应，铀块的体积必须超过临界体积C．太阳能释放大量能量，是因为太阳内部不断发生裂变反应D．裂变反应放出大量热量，故不遵守能量守恒定律6．近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展。
科学家们在观察某两个重离子X经过若干次α衰变后成结合成超重元素的反应时，发现所生成的超重元素的核277112Y，由此可以判定该超重元素发生α衰变的次数是（）为253100A．3 B．4 C．6 D．87．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（）A．做加速运动B．做减速运动C．做匀速运动D．以上运动都有可能8．已知一个氢原子的质量为1.6736×10-27kg，一个锂原子的质量为11.6505×10-27kg，一个氦原子的质量为6.6467×10-27kg。
一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，核反应方程为11H+73Li→242He。
根据以上信息，以下判断正确的是（）A．题中所给的核反应属于α衰变B．题中所给的核反应属于轻核聚变C．根据题中信息，可以计算核反应释放的核能D．因为题中给出的是三种原子的质量，没有给出核的质量，故无法计算核反应释放的核能9．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核，并且放出一个中微子的过程。
中微子的质量很小，不带电，很难探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的。
下面关于一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为新核并放出中微子的说法中，正确的是（）A．母核的电荷数大于子核的电荷数B．母核的质量数等于子核的质量数C．新核动量的大小等于中微子动量的大小D．新核的动能大于中微子的动能10.下列说法正确的是（）A．光电效应现象揭示了光具有粒子性B．阴极射线的本质是高频电磁波C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构11.如图所示为氢原子的能级示意图。
现用能量介于10eV —12.9eV 范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（ ）A ．照射光中只有一种频率的光子被吸收B ．照射光中有三种频率的光子被吸收C ．氢原子发射出三种不同波长的光D ．氢原子发射出六种不同波长的光12.日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是（ ）A ．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B ．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C ．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强D ．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的13. 有关原子结构，下列说法正确的是（ ）A. 玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律B. 卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C.卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子D. 卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”14．质能方程E =mc 2揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是（ ）A ．牛顿B ．爱因斯坦C ．卢瑟福D ．法拉第15．能揭示原子具有核式结构的实验是（ ）A ．光电效应实验B ．伦琴射线的发现C ．α粒子散射实验D ．氢原子光谱的发现16．下列核反应方程中属于β衰变的是（ ）A ．235114489192056360U+n Ba Kr+3n →+ B ．131131053541I Xe e -→+ C ．4141712781He+N O H →+ D ．238234492902U Th+He →E /eV 0 -0.54 -0.85 -13.61 2 3 4 5 ∞ n -3.40 -1.5117．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的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。
下图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是（ ）A ．γ、β、αB ．β、γ、αC ．α、β、γD ．γ、α、β 18．氢原子的能级如图所示，现让一束单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只发出三种不同频率的色光。
照射光光子的能量是（ ）A ．13.6eVB ．3.4eVC ．12.09eVD ．10.2eV19．在光滑水平面上，有两个小球A 、B 沿同一直线同向运动（B 在前），已知碰前两球的动量分别为p A =12kg·m/s、p B =13kg·m/s，碰后它们动量的变化分别为Δp A 、Δp B 。
下列数值可能正确的是（ ）A ．Δp A =-3kg·m/s、ΔpB =3kg·m/s B．Δp A =3kg·m/s、Δp B =-3kg·m/sC ．Δp A =-24kg·m/s、Δp B =24kg·m/sD ．Δp A =24kg·m/s、Δp B =-24kg·m/s20.下列说法正确的是（ ）A ．用加温或加压的方法不能改变原子核衰变的半衰期B ．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个C ．Pu 23994与U 23992的核内具有相同的中子数和不同的核子数D ．放射性物质发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子21.在光电效应现象中，若某金属的截止波长为0λ，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c 和h ，该金属的逸出功为____________．若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则光电子的最大初动能为_______________．①②③ 黑纸 铝板铅板1 2 3 4 ∞ n -13.- 3.4-- 0 E /eV22.在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向_________ (选填“相反”或“相同”)，碳核的动量_________ (选填“大于”、“等于”或“小于”) 碰后中子的动量。
23.如图所示，质量为m2=10kg的滑块静止于光滑水平面上，一小球m1=5kg，以v1=10m/s的速度与滑块相碰后以2m/s的速率被弹回。
碰撞前两滑块的总动能为 J，碰撞后两滑块的总动能为 J。
说明这次碰撞是。
（填弹性碰撞或非弹性碰撞）24.某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下：A．将操作台调为水平；B．用天平测出滑块A、B的质量m A、m B；C．用细线将滑块A、B连接，滑块A、B紧靠在操作台边缘，使A、B间的弹簧处于压缩状态；D．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录A、B滑块的落地点M、N；E．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；F．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。
（1）上述步骤中，多余的步骤是。
（2）如果动量守恒，须满足的关系是______________________（用测量量表示）。
25.氢原子的能级如图所示。
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sJ1063.634⋅⨯=-h，结果保留两位有效数字。
∞4 3 21 E/eV -0.85 -1.51 -3.40-13.6n26题26.在光滑水平面上，质量为1.5kg的滑块A以2.0m/s的速度撞击质量为9.0kg的静止滑块B，撞击后滑块B的速度为0.5m/s，求滑块A碰后的速度大小和方向．27.室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。
氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。
氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉。
氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。
静止的氡核22286Rn放出某种粒子x后变成钋核21884Po，粒子x的动能为E k1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。
试回答以下问题：①写出上述衰变的核反应方程（请用物理学上规定的符号表示粒子x）；②求钋核的动能E k2。
28.氢原子的能级如图所示，求：①当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为多少？②现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？29.静止在匀强磁场中Li 63俘获一个速度40107.7⨯=v 的中子而发生核反应，生成一个He 42和一个未知粒子yx X ，若已知He 42的速度s m v /100.242⨯=，其方向与反应前中子的方向相同，试求：①写出核反应方程式并求X 粒子元素符号和x,y②求出未知粒子yx X 的速度大小和方向③生成的He 42和未知粒子y x X 在磁场中作圆周运动的周期之比。