【优化方案】高中物理第3章第四节知能优化训练教科版选修3-5.doc

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教科版高中物理选修3-1第3章第四节知能优化训练

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．关于带电粒子所受洛伦兹力F 、磁感应强度B 和粒子速度v 三者方向之间的关系，下列说法正确的是( ) A ．F 、B 、v 三者必定均保持垂直B ．F 必定垂直于B 、v ，但B 不一定垂直于vC ．B 必定垂直于F 、v ，但F 不一定垂直于vD ．v 必定垂直于F 、B ，但F 不一定垂直于B解析：选B.本题考查公式F ＝q v B 中各物理量的关系．由左手定则可知F ⊥B ，F ⊥v ，B 与v 可以不垂直，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．下列说法正确的是( )A ．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D ．洛伦兹力对带电粒子不做功解析：选D.运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力F ＝q v B sin θ，所以F 的大小不但与q 、v 、B 有关系，还与v 的方向与B 的夹角θ有关系，当θ＝0°或180°时，F ＝0，此时B 不一定等于零，所以A 、B 错误；又洛伦兹力与粒子的速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，粒子的动能也就不变，但粒子速度方向要变．所以C 错．D 对．3.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图3－4－7所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定( )图3－4－7A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电解析：选D.垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝m vqB.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又据E k ＝12m v 2知，v 在减小，故R 减小，可判定粒子从b 向a运动；另据左手定则，可判定粒子带负电．4．质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，如果他们做圆周运动的半径恰好相等，这说明它们在进入磁场时( )A ．速率相等B ．质量和速率的乘积相等C ．动能相等D ．质量相等解析：选B.由r ＝m vqB可知，由于质子和一价钠离子带电荷量相等，则只要质量和速率的乘积相等，其半径就相等．5.如图3－4－8所示，正、负电子垂直磁场方向沿与边界成θ＝30°角的方向射入匀强磁场中，求正、负电子在磁场中的运动时间之比．图3－4－8解析：首先画出正、负电子在磁场中的运动轨迹如图所示，上边轨迹为正电子的，下边轨迹为负电子的，由几何知识知：正电子圆弧轨迹所对圆心角φ1＝2θ＝60°＝π3，而负电子的圆周轨迹所对圆心角φ2＝360°－2θ＝300°＝53π，由t ＝φ2πT ，故t 1＝φ12πT ，t 2＝φ22πT ，t 1∶t 2＝φ1∶φ2＝1∶5.答案：1∶5一、选择题1．如图3－4－9所示的是磁感应强度B 、正电荷速度v 和磁场对电荷的作用力F 三者方向的相互关系图(其中B 垂直于F 与v 决定的平面，B 、F 、v 两两垂直)．其中正确的是( )图3－4－9解析：选D.此题主要考查左手定则及立体图像的辨认，利用左手定则可判断出D 是正确的． 2．(2011年南京高二检测)以下说法正确的是( ) A ．电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力 B ．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 C ．洛伦兹力对运动电荷一定不做功D ．洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小解析：选C.只有运动电荷的速度方向与磁场不平行时，运动电荷才会受到洛伦兹力的作用，且洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，对运动电荷永不做功，故A 、B 、D 错误，C 正确．3．关于安培力和洛伦兹力，下面说法中正确的是( )A ．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力B ．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力C ．安培力和洛伦兹力，二者是等价的D ．安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功解析：选BD.安培力和洛伦兹力实际上都是磁场对运动电荷的作用力，但二者不是等价的，安培力实际上是洛伦兹力的宏观表现，它可以对通电导体做功，但洛伦兹力不能对运动电荷做功．4．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是( )A ．运动电荷在某点不受洛伦兹力的作用，这点的磁感应强度必为零B ．电荷的运动方向、磁感应强度和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直C ．电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D ．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力解析：选D.当电荷的运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用，A 错；洛伦兹力垂直于速度方向和磁场方向，但磁场方向和运动方向不一定垂直，B 错；洛伦兹力总与运动方向垂直，对运动电荷不做功，C 错；电荷与磁场没有相对运动时，电荷不受洛伦兹力作用，D 对．5.如图3－4－10所示，表示匀强磁场B 垂直于yOz 平面竖直向上，要使速率相同的电子进入磁场后，受到的洛伦兹力最大，并且洛伦兹力的方向指向y 轴正方向，那么电子运动方向可能是( )图3－4－10A ．沿z 轴正方向进入磁场B ．沿y 轴负方向进入磁场C ．在yOz 平面内，沿任何方向进入D ．在xOz 平面内，沿某一方向进入解析：选D.当电子运动速度与磁场垂直时所受洛伦兹力最大．再由左手定则可判知电子应在xOz 平面内沿某一方向进入，D 对．6.如图3－4－11所示，一水平导线通以电流I ，导线下方有一电子，初速度方向与电流平行，关于电子的运动情况，下述说法中正确的是( )图3－4－11A ．沿路径a 运动，其轨道半径越来越大B ．沿路径a 运动，其轨道半径越来越小C ．沿路径b 运动，其轨道半径越来越小D ．沿路径b 运动，其轨道半径越来越大解析：选A.由安培定则知，电子所在处的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则知，电子所受洛伦兹力向下，故沿路径a 运动，C 、D 均错；离导线越远，磁场越弱，由r ＝m vqB知，其轨道半径越来越大，A 对，B 错，所以正确答案为A.7．有三束粒子，分别是质子(11H)、氚核(31H)和α粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里)，在图3－4－12所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是( )图3－4－12解析：选C.由粒子在磁场中运动的半径r ＝m vqB可知，粒子在磁场中运动的轨迹应该与粒子的比荷有关，即r 1∶r 2∶r 3＝m 1v 1q 1B ∶m 2v 2q 2B ∶m 3v 3q 3B ＝m 1q 1∶m 2q 2∶m 3q 3＝1∶3∶2，所以三种粒子的轨迹应该是氢核半径最小，氚核半径最大，α粒子束在中间，所以C 选项正确．8.电子e 以垂直于匀强磁场的速度v ，从a 点进入长为d 、宽为L 的磁场区域，偏转后从b 点离开磁场，如图3－4－13所示，若磁场的磁感应强度为B ，那么( )图3－4－13A ．电子在磁场中的运动时间t ＝d /vB ．电子在磁场中的运动时间t ＝ab /vC ．洛伦兹力对电子做的功是W ＝Be v LD ．电子在b 点的速度大小也为v解析：选BD.粒子在磁场中做匀速圆周运动中速度大小不变，洛伦兹力不做功．二、非选择题9.如图3－4－14所示，在y ＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy 平面并指向纸面外，磁感应强度为B .一带正电的粒子以速度v 0从O 点射入磁场，入射方向如图，与x 轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O 点的距离为l ，求该粒子的电荷量和质量之比qm.图3－4－14解析：带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图虚线所示的轨迹运动，从A 点射出磁场，O 、A 间的距离为l ，射出时速度的大小仍为v 0，射出的方向与x 轴的夹角仍为θ.由洛伦兹力公式和牛顿定律可得q v 0B ＝m v 20r解得r ＝m v 0qB①圆轨道的圆心位于OA 的中垂线上，由几何关系可得 l2＝r sin θ② 联立①、②两式，解得q m ＝2v 0sin θBl.答案：2v 0sin θBl10.质量为0.1 g 的小物块，带有5×10－4 C 的电荷量，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向如图3－4－15所示，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面(设斜面足够长，g ＝10 m/s 2)问：图3－4－15(1)物块带电性质？(2)物块离开斜面时的速度为多少？(3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少？解析：(1)由左手定则可知物块带负电荷．(2)当物块离开斜面时，物块对斜面压力为0，受力如图所示，则：q v B －mg cos30°＝0，解得v ＝3.46 m/s.(3)由动能定理得：mg sin30°·L ＝12m v 2，解得物块在斜面上滑行的最大距离L ＝1.2 m.答案：(1)负电荷 (2)3.46 m/s (3)1.2 m。

【优化方案】高中物理第1章第一节知能优化训练教科版选修3-5

1．双选两个物体发生碰撞A．碰撞中一定产生了内能B．碰撞过程中，组成系统的动能可能不变C．碰撞过程中，系统的总动能可能增大D．碰撞过程中，系统的总动能可能减小解析：选BD若两物体发生弹性碰撞，系统的总动能不变；若发生的是非弹性碰撞，系统的总动能会减小，但无论如何，总动能不会增加．所以正确选项为B、D2．双选碰撞现象的主要特点有A．物体相互作用时间短B．物体相互作用前速度很大C．物体相互作用后速度很大D．物体间相互作用力远大于外力解析：选AD碰撞过程发生的作用时间很短，作用力很大，远大于物体受到的外力，与物体作用前及作用后的速度大小无关．3．单选下列属于弹性碰撞的是A．钢球A与钢球BB．钢球A与橡皮泥球BC．橡皮泥球A与橡皮泥球BD．木球A与钢球B解析：发生碰撞，形变能够恢复，属于弹性碰撞，A对；钢球A与橡皮泥球B、橡皮泥球A与橡皮泥球B碰撞，形变不能恢复，即碰后粘在一起，是完全非弹性碰撞，B、C错；木球A 与钢球B碰撞，形变部分能够恢复，属于非弹性碰撞，D错．4．双选下列说法正确的是A．两小球正碰就是从正面碰撞B．两小球斜碰就是从侧面碰撞C．两小球正碰就是对心碰撞D．两小球斜碰就是非对心碰撞解析：选CD两小球碰撞时的速度沿着球心连线方向，称为正碰，即对心碰撞；两小球碰前的相对速度不在球心连线上，称为斜碰，即非对心碰撞．5．质量为1 g的A球以3 m/的速度与质量为2 g的B球发生碰撞，碰后两球以1 m/的速度一起运动．则两球的碰撞属于________类型的碰撞，碰撞过程中损失了________J动能．解析：由于两球碰后速度相同，没有分离，因此两球的碰撞属于完全非弹性碰撞，在碰撞过程中损失的动能为ΔE＝错误!m A v错误!－错误!m A＋m B v2＝错误!×1×32－错误!×3×12 J ＝3 J答案：完全非弹性碰撞 3一、单项选择题1．下列关于碰撞说法不．正确的是A．自然界中的碰撞都是有害的B．人们利用碰撞可以实现好多有益的物理过程C．科学家利用高能粒子的碰撞发现新粒子D．人们研究碰撞是为了利用有益的碰撞，避免有害的碰撞答案：A2．在教材“实验与探究”中的实验中，下列说法不．正确的是A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球以便较准确计算小球碰前的速度C．两小球必须都是刚性球，且质量相同D．两小球碰后可以合在一起共同运动解析：选C两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以选项A正确．由于计算碰撞前速度时速度为零便于观察和操作，所以选项B正确．本实验对小球的性能无要求，选项C 错误．两球正碰后，有各种运动情况，所以选项D正确．3图1－1－4如图1－1－4所示，1＝ g，m2＝ g，由此可以判断：①碰前m2静止，m1向右运动②碰后m2和m1都向右运动③碰撞过程中系统机械能守恒④碰撞过程中系统损失了 J 的机械能以上判断正确的是A．①③B．①②③C．①②④D．③④解析：选A由乙图可以看出，碰前m1位移随时间均匀增加，m2位移不变，可知m2静止，m1向右运动，故①是正确的；碰后一个位移增大，一个位移减小，说明运动方向不一致，即②错误；由乙图可以计算出碰前m1的速度v1＝4 m/，碰后速度v错误!＝－2 m/，碰前m2的速度v2＝0，碰后速度v错误!＝2 m/，m2＝ g，碰撞过程中系统损失的机械能ΔE＝错误!m1v错误!－错误!m1v′错误!－错误!m2v′错误!＝0，因此③是正确的，④是错误的．二、双项选择题6．关于碰撞的说法，正确的是A．发生正碰的系统，总动能一定不变B．发生正碰的系统，总动能可能减小C．发生斜碰的系统，总动能一定减小D．发生斜碰的系统，总动能可能不变解析：选BD无论是发生正碰还是斜碰，都有弹性碰撞和非弹性碰撞两种可能，故A、C 选项错．7图1－1－6如图1－1－6所示，两个小球A、B发生碰撞，在满足下列条件时能够发生正碰的是A．小球A静止，另一个小球B经过A球时刚好能擦到A球的边缘B．小球A静止，另一个小球B沿着AB两球球心连线去碰A球C．相碰时，相互作用力的方向沿着球心连线时D．相碰时，相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上解析：选BD根据牛顿运动定律，如果力的方向与速度方向在同一条直线上，这个力只改变速度的大小，不能改变速度的方向；如果力的方向与速度的方向不在同一直线上，则速度的方向一定发生变化，所以B、D项正确；A项不能发生一维碰撞；在任何情况下相碰两球的作用力方向都沿着球心连线，因此满足C项条件不一定能发生一维碰撞．故正确答案为B、D三、非选择题8．在地上反复摔打一块泥巴，泥巴摔在地上是什么碰撞为什么泥巴的温度会升高答案：泥巴摔在地上不反弹是完全非弹性碰撞，损失的机械能转化为内能使之温度升高．9图1－1－7小球A、B的质量均为m，A球用轻绳吊起，B球静止放于水平地面上．现将小球A拉起h 高度由静止释放，如图1－1－7所示．小球A摆到最低点与B球发生对心碰撞后粘在一起共同上摆．不计两小球相互碰撞所用时间，忽略空气阻力作用，碰后两小球上升的最大高度为错误!，则在两小球碰撞过程中，两小球的内能一共增加了多少解析：两球发生完全非弹性碰撞，动能损失转化为内能．碰撞之前的动能等于A球原来的重力势能mgh，碰撞之后系统的动能等于A、B共同的动能即上升到最大高度处的重力势能2错误!＝错误!，所以系统损失的动能为mgh－错误!＝错误!由能量守恒定律知系统损失的动能等于碰撞中两小球的内能增量，即两小球的内能一共增加了错误!答案：错误!。

高中物理选修3-5第3章第1、2节知能优化训练

1．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从()A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的解析：选D.自从贝克勒尔发现天然放射现象后，科学家对放射性元素、射线的组成、产生的原因进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D正确．2．从铅罐的放射源放出的射线通过磁场区域被分成三束，如图3－1－6所示，由此可判定()图3－1－6A．射线由三部分组成，带电情况不同B．射线由三部分组成，它们的质量不同C．射线由三部分组成，它们的速度不同D．射线由三部分组成，它们的能量不同解析：选A.由于射线进入磁场分成三束，说明磁场对它们的作用力不同，而磁场对带电的运动粒子才可能产生作用，由此可知它们的带电情况不同，故A正确；而磁场的作用力与它们的质量、速度、能量没有直接关系，B、C、D错误．3．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：选D.核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力．故D选项正确．4．以下几个核反应方程中，粒子X代表中子的方程是()A.147N＋42He―→178O＋XB.94Be＋42He―→126C＋XC.3015P―→3014Si＋XD.146C―→147N＋X解析：选B.由核反应过程中质量数和电荷数守恒可以判断出B正确．5．下列有关半衰期的说法中正确的是()A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变长C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度解析：选A.放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，若半衰期越短，衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．一、选择题1．天然放射物质的放射线包含三种成分，下面的说法中正确的是()A．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线B．某原子核在放出γ粒子后会变成另一种元素的原子核C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子答案：ACD2．一个原子核为21083Bi，关于这个原子核，下列说法中正确的是()A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子解析：选CD.根据原子核的表示方法得质子数为83，质量数为210，故中子数为210－83＝127个，而质子和中子统称核子，故核子数为210个，因此C、D正确．由于不知道原子的电性，就不能判断核外电子数，故A、B不正确．3．下列核反应方程正确的是()A.23892U―→23490Th＋21HB.94Be＋42He―→126C＋10nC.23490Th―→23490Pa＋0－1eD.3115P―→3014Si＋01e解析：选 B.根据在核反应中电荷数守恒、质量数守恒定律，对四个选项逐一验证，只有选项B同时满足“两个守恒”．4．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一，氦的这种同位素应表示为()A.43HeB.32HeC.42HeD.33He解析：选B.氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故可写作32He，因此B正确，A、C、D错．5.23892U衰变为22286Rn要经过m次α衰变和n次β衰变，则m、n分别为()A．2,4 B．4,2C．4,6 D．16,6解析：选B.由于β衰变不改变质量数，则Z＝238－2224＝4，α衰变使电荷数减少8，但由23892U衰变为22286Rn，电荷数减少6，说明经过了2次β衰变，故B正确．6．若用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代表此原子的原子核内的中子数，则对234 90Th的原子来说()A．x＝90，y＝90，z＝234B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90 D．x＝234，y＝234，z＝324解析：选B.在23490Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144，所以B 选项对．7．关于核力的说法正确的是()A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内D．核力与电荷有关解析：选C.核力是短程力，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失，故C对；核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与电荷无关，故D错．8.图3－1－7如图3－1－7所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线( ) A ．向右偏 B ．向左偏C ．直线前进D ．无法判断解析：选A.γ射线不带电故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故Eq ＝Bq v 即v ＝EB，而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A 正确，B 、C 、D 错． 9.图3－1－8在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图3－1－8中的a 、b 所示，由图可以判定( ) A ．该核发生的是α衰变 B ．该核发生的是β衰变C ．磁场方向一定是垂直纸面向里D ．磁场方向向里还是向外无法判定解析：选BD.由左手定则，当粒子在磁场中反向运动，若两粒子电性相同，则所形成的圆轨迹应外切；电性相反，则所形成的圆轨迹内切，由图知核与粒子电性相反，又因反冲核带正电，所以带电粒子应带负电，即核反应为β衰变，A 错，B 正确．不管磁场方向向里还是向外，电性相反的粒子轨迹都为内切圆，所以D 正确．综上所述，本题的正确选项为BD. 10．有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是τ甲＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为m 甲、m 乙，经过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M 甲∶M 乙是( ) A ．1∶4 B ．4∶1 C ．2∶1 D ．1∶2解析：选B.对60天时间，甲元素经4个半衰期，乙元素经2个半衰期，由题知M 甲⎝⎛⎭⎫124＝M 乙⎝⎛⎭⎫122，则M 甲∶M 乙＝4∶1，故B 正确．二、非选择题 11．约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________，3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图3－1－9所示，请估算4 mg 的3215P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图3－1－9解析：3015P衰变的方程：3015P ―→3014Si ＋01e ，即这种粒子为正电子．图中纵坐标表示剩余3215P的质量，经过t 天4 mg 的3215P 还剩0.25 mg ，也就是1 mg 中剩0.254mg ＝0.062 5 mg ，由图示估读出此时对应天数为56天．答案：正电子 56天(54～58天都算对) 12.图3－1－10静止在匀强磁场中的某放射性原子核，沿垂直于磁场方向放出一个α粒子后，α粒子和新核都做匀速圆周运动，如图3－1－10所示，测得α粒子和新核的轨道半径之比为44∶1，由此可知，该放射性原子核是哪种元素的原子核？解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由Bq v ＝m v2r周运动半径：r ＝m vBq.又衰变过程中α粒子和新核组成的系统动量守恒 m αv α＝m 新v 新所以r αr 新＝q 新q α＝441新核核电荷数为q 新＝44q α＝44×2＝88可知原放射性元素原子核的核电荷数q 原＝88＋2＝90 故该放射性元素为90号元素钍(230 90Th)．答案：该放射性元素为90号元素钍230 90Th。

【优化方案】高中物理第3章第4节知能优化训练教科版选修3-2

1．如下情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是( )A．洗衣机不加水B．洗衣机加水不能自动停止C．洗衣机不排水D．洗衣机不洗衣解析：选C.洗衣机水位控制装置正常，才能正常加水，且加到适宜的水位，假设损坏可能导致一直不加水，或一直不停地加水或加足水后洗衣机仍然不洗衣，故A、B、D可能，C不可能．2．如下关于力传感器的说法正确的答案是( )A．力传感器是通过弹簧测力的B．力传感器是通过弹簧将力转换为电学量C．力传感器是通过电阻应变片测力的D．力传感器是通过悬臂梁将力的变化转换为金属应变片的形变并进一步转换成电学量解析：选CD.力传感器结构里没有弹簧，它是通过悬臂梁这样一种弹性元件将微小的形变传递到金属应变片这种电阻应变片上，从而将悬臂梁上的应变转换为电阻的变化，这样就把感知的力学量转换成易测易算的电学量．3．如下装置中利用了温度传感器的是( )A．电熨斗B．电饭锅C．电子秤 D．火灾报警器解析：选AB.电熨斗、电饭锅都是通过温度传感器来控制温度，A、B正确；电子秤是利用力传感器来测力的，C错误；火灾报警器是利用烟雾对光的散射，使光照射到光电三极管上，光电三极管的电阻减小引起电流变化而发出警报，因此火灾报警器是光电传感器，故D错．4．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用如下哪种传感器来感知太阳方位( )A．力传感器 B．光传感器C．温度传感器 D．生物传感器解析：选B.太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B对，A、C、D错．5．(原创题)2011年3月11日14时46分，日本9级强震引发海啸和核危机，震中宫城县和岩手县等地受灾严重，灾难发生后，各路救援人员与时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪〞可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪〞可能用到了( )A．红外线传感器 B．压力传感器C．振动传感器 D．电容传感器解析：选A.伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人与周围环境的差异，且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．一、选择题1．类人型机器人装有作为眼睛的“传感器〞，犹如大脑的“控制器〞，以与可以行走的“执行器〞，在它碰到障碍物前会自动避让并与时转弯．如下有关该机器人“眼睛〞的说法中正确的答案是( )A．是力传感器 B．是光传感器C．是温度传感器 D．是声音传感器解析：选B.遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，B对，A、C、D错．2．“嫦娥一号〞卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有( )A．味觉传感器 B．气体传感器C．听觉传感器 D．视觉传感器解析：选D.“嫦娥一号〞月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像〞的视觉传感器——立体相机．3．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，如下说法正确的答案是( )A．两个传感器都是光电传感器B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作解析：选B.题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对．4．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程，如下属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控装置C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：选A.红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转换成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转换成电信号；自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转换成电信号，电饭煲中控制加热和保温的温控器把温度信号转换成电信号．5．(2011年龙岩高二检测)如下有关传感器的说法中错误的答案是( )A．汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B．“嫦娥二号〞卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析：选D.生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C对，D错．6．如下器材是应用光传感器的是( )A．鼠标器 B．火灾报警器C．测温器 D．电子秤解析：选A.鼠标器应用的是光传感器，火灾报警器和测温器应用的都是温度传感器，电子秤应用的是力传感器，所以选项A正确．7．如图3－3－4是自动调温式电熨斗，如下说法正确的答案是( )图3－3－4A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下调一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：选ABD.常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态时，温度要升高，如此应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．8．如图3－3－5所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，如下说法正确的答案是( )图3－3－5A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，局部光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：选C.由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，局部光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．9．如图3－3－6所示为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、负温度系数半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，如此图中甲、乙、丙分别是( )图3－3－6A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B．绿灯泡、半导体热敏电阻、小电铃C．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：选C.甲的回路应为控制电路，甲当然为半导体热敏电阻，热敏电阻特点是温度高，电阻小，电流大，继电器工作，触头被吸下，乙被接通应报警，即乙是小电铃，平常时，温度低、电阻大、电流小，丙导通，丙应是绿灯泡．10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图3－3－7甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，如下判断正确的答案是( )图3－3－7A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析：选D.当小车有向右的恒定加速度时，球对压敏电阻的压力是恒力，压敏电阻的阻值就保持不变，电路中有恒定的电流，故从乙图可看出，从0到t1，压敏电阻受的压力为恒力(可能为零)，小车可能做匀速运动，也可能做匀加速运动，而从t1到t2时间内，压敏电阻所受压力大于从0到t1时的压力，且越来越大，t2到t3时间内，压敏电阻受恒力且大于从0到t1时的压力，故从t1到t2时间内，小车做加速度越来越大的运动，从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动．二、非选择题11．(2011年厦门高二检测)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图3－3－8甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图．如此图3－3－8(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(填“a〞或“b〞)(2)假设使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左〞或“右〞)．解析：温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在a.要实现温度更高时，即热敏电阻更小时才将报警器电路接通的话，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P 向左移动．答案：(1)a(2)左12．气体传感器利用物质的化学反响将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图3－3－9所示，B为将可燃气体或有毒气体(CO，CH4瓦斯煤气)浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U＝220 V电源、M排风扇、G继电器、A控制电源、S控制开关．请设计一个家用自动排烟电路，在图3－3－9中完成连线图．图3－3－9解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如下列图。

高中物理第4章第三节知能优化训练教科版选修3-5

1．(双选)关于同位素的下列说法中，正确的是( )A ．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同B ．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同C ．同位素都具有放射性D ．互称同位素的原子含有相同的质子数解析：选AD.同位素的质子数相同，在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质，但物理性质不一定相同，所以选项A 、D 正确，B 错误．同位素不一定具有放射性，所以选项C 错误．2．(单选)下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是( )A ．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B ．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律C ．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D ．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病解析：选C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C 不属于示踪原子的应用．3．(单选)放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( )A ．钋210B ．氡222C ．锶90D ．铀238解析：选C.要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．4．(双选)元素X 是Y 的同位素，分别进行下列衰变过程，X ――→αP ――→βQ ，Y ――→βR ――→αS.则下列说法正确的是( )A ．Q 与S 是同位素B ．X 与R 原子序数相同C ．R 比S 的中子数多2D ．R 的质子数少于上述任何元素解析：选AC.上述变化过程为：M A X ――→α M －4A －2P ――→β M －4A －1Q N A Y ――→β N A ＋1R ――→α N －4A －1S ，由此可知，Q 与S 为同位素，R 比S 多两个中子，故A 、C 正确，B 、D 错误．5．完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程．(1)14 7N ＋10n→14 6C ＋________(2)14 7N ＋42He→17 8O ＋________(3)10 5B ＋10n→________＋42He(4)94Be ＋42He→________＋10n(5)5626Fe ＋21H→5727Co ＋________答案：(1)11H (2)11H ，发现质子的核反应方程 (3)73Li (4)12 6C ，发现中子的核反应方程(5)10n一、单项选择题1．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A ．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而起电，并以此达到消除有害静电的目的B ．利用γ射线的贯穿本领可以为金属探伤，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，其结果一定会成为更优秀的品种D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常的组织造成太大的伤害解析：选D.利用放射性消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离为导体，将静电泄出，故A 错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不适合用来进行人体透视，B 错误；作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良的品种，C 错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量，D 正确．故正确答案为D.2．香港一代巨星梅艳芳因患子宫癌而于2004年新年前夕永别世人追随“哥哥”去了．这可使成千上万的歌迷与“梅迷”们伤透了心！其实梅艳芳也曾积极治疗过，多次到医院接受化疗．医院用放射性同位素166 67Ho 放出的γ射线来治癌．请问其原理是利用了γ射线的( )A ．电离作用，使肿瘤细胞转化B ．贯穿本领，导致基因突变C ．高能量，杀死肿瘤细胞D ．热作用，减轻病人痛苦解析：选C.利用γ射线来治癌主要利用了γ射线的穿透能力和高能量，目的是杀死癌细胞，所以只有选项C 正确．3．放射性同位素被用作示踪原子的下列说法中不．正确的是( ) A ．放射性同位素不改变其化学性质B ．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C ．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D ．放射性同位素容易制造解析：选D.放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A 、B 、C 正确，选项D 错误．4．现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝(Tc)的注射液注入被检测者的动脉，经过40 min 后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影．心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出．心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出，医生根据显像情况就可以判定被检测者心脏血管有无病变并判定病变位置．你认为检测用放射性元素锝的半衰期应该接近下列数据中的( )A ．10 minB ．10 hC ．10 sD ．10 y(年)解析：选B.所选放射性元素半衰期即不能太长，也不能太短；半衰期过长，对人体造成长期辐射；半衰期过短，在检查过程中，强度变化明显，影响检查．5．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过4820Ca(钙48)轰击24998Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x ，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子x 是( )A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子解析：选A.由于最终经3次α衰变变成原子核282112X ，由此可知原来的核应为294118X ，而该核是由某原子核放出了3个粒子x 形成的．而4820Ca 和249 98Cf 的总质子数为118，质量数为297，由此可知4820Ca ＋249 98Cf→297118X ，297118X→294118X ＋310n ，故A 正确．6．(2011年启东模拟)用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )A ．其质子数为122B ．其质量数为294C ．其原子序数为118D ．其中子数为90解析：选C.本题考查核反应方程及原子核的组成．核反应方程为208 82Pb ＋8636Kr ―→10n ＋293118X ，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.二、双项选择题7．氕、氘、氚是同位素，则它们( )A ．具有相同的质子数B ．具有相同的中子数C ．具有相同的核子数D ．具有相同的化学性质解析：选AD.氕、氘、氚的核子数分别是1、2、3，所以C 错误，质子数和电子数均为1，选项A 正确，中子数等于核子数减去质子数，故中子数分别为0、1、2，选项B 错误，同位素在元素周期表中位置相同，具有相同的化学性质，选项D 正确．8．有关放射性同位素3015P 的下列说法，正确的是( )A.3015P 与3014X 互为同位素B.3015P 与其同位素有相同的化学性质C ．用3015P 制成化合物后它的半衰期变长D ．含有3015P 的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响解析：选BD.同位素应具有相同的质子数，故A 错；同位素具有相同的化学性质与半衰期，B 对、C 错；放射性同位素可作为示踪原子，故D 对．9．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )A ．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B ．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C ．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D ．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：选AD.γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B 错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误．10．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应后生成Z 核并放出一个氦核(42He)．则下面说法正确的是( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍解析：选CD.设原子核X 的符号为a b X ，则原子核Y 为 a b －1Y ，a b X ―→ 0＋1e ＋ a b －1Y ，11H ＋ a b －1Y ―→42He＋a －3b －2Z ，故原子核Z 为a －3b －2Z.三、非选择题11．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)238 92U→234 90Th ＋________；(2)94Be ＋42He→12 6C ＋________；(3)234 90Th→234 91Pa ＋________；(4)3015P→3014Si ＋________；(5)235 92U ＋________→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ；(6)14 7N ＋42He→17 8O ＋________.解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒，质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子来用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)质子(11H)．答案：(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)0＋1e (5)10n (6)11H12．正电子发射计算机断层扫描(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．PET 在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出该反应方程．解析：由题意可知：氧16(16 8O)在质子(11H)的轰击下产生了氮13(13 7N )和另外一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另一种粒子是42He ，所以核反应方程为： 16 8O ＋11H→13 7N ＋42He.答案：16 8O ＋11H→13 7N ＋42He。

2013年教科物理选修3-3：第3章第3、4节知能优化训练

1．液晶最主要的应用之一就是用在液晶显示器上，关于液晶，下列说法正确的是() A．液晶就是液态的晶体B．固体在受热熔化的过程，当温度处于熔点时，其状态就是液晶态C．液晶具有液体的流动性D．液晶具有晶体的光学各向异性解析：选CD.由于液晶的特殊结构，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学的各向异性，故C、D正确．并不是所有的物质都有液晶态，也绝不是晶体处于液态时就叫液晶，它是一种特殊的物质，分子结构的排列形式介于晶体与液体之间．2．以下关于液体的说法正确的是()A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看做是粘滞性极大的液体B．液体的物理性质一般表现为各向同性C．液体的密度总是小于固体的密度D．所有的金属在常温下都是固体解析：选AB.由液体的微观结构知A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错；金属汞在常温下就是液体，故D错．3．(2011年山东菏泽高二检测)液体表面张力产生的原因()A．液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力解析：选C.液体内部的分子距离可认为等于平衡距离，表面层内分子间距大于平衡距离，分子力表现为引力，故C对．4．以下关于液体的说法正确的是()A．液体的扩散比固体的扩散快B．液体分子的热运动与固体类似，主要表现在固定的平衡位置附近做微小振动C．硬币能浮在水面上因为所受浮力大于重力D．表面张力是由于液体内部分子对表面层分子的吸引所致解析：选A.液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体没有固定的平衡位置，B错．硬币能浮在水面上是因为受到表面张力的缘故，而不是浮力作用的结果，C错；表面张力是由液体表面层内分子相互吸引所致，D错．5．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变圆．这是什么缘故？答案：玻璃管的断口烧熔后，熔化的玻璃的表面层在表面张力作用下收缩到最小表面积，从而使断裂处尖端变圆．一、选择题1.做这样的实验：如图3－3－4所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂的薄膜．如果用热针刺破棉线里面那部分薄膜，则棉线圈将成为()图3－3－4A．椭圆形B．长方形C．圆形D．任意形状答案：C2．关于液晶的下列说法中正确的是()A．液晶是液体和固体的混合物B．液晶分子在特定方向排列比较整齐C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光D．所有物质在一定条件下都能成为液晶解析：选 B.液晶是某种特定的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，某些方向上排列杂乱．液晶本身不能发光，所以只有B对．3．下面的现象是表面张力所致的是()A．橄榄油在水和酒精混合液中呈球形B．硬币浮在水面上C．小孩用细管吹出的肥皂泡大致呈球形D．烙铁上掉下来的焊锡变成球形解析：选ABCD.表面张力有使液面收缩的趋势，所以A、C、D选项正确，硬币浮在水面上，也是由于表面张力所引起的，B正确．4．下列关于液体表面张力的说法中，正确的是()A．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些B．液体表面层分子间的引力大于液体内部分子间的引力，因而产生表面张力C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因D．表面张力的方向与液面垂直答案：B5．我们在河边会发现有些小昆虫能静止于水面上，这是因为()A．小昆虫的重力可忽略B．小昆虫的重力与浮力平衡C．小昆虫的重力与表面张力平衡D．表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”，对小昆虫产生一个向上的支持力，小昆虫的重力和支持力平衡解析：选 D.小昆虫静止在水面上是因为小昆虫所受的合外力为零；表面张力不是作用于小昆虫上的力，而是作用于液体表面层中的力．6．关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是()A．晶体和液晶的性质是完全相同的B．液晶就是液体，具有液体的所有性质C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D．液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性解析：选CD.晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学性质等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性．7．关于液晶的分子排列，下列说法正确的是()A．液晶分子的特定方向排列整齐B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列变化C．液晶分子的排列整齐稳定D．液晶的物理性质稳定解析：选AB.液晶分子一般为棒状或碟状，在某个方向排列整齐，但很不稳定，外界条件的变化，很容易引起其分子排列的变化．8．关于液体的表面，下列说法正确的是()A．液体的表面有收缩到最小表面积的趋势B．液体表面层里的分子比液体内部的分子稠密，也就是表面层里的分子排得较紧密，这是表面张力作用的结果C．液体表面层里的分子比液体内部的分子稀疏，也就是表面层里的分子间距离比液体内部分子间距离大些；所以，表面层里分子间的相互作用表现为引力，这是表面张力存在的原因D．液体表面各部分之间的吸引力就是表面张力，表面张力使液面具有收缩的趋势，所以表面张力的方向垂直于液面指向液体的内部解析：选AC.液体内部分子间的平均距离等于分子间的平衡距离(r0)，内部分子间同时存在的引力和斥力相等，合力为零．液体表面层里的分子间平均距离比内部分子间的平衡距离(r0)大，分子间同时存在的引力比斥力大，合力表现为引力；所以，液体的表面均呈现表面张力现象．表面张力是液体表面各部分之间的吸引力，方向与液面相切．9．下列说法正确的是()A．水和酒精混合后总体积变小了是由于水分子与酒精分子之间的作用使它们间的距离变小的缘故B．船能浮在水面上是由于水的表面张力的合力与船的重力平衡的缘故C．液体表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大D．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形是由于水银的表面张力使之收缩的缘故解析：选CD.水和酒精混合总体积减小是因为水和酒精分子彼此进入到对方空隙中的原因；船能浮在水面上是因为浮力和重力平衡的缘故；散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力的作用．10．在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图3－3－5所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则()图3－3－5A．天平仍然平衡B．由于铁丝离开水面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降D．以上说法都不对解析：选C.由于铁丝刚好离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作用力，所以天平左端下降．二、非选择题11．水的密度比沙的密度小，为什么沙漠中的风能刮起大量沙子，而海洋上的风却只带有少量的水沫？解析：由于海水水面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，风很难把水珠刮起，只能形成海浪，所以海洋上的风只带有少量的水沫．而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间作用力很小，几乎没有，所以风很容易刮起大量沙子．答案：见解析12．如图3－3－6所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？图3－3－6解析：当橄榄油悬浮在液体中时，橄榄油由于表面张力的作用，使其表面收缩到最小状态，所以橄榄油呈球形.答案：见解析。

【鲁科版】物理《优化方案》选修3-1测试第4章第3节知能优化训练

[学生用书 P 63～P 65]1．图4－3－11为某次测量电源的电动势和内电阻所作的图象，有关这个图象的说法不．正确的是( )图4－3－11A ．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E ＝3 VB ．横轴截距表示路端电压为2.4 V 时的电流为0.3 AC ．根据r ＝E I 短，计算出待测电源内阻为10 Ω D ．根据r ＝ΔU ΔI，计算出待测电源内阻为2 Ω 解析：选C.由公式U ＝E －Ir ，当I ＝0时，U ＝E ，故A 正确．由于纵轴刻度不是从0开始，故C 错，B 、D 对．2．如图4－3－12图4－3－12所示为闭合回路中两个不同电源的U －I 图象，下列判断不．正确的是( ) A ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1>I 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2C ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1<r 2D ．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大解析：选B.闭合电路的U －I 图线中，I 是电路的总电流，U 是路端电压，图象上图线与U 轴的交点表示电路电流为零，属断路，路端电压即电源电动势，图线与I 轴交点表示路端电压为零，电路短路，交点坐标值即为短路电流，I ＝E /r ，即r ＝E /I ，可见图线的斜率的绝对值为电源的内电阻．从坐标中可以看出图线1、2与U 轴交于同一点表明电动势E 1＝E 2，图线1斜率比图线2斜率小，表明r 1<r 2，图线1与I 轴交点坐标大于图线2与I 轴交点坐标．表明I 1>I 2，可见A 、C 正确；两个电源电动势相等，内阻r 1<r 2，当电流变化量ΔI 1＝ΔI 2时，ΔI 1r 1<ΔI 2r 2，即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源2路端电压变化量大．D 项正确．3．在测定一节干电池(电动势约为1.5 V ，内电阻约为2 Ω)的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：A ．电压表量程为15 VB ．电压表量程为3 VC ．变阻器为(20 Ω，3 A)D ．变阻器为(500 Ω，0.2 A)(1)电压表应该选________(选填“A”或“B”)，这是因为________________________________________________________________________.(2)变阻器应选________(选填“C”或“D”)，这是因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：由于电源电动势约为1.5 V ，故选量程为0～3 V 的电压表B ，读数既准确，又方便；滑动变阻器D 的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便，故选变阻器C.答案：(1)B 原因见解析(2)C 原因见解析4．用伏安法测一节干电池的电动势和内阻．(1)有如图4－3－13所示的甲、乙两个供实验的电路图，实验时应选用电路图________．图4－3－13(2)选好电路后，由于电流表和电压表内电阻对电路的影响，所测得的电动势将偏________．(3)根据实验测得的一系列数据，画出U －I 图(如图4－3－13丙)，被测干电池的电动势为________ V ，内阻为________ Ω.解析：(1)由于电池内阻较小，与电流表内阻差不多，应选乙图可减小误差．(2)由于电压表的分流，根据闭合电路欧姆定律可求得测量值E 和真实值E 0的关系是E ＝E 01＋r r v(r 为电池内阻，r v 为电压表内阻，即可得E <E 0) (3)延长图线，与纵轴交点为电动势E ，斜率k ＝1.5－1.01.0Ω＝0.5 Ω为内阻．答案：(1)乙 (2)小 (3)1.5 0.55．(2011年厦门高二质检)图4－3－14甲是测量一节新干电池的电动势和内阻的实验电路，实验时发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表________，原因是________________________________________________________________________. 从而影响测量的准确性．为了较准确地测量一节新干电池的内阻，可用以下器材连成图乙所示的电路完成实验．器材：量程3 V 的理想电压表V 、量程0.6 A 的电流表A(具有一定内阻)、定值电阻R 0(R 0＝150 Ω)、滑动变阻器R 1(0～10 Ω)、滑动变阻器R 2(0～200 Ω)、开关S.图4－3－14(1)在图乙的实验电路中，加接电阻R 0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是________________________．(2)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(填R 1或R 2)．(3)实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为I 1时，电压表读数为U 1；当电流表读数为I 2时，电压表读数为U 2，则新干电池内阻的表达式r ＝________.(用I 1、I 2、U 1、U 2和R 0表示)解析：电压表读数变化很小，这是由于新干电池内阻很小，内电路的电压降很小．(1)加接R 0另一方面的作用是：防止变阻器过小时，电池被短路或电流表被烧坏．(2)在保证使用安全的情况下，滑动变阻器应选用阻值较小的，选R 1.(3)由闭合电路欧姆定律，得E ＝U 1＋I 1(r ＋R 0)E ＝U 2＋I 2(r ＋R 0) 解得r ＝U 1－U 2I 2－I 1－R 0. 答案：见解析6．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．图4－3－15(1)按如图4－3－15甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A ”或“B ”)．(3)图4－3－16是根据实验数据作出的U －I 图象，由图可知，电源的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.图4－3－16解析：(1)电路连接如图．(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B 端．(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V ，内阻r ＝1.5－1.00.5Ω＝1.0 Ω.答案：(1)见解析(2)B(3)1.5 1.07．在做“测量电源的电动势和内电阻”的实验时，备有下列器材供选用A．干电池一节(电动势约为1.5 V)B．直流电流表(0.6 A内阻0.10 Ω，3 A内阻0.025 Ω)C．直流电压表(3 V内阻5 kΩ，15 V内阻25 kΩ)D．滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)E．滑动变阻器(阻值范围0～1000 Ω，允许最大电流0.5 A)F．开关G．导线若干H．电池夹(1)将选定的器材按本实验要求的电路(系统误差较小)，在图4－3－17所示的实物图上连线．图4－3－17图4－3－18(2)如图4－3－17所示，电流表量程取0,6 A挡时读数为________；量程取3 A挡时读数为________；电压表量程取3 V挡时读数为________；量程取15 V挡时读数为________．(3)根据实验记录，画出的U－I图象如图4－3－18所示，可得待测电池的内电阻为________ Ω.(4)按本实验要求的电路测出的E测、r测与真实值比较，E测________E真，r测________r 真(选填“>”、“<”或“＝”)．解析：(1)连接如图所示．此问实际涉及到三点：①仪器的选择，选择A、B(0.6 A)、C(3 V)、D、F、G、H.②电路的设计，要求系统误差较小，应采用电流表外接法(对电池内阻)．③电路的连线，要按设计电路顺序连线．(2)电流表读数：0.6 A挡时读数为0.30 A,3 A挡时读数为1.50 A.电压表读数：3 V挡时读数为0.50 V,15 V挡时读数为2.5 V.(3)由题图中图线延长线知，E ＝1.5 V ，I ＝0.7 A ，r ＝ΔU ΔI ＝1.5－0.80.7Ω＝1 Ω. (4)测得的电池的电动势及内电阻均小于真实值．答案：(1)见解析图 (2)0.30 A 1.50 A 0.50 V 2.5 V(3)1 (4)< <8．(创新实验探究)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，当作标准电阻用)、一只电流表(量程I g ＝0.6 A ，内阻r g ＝0.1 Ω)和若干导线．(1)请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求，设计图4－3－19甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来．图4－3－19(2)接通图4－3－20开关，逐次改变电阻箱的阻值R ，读出与R 对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示，处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数1I ；再制作R －1I 坐标图，如图4－3－20所示，图中已标注了(R ，1I)的几个与测量值对应的坐标点．请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图4－3－20上．(3)在图4－3－20上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω. 解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可．实物图的连接如图所示．由闭合电路欧姆定律有： E ＝I (R ＋r ＋r g )，解得：R ＝E ·1I －(r －r g )，根据R －1I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻．答案：(1)见解析(2)(3)如图所示(4)1.5(1.46～1.54)0.3(0.25～0.35)高[考≦试$题]库。

教科版高中物理选修3-1第3章第一节知能优化训练 (2).docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）1．关于磁场的方向，下列叙述中不．正确的是()A．磁感线上每一点的切线方向B．磁场N极到S极的方向C．小磁针静止时北极所指的方向D．小磁针北极受力的方向解析：选B.磁场方向规定为小磁针北极的受力方向或静止时小磁针北极的指向，用磁感线表示则是磁感线的切线方向即为该点的磁场方向．2．(2011年吉林市高二检测)下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是()A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大解析：选C.电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，A错．两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错．电场线起始于正电荷、终止于负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C对．电场线越密，表示该处电场越强，同一试探电荷在此处受电场力越大；磁感线越密，表示该处磁场越强，但试探电荷受到的磁场力大小还与其运动方向和运动快慢有关，故电荷受到的磁场力不一定大，D错．3. (2011年福建师大附中高二检测)如图3－1－6所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将()图3－1－6A．向纸外偏转B．向纸内偏转C．在纸面内顺时针转过90°D．不动解析：选A.据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针N极向里，S极向外偏转，A项正确．4.如图3－1－7所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为()图3－1－7A．a处B．b处C．c处D．无法判断解析：选A.螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同，由于螺线管内部横截面积小，所以内部磁感线最密，故选A.5．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图3－1－8所示，四根导线中电流i4＝i3＞i2＞i1，要使O点的磁场增强，应切断哪一根导线中的电流()图3－1－8A．i1B．i2C．i3D．i4解析：选D.本题考查直线电流磁场的分布及磁场叠加的定性判断，要求熟悉常见磁场的空间分布及磁场方向的判定．根据安培定则，i1、i2、i3、i4在O点的磁场方向分别为垂直于纸面向里、向里、向里、向外，且i3＝i4，切断i4则使方向相反的磁场减弱，可使O点的磁场增强．一、选择题1．首先发现电流磁效应的科学家是()A．安培B．奥斯特C．库仑D．麦克斯韦解析：选B.丹麦物理学家奥斯特，首先通过实验发现电流周围存在磁场．2．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引解析：选D.一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化，因而能够被磁体吸引，故D正确．3．关于地磁场，下列叙述正确的是()A．地球的地磁两极与地理的两极重合B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的南极C．地磁的北极与地理南极重合D．地磁的北极在地理南极附近解析：选BD.地球是一个大磁体，其磁北极(N极)在地理南极附近，磁南极(S极)在地理北极附近，并不重合．指南针指南的一端应该是磁针的南极(S极)．选项B、D正确．4．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有()A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的北极出发到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线解析：选AB.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，是一种物质．磁感线是用来形象地描述磁场的工具，能形象地表现磁场强弱和方向，但磁感线是假想出来的，并不是真实存在的．磁感线的方向在磁体外部是从北极到南极，但在磁体内部是从南极到北极的．5.如图3－1－9所示，一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此电子的运动()图3－1－9A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D．只在圆的内侧产生磁场解析：选B.电子沿逆时针转动，形成顺时针方向电流．由安培定则可得，在圆心处的磁场方向垂直纸面向里．6. (2011年西安高二检测)如图3－1－10所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是()图3－1－10A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束解析：选BC.小磁针N极的指向即是磁针所在处的磁场方向．题中磁针S极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外．由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动．故正确答案为B、C.7.如图3－1－11所示，带正电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()图3－1－11A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向右D．N极沿轴线向左解析：选C.沿OO′方向看金属环旋转相当于顺时针方向的环形电流，由安培定则得金属环中心轴线上的磁感线方向水平向右，小磁针稳定后，N极指向磁感线方向，故C项正确．8．当接通电源后，小磁针A按图3－1－12所示方向运动，则()图3－1－12A．小磁针B的N极向纸外转B．小磁针B的N极向纸里转C．小磁针B不转动D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动解析：选A.由小磁针A的N极运动方向知，螺线管的左侧为S极，右侧为N极，由右手螺旋定则判知螺线管中电流方向．再由安培定则可判断出电流在小磁针B处的磁场方向向外，小磁针N极受力方向与该处磁场方向一致．故A正确．9.如图3－1－13所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d 导线中电流向纸里，c导线中电流向纸外，a点为b、d两点的连线中点，ac垂直于bd，且ab ＝ad＝ac.则a点的磁场方向为()图3－1－13A．垂直纸面指向纸外B．垂直纸面指向纸里C．沿纸面由a指向b D．沿纸面由a指向d解析：选C.通电导线b、d在a点产生的磁场互相抵消，故a点磁场方向即通电导线c在a点产生的磁场方向，根据安培定则，C正确．二、非选择题10．试在下图3－1－14中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向．图3－1－14答案：(1)电流向下(2)逆时针(3)右进左出(4)下进上出。

【优化方案】高中物理第3章第三节知能优化训练教科版选修3-5

1．(单项选择)关于光谱，如下说法不．正确的答案是( ) A ．炽热的液体发射连续谱B ．发射光谱一定是连续谱C ．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进展分析D ．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱解析：选B.炽热的液体的光谱为连续谱，所以选项A 正确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，所以选项B 错误．线状谱和暗线谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进展分析，所以选项C 正确．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，所以选项D 正确．2．(单项选择)关于线状谱，如下说法中正确的答案是( )A ．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B ．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C ．每种原子在任何条件下发光的线状谱都一样D ．两种不同的原子发光的线状谱可能一样解析：选C.每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C 正确．3．(单项选择)如下关于特征谱线的几种说法，正确的有( )①明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线；②明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线；③明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线；④同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的．A ．只有①B ．只有③C ．只有①④D ．只有②④解析：选C.明线光谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线．并且实验明确各种元素的吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应．所以①、④是正确的．正确选项应为C.4．(单项选择)对于巴耳末公式如下说法正确的答案是( )A ．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B ．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光局部的光的波长C ．巴耳末确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D ．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长解析：选C.巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A 、D 错误；巴耳末公式是由当时的可见光中的局部谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B 错误，C 正确．5．在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n 与它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？解析：据公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2n ＝3,4,5，… 当n ＝3时，波长λ最大，其次是n ＝4时，当n ＝3时，1λ1＝1.10×107·⎝ ⎛⎭⎪⎫14－19 解得λ1≈6.5×10－7 m.当n ＝4时，1λ2＝1.10×107·⎝ ⎛⎭⎪⎫14－116 解得λ2≈4.8×10－7 m.氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱．答案：n ＝3时，λ＝6.5×10－7 m n ＝4时，λ＝4.8×10－7 m 特点见解析一、单项选择题1．关于光谱，如下说法正确的答案是( )A ．一切光源发出的光谱都是连续谱B ．一切光源发出的光谱都是线状谱C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：选C.熟记各种谱线的产生机理与区别是解题关键．2．对原子光谱，如下说法不．正确的答案是( ) A ．原子光谱是不连续的B ．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是一样的C ．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不一样D ．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析：选B.原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特证谱线；据各种原子的特证谱线进展光谱分析可鉴别物质组成，由此知A 、C 、D 说法正确，应当选B.3．以下说法正确的答案是( )A ．进展光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B ．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C ．分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得的吸收光谱进展分析D ．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素解析：选B.进展光谱分析不能用连续光谱，只能用线状光谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低压蒸气产生的吸收光谱进展；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素．故答案为B.4．如下说法不．正确的答案是( ) A ．巴耳末线系光谱线的条数只有4条B ．巴耳末线系光谱线有无数多条C ．当电子从n 大于2的轨道跃迁到n 等于2的轨道时，所得到的谱线都属于巴耳末线系D ．巴耳末线系在可见光范围内只有4条解析：选A.由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2知当电子从n 大于2的轨道跃迁到n 等于2的轨道时，所得到的谱线都属于巴耳末线系．所得到的线系可以有无数条．但在可见光区域只有4条光谱线．故正确的答案是B 、C 、D.5．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29解析：选A.由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，… 当n ＝∞时，最小波长1λ1＝R 122，① 当n ＝3时，最大波长1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132，② 由①②得λ1λ2＝59. 6．如下氢原子的线系中对波长最短波进展比拟，其值最小的是( )A ．巴耳末系B ．莱曼系C．帕邢系 D．布喇开系解析：选B.根据公式1λ＝T(m)－T(n)，m<n当m＝1，n＝2、3、4、5…为莱曼系[在紫外区]当m＝2，n＝3、4、5、6…为巴耳末系[在可见光区]当m＝3，n＝4、5、6…为帕邢系[在近红外区]当m＝4，n＝5、6、7…为布喇开系[在红外区]从红外区到紫外区，波长依次减小，所以波长最短的是莱曼系．二、双项选择题7．要得到钠元素的特证谱线，如下做法正确的答案是( )A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气解析：选BC.炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特证谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误．8．关于巴耳末公式，如下说法正确的答案是( )A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的解析：选CD.由于巴耳末是利用当时的、在可见光区的14条谱线做了分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有假设干特定频率的光，由此可知C、D正确．9．关于太阳光谱，如下说法正确的答案是( )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：选AB.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，否如此会直接发光．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．应当选项A、B正确．10．如图3－3－2甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )图3－3－2A．a元素 B．b元素C．c元素 D．d元素解析：选BD.将a、b、c、d四种元素的线状谱与乙图中对照，可知，矿物中缺少b、d元素．三、非选择题11．利用里德伯常量R ＝1.1×107 m －1求巴耳末线系中第四条谱线的波长和相应光子的能量．解析：由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2知，求第四条谱线的波长，即n ＝6时，有1λ4＝1.1×107×⎝ ⎛⎭⎪⎫14－136，解得λ4≈4.1×10－7 m ，且E 4＝h c λ＝6.63×10－34×3×1084.1×10－7 J≈4.85×10－19 J.答案：4.1×10－7 m 4.85×10－19 J12．(2011年珠海高二质检)氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫132－1n 2，n ＝4,5,6，…，R ＝1.10×107 m －1.假设帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？解析：(1)因帕邢系公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫132－1n 2，得当n ＝6时，λ≈1.09×10－6 m. (2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz≈2.75×1014 Hz. 答案：(1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz。

高中物理选修3-5第3章第3、4节知能优化训练

1．放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为()A．放射性同位素具有相同的性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：选ABC.放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处理，因此选项A、B、C正确，选项D错误．2．某原子核A Z X吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子．由此可知() A．A＝7，Z＝3 B．A＝7，Z＝4C．A＝8，Z＝3 D．A＝8，Z＝4答案：A3．关于爱因斯坦质能方程的下列说法中正确的是()A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝mc2是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走解析：选BD.由爱因斯坦质能方程E＝mc2表明物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，选项A错误，B正确；ΔE＝Δmc2表明，在核反应中，亏损Δm质量将产生ΔE＝Δmc2的能量，选项C错误，D正确．4．在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害．自从发现放射线以后，则可以利用放射线进行探测，这是利用了()A．α射线产生42HeB．β射线的带电性质C．γ射线的贯穿本领D．放射性元素的示踪本领解析：选C.由放射性的应用知道本题应选C项.5．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为() A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂的磁力解析：选C.只有核子间存在着强大的核力，才伴随着巨大的能量变化，因为功是能量转化的量度，有巨大的能量变化，就得做功多，而在位移极小的情况下，就要有强大的力，所以选C.一、选择题1．下列有关放射性同位素3015P的说法中正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响解析：选BD.同位素具有相同的质子数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B 正确；半衰期与元素属于化合物还是单质没有关系，所以用3015P 制成化合物后它的半衰期不变，即选项C 错误；含有3015P 的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D 正确．2．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )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解析：选D.利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导走，故A 错；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，故B 错；作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，故C 错；用γ射线治疗肿瘤对人体有副作用，因此要严格控制剂量，故D 正确．3．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应生成Z核并放出一个氦核(42He)．则下面说法正确的是( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍解析：选CD.设原子核X 的符号为a b X ，则原子核Y 为 a b －1Y ，a b X ―→ 0＋1e ＋ a b －1Y ，11H ＋ a b －1Y ―→42He ＋a －3b －2Z ，故原子核Z 为a －3b －2Z.4．对公式ΔE ＝Δmc 2的正确理解是( )A ．如果物体的能量减少了ΔE ，它的质量也一定相应减少ΔmB ．如果物体的质量增加了Δm ，它的能量也一定相应增加Δmc 2C ．Δm 是原子核在衰变过程中增加的质量D ．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE ，则这些核子质量和与组成原子核的质量之差就是Δm答案：ABD5．某核反应方程为21H ＋31H →42He ＋X.已知21H 的质量为2.0136 u ，31H 的质量为3.0180 u ，42He 的质量为4.0026 u ，X 的质量为1.0087 u ．则下列说法中正确的是( )A ．X 是质子，该反应释放能量B ．X 是中子，该反应释放能量C ．X 是质子，该反应吸收能量D ．X 是中子，该反应吸收能量解析：选B.由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得： 21H ＋31H →42He ＋10X ，X 为中子，在该反应发生前反应物的总质量m 1＝2.0136 u ＋3.0180 u ＝5.0316 u ，反应后产物总质量m 2＝4.0026 u ＋1.0087 u ＝5.0113 u ，总质量减少，出现了质量亏损，根据爱因斯坦的质能方程可知，该反应释放能量．故B 正确．6．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能量，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式是( )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：选B.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 ＝(m 1＋m 3－m 2)c 2，选项B 正确．7．在下列四个核反应方程中，X 1、X 2、X 3和X 4各代表某种粒子，以下判断中正确的是( ) 235 92U ＋10n →9236Kr ＋141 56Ba ＋3X 13015P ―→3014Si ＋X 2238 92U →234 90Th ＋X 3234 90Th ―→234 91Pa ＋X 4A ．X 1是中子B ．X 2是质子C ．X 3是α粒子D ．X 4是正电子解析：选AC.根据核电荷数守恒，可以算出X 1的质子数为：(92＋0)－(36＋56)3＝0，而根据质量数守恒可以算出X 1的质量数：(235＋1)－(92＋141)3＝1，所以X 1是中子，A 正确．同理可算出：X 2是正电子，X 3是α粒子，X 4是电子，所以B 、D 错误，C 正确．8．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，反应方程为γ＋D ―→p ＋n.若分解后的中子、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 p ＋m n －m D )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m p ＋m n －m D )c 2－E ] 解析：选C.核反应因质量亏损释放的的核能ΔE ＝(m D －m p －m n )c 2，再加上原光子的能量也转化成动能，又两个粒子动能相等，所以有：E k ＝ΔE ＋E 2，选项C 正确． 9．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm ，相应的能量ΔE ＝Δmc 2＝2.2 MeV 是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：选AD.根据核的结合能概念，核子结合成核所释放的核能与逆过程所需要的能量相等，A 、D 正确．根据动量守恒定律，用光子照射静止氘核时总动量不为零，E k ＝p 22m ，故照射后总动能不为零，B 、C 错．二、非选择题10．氘核和氚核聚变时的核反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n.已知31H 的比结合能是2.78 MeV ，21H 的比结合能是1.09 MeV ，42He 的比结合能是7.03 MeV ，试计算核反应时释放的能量．解析：聚变反应前氘核和氚核的总结合能E 1＝(1.09×2＋2.78×3) MeV ＝10.52 MeV ，反应后生成的氦核的结合能E 2＝7.03×4 MeV ＝28.12 MeV .由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量ΔE ＝E 2－E 1＝(28.12－10.52) MeV ＝17.6 MeV .答案：17.6 MeV11．一锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氢原子核的质量是1.6736×10－27kg ，一个锂核的质量是11.6505×10－27 kg ，一个氦核的质量是6.646×10－27 kg.(1)试写出这一过程的核反应方程；(2)计算这一过程中的质量亏损；(3)计算这一过程中所释放的核能．解析：(1)这一过程的核反应方程为：73Li ＋11H ―→242He(2)质量亏损Δm ＝m Li ＋m H －2m α＝11.6505×10－27＋1.6736×10－27－2×6.6466×10－27 kg ＝3.09×10－29 kg(3)释放核能ΔE ＝Δmc 2＝3.09×10－29×(3×108)2 J＝2.781×10－12 J.答案：(1)73Li ＋11H ―→242He(2)3.09×10－29 kg(3)2.781×10－12 J12．一个原来静止的锂核(63 Li)俘获一个速度为7.7×104 m/s 的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s ，方向与中子的运动方向相反．(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时，可产生一个氦核同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量．(已知氘核质量为m D ＝2.014102 u ，氚核质量为m T ＝3.016050 u ，氦核的质量m He ＝4.002603 u ，中子质量m n ＝1.008665 u ，1 u ＝1.6606×10－27 kg)解析：(1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He(2)由动量守恒定律m n v 0＝－m T v 1＋m He v 2 v 2＝m n v 0＋m T v 1m He ＝1×7.7×104＋3×1.0×1044m/s ＝2×104 m/s(3)质量亏损为Δm ＝m D ＋m T －m He －m n ＝(2.014102＋3.016050－4.002603－1.008665)u ＝0.018884 u ＝3.136×10－29 kg根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2＝3.136×10－29×(3×108)2 J＝2.82×10－12 J.答案：(1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He (2)2×104 m/s(3)2.82×10－12 J。

2013年物理选修3-5册课件：第3章第3、4节

位素，故C错误；放射育种是利用γ射线照射种
子改变遗传基因，故D正确．
对质能方程的理解
例2
为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联
合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是( )
A．E＝mc2 表明物体具有的能量与其质量成正
比 B．根据ΔE＝Δmc2 可以计算核反应中释放的核能 C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出
图3－3－2
(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14C作________．
【精讲精析】
(1)选B.因放射线的电离作用，
空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之
中和，从而使验电器所带电荷消失．
(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1 mm的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1 mm厚的铝板和几 mm 厚的铝板打在探测器上很难分辨，β射线也能够
二、质量亏损与核能的计算 1．正确认识质量亏损在谈到结合能和质量亏损时，有的人误认为，当核子组成原子核时，有质量亏损，放出结合能的过程中，是质量变成能量．这是对质能方程的一种误解．按相对论，物体的质量是与速度有关的量，当物体的速度越大时，物体的质量越大．物体运动时的运动质量与物体静止时的静止质量间存在一定关系．当物体以远小于光速运动时，质量的这一变化很不明显．上述所说的质子、中子、原子核的质量都是指静质量．质量亏损，是静质量发生了变化．
如一个质子和一个中子结合成氘核的这一过程中，
2.22 MeV的能量是以辐射光子形式放出的，光子
的静质量为零，但这个光子的运动质量为：hν/c2. 由此可见，当计算进光子的质量后，虽说反应前后发生了质量亏损，这部分亏损恰好与光子的运动质量是相同的．反应前后的质量仍是守恒量，

教科版高中物理选修3-3课件第4章本章优化总结

(3)机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来． (4)气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回，使容器变为真空．
【精讲精析】如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，故A、B错．热力学第一定律说明在任何过程中能量守恒，热力学第二定律却说明并非能量守恒过程均能实现．热力学第二定律是反映宏观自然过程进行的方向和条件的一个规律．它指出自然界中出现的过程是有方向性的，某些方向的过程可以实现，而另一方向的过程则不能实现，在热力学中，第二定律和第一定律相辅相成，缺一不可．故D错误，C正确．【答案】 C
线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功． C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为 ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．由以上分析易知A、B、C选项正确．【答案】 ABC
能量守恒定律的应用
在应用能量守恒定律处理问题时，首先要分清系统有多少种能量(如动能、势能、内能、电能) 在相互转化，哪种形式的能增加了，哪种形式的能减少了，某种形式的能增加，一定存在着其他形式的能减少，且增加量等于减少量．其实，计算时要在各自领域内遵循各自的规律，如在机械能领域内遵循动力学的规律．
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本章优化总结
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知识网络构建专题归纳整合章末综合检测
知识网络构建
能
量
内容
守能量守理解及应用
恒恒定律第一类永动机
与
热
功和内能：在绝热的情况下，功是

【教科版】物理《优化方案》选修1-1测试第1章第4节知能优化训练

1．静电除尘原理中是应用了静电的()A．同种电荷相斥B．异种电荷相吸C．静电吸引轻小物体D．将静电荷导走解析：选C.利用了静电吸引轻小物体的性质，选项C正确．2．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对解析：选B.当带电的云层接近地面时，避雷针的接闪器上感应出大量的电荷，雷雨云和避雷针之间会发生尖端放电，使云中的电荷被中和一部分，降低云和大地之间的电压，减小发生落雷的危险．3．关于静电复印机在工作过程中的正确说法是()A．充电时让硒鼓表面带上负电B．硒鼓上“静电潜像”带正电C．墨粉带正电D．复印过程中，白纸不带电解析：选B.复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，充电时由电源使硒鼓表面带上正电荷，曝光是利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，保持着正电荷，没有字迹像的地方受到光线照射，正电荷被导走．显影时带负电的墨粉被带正电的“静电潜像”吸引，并吸附在潜像上，显出墨粉组成的字迹，转印过程是带正电的转印电极使白纸带正电，带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸在白纸上．4．电扇风叶上经常布满灰尘，是因为风叶转动时与空气________而产生________，带有________的叶片会把空气中的灰尘吸附过来．解析：电扇风叶在转动过程中，因与空气不断摩擦，从而使风叶上带有静电，电荷具有吸引轻小物体的特性，这样带有静电的叶片就把空气中的灰尘吸附过来．答案：摩擦静电静电一、单项选择题1．为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走．下列措施中不是防止静电危害的是()A．高大建筑物上都装有避雷针B．电工钳柄上套有绝缘胶套C．飞机轮上装搭地线D．印刷车间中保持适当的湿度解析：选B.电工钳柄上套有绝缘胶套是为了防止带电操作时漏电，强电流通过人体，造成触电伤害．2．电视机的荧光屏表面经常有很多灰尘，这主要是因为()A．荧光屏具有吸附灰尘的能力B．房间内灰尘的自然堆积C．电视机工作时，荧光屏表面温度较高D．电视机工作时，荧光屏表面有静电解析：选D.电视机工作时，荧光屏的表面有静电，会吸引灰尘颗粒，所以选项D正确．3．以下说法不．正确的是()A．穿着化纤服装的人在晚上脱衣服时，常会看到闪光并伴有轻微的“噼啪”声，这是由摩擦起电所造成的现象B．摩擦起电产生的电压总是很低的，因此对人不会造成伤害C．摩擦起电产生的电压可能高达几千伏以上D．脱化纤服装时，由于摩擦起电产生的静电能量很小，通常不会对人造成伤害解析：选B.化纤服装与人的毛发或其他衣物摩擦起电，带静电并产生火花放电，我们会听到“噼啪”声并能观察到电火花．脱化纤衣服时产生的静电压很高，可高达数万伏，但静电荷量很小，不会对人体造成伤害，选项A、C、D说法是正确的．故选项B错误．4．人们在晚上脱衣时，有时会看到火花四溅，并伴有叭叭的响声，这是因为() A．衣服由于摩擦而产生静电B．人体本身是带电体C．空气带电，在衣服上放电所致D．以上说法均不正确解析：选A.人体及空气均是电中性的，正常情况下不可能带电，则B、C错误；夜晚脱衣时，由于衣服间的摩擦而产生的静电放电致使火花四溅，A正确．5．下列哪些是利用了静电()A．精密仪器外包有一层金属外壳B．家用电器如洗衣机接有地线C．手机(移动电话)一般都装有一根天线D．以上都不是解析：选D.精密仪器外包一层金属外壳，是应用了静电屏蔽的原理，以避免外界静电场对仪器的影响，同时也避免仪器产生的静电场对外界的影响，它属于防止静电的实例，A 错误；家用电器接有地线，是为了防止漏电对人体造成危害，不属于静电现象，B错误．手机装有天线，是为了接收电磁波，C也不属于静电现象，C错误．6．在编织某种地毯时，常在编织过程中夹杂一些不锈钢丝，这是因为()A．使地毯更好看B．使地毯更耐用C．使地毯更善于传热D．释放静电，使地毯不易沾上灰尘解析：选D.在地毯中夹杂一些良导体不锈钢丝是为了及时将地毯上积累的静电导走，以防有静电吸附灰尘等不利现象产生．7. 静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上．现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电荷产生的电场中，它们的运动轨迹如图1－4－5所示，则()图1－4－5A．a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷B．a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷C．a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷D．a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷解析：选B.根据“同种电荷相排斥，异种电荷相吸引”判断．正确选项应为B.8. 如图1－4－6所示是静电除尘的原理示意图，关于静电除尘的原理，下列说法不正确的是()图1－4－6A．金属管A接高压源的正极，金属丝B接负极B．B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子C．正离子向A运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带正电，吸附到A上，排出的烟就清洁了D．电子向A极运动过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排出的烟就清洁了解析：选C.金属丝B和金属管A接上高电压后在空间产生强电场，强电场使空气分子电离，电离出的电子很容易被煤粉俘获，煤粉带负电．应该让煤粉吸附在筒壁上，因为筒壁的面积大，能吸附较多的煤粉，所以金属管应接高压的正极．二、非选择题9．我们认真观察可以注意到运送汽油的油罐是用金属导体制作的，并在车的尾部拖一条铁链；在加油站里会经常看到一条标语“严禁用塑料桶运装汽油”，为什么？解析：这样做及要求的目的都是防止汽油与容器摩擦产生静电及火花放电，造成火灾．故要用金属材料制作汽油容器，并保持良好接地，以便将电荷导走．答案：见解析10．工厂在加工完金属工件后，需要给工件喷防锈漆．工人把金属工件、喷枪分别接在高压直流电源的两极上，为什么这样做？解析：喷枪接电源的一极，从中喷出的漆便带上了一种电荷，由于同种电荷相互排斥，形成大团分布均匀的雾状漆．喷枪与工件之间还会形成电场，细小的带电漆珠在电场力的作用下向带异种电荷的工件运动，并吸附在工件表面，完成喷漆．静电喷漆因喷出的漆分布均匀，故能有效提高喷漆的质量和效率，并减少对工人的危害．答案：见解析高[考﹥试я题α库。

【人教版】物理《优化方案》选修3-2测试第5章第3节知能优化演练

1．对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )A ．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B ．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C ．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D ．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器解析：选BD.电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．2．关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是( )A ．电感对交变电流有阻碍作用B ．电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小C ．电感具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质D ．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大解析：选AD.电感对交流电有阻碍作用，阻碍作用越大，感抗越大，感抗与自感系数、交流电频率成正比，本题选项A 、D 正确．3．如图5－3－7所示，交流电源的电压有效值跟直流的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P 1，而将双刀双掷开关接到交流电源上时，灯泡的实际功率为P 2，则( )图5－3－7A ．P 1＝P 2B ．P 1>P 2C ．P 1<P 2D ．不能比较解析：选B.接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，电压全部降落在小灯泡两端．而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此小灯泡两端的电压小于电源电压，由P ＝U 2R知：P 1>P 2，故B 对． 4.图5－3－8在图5－3－8所示电路中，u 是有效值为220 V 的交流电源，C 是电容器，R 是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )A ．等于220 VB ．大于220 VC ．小于220 VD ．等于零解析：选C.虽然交变电流能通过电容器，但对交流有阻碍作用，电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻的两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压，故选项C 正确．5．如图5－3－9所示，把电阻R 、电感线圈L 、电容器C 并联，三个支路中分别接有一灯泡．接入交流电源后，三盏灯亮度相同．若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是( )图5－3－9A ．L 1灯比原来亮B ．L 2灯比原来亮C ．L 3灯和原来一样亮D ．L 3灯比原来亮解析：选BC.电容的容抗与交流电的频率有关，频率高，容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以B 项对．线圈L 对交流电的阻碍作用随频率升高而增加，所以A 项错．电阻R 中电流只与交流电有效值及R 值有关，所以C 项正确．一、选择题1．关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是( )A ．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同B．电感对直流电和交流电均有阻碍作用C．电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过D．交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同解析：选A.电阻的阻值对直流电和交流电相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误．2．电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法正确的是()A．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频B．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频C．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频D．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频答案：C3．交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则()A．I′>I B．I′<IC．I′＝I D．无法比较答案：B4．如图5－3－10所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是()图5－3－10A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零解析：选C.电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即U L＋U R＝U，故交流电压表的示数小于220 V，C正确．5．(2011年聊城高二检测)如图5－3－11甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b 是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是()图5－3－11A．图甲中R得到的是交流成分B．图甲中R得到的是直流成分C．图乙中R得到的是低频成分D．图乙中R得到的是高频成分解析：选AC.当交变电流加在电容器上时，有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分．A正确、B错误；乙图中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确、D错误．6．如图5－3－12所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计，各电压表示数都相同，下列说法正确的是()图5－3－12A．灯L1比灯L2亮B．灯L3比灯L1亮C．灯L2与L3一样亮D．灯L1与灯L3一样亮解析：选BC.图甲中电源电压U＝U1＋U L1，线圈对交流有阻碍作用，U1≠ 0，灯泡两端电压U L1＜U；图乙中线圈与灯泡并联，灯泡电压U L2＝U；图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，灯泡电压U L3＝U，故U L1＜U L2＝U L3.即L2与L3一样亮且都比L1亮，B、C正确，A、D错误．7.图5－3－13如图5－3－13所示，电键S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交流电源接通()A．L1和L2两灯泡亮度仍相同B．L1比L2更亮些C．L1比L2更暗些D．若交流电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮答案：B8.图5－3－14如图5－3－14所示电路，L1、L2为两个相同的灯泡，电键S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S接在有效值和直流电压相同的交流电源上，这时() A．L2比L1更亮些B．L2比L1更暗些C．L2仍然不亮D．L2可能和L1一样亮答案：D9.图5－3－15(2011年哈师大附中高二检测)如图5－3－15所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是()A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器解析：选C.当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C正确．10．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图5－3－16为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则()图5－3－16A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析：选BD.由于L1会“阻高、通低”，C1又“通高、阻低”，因此低频成分通过甲扬声器，故A错，C2的作用是“通高、阻低”，故B对，L2的作用是“通低、阻高”，故C错而D对．二、非选择题11.图5－3－17在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图5－3－17装置电路，其中代号a、b应选择的元件是________、________.解析：电容器具有通高频、阻低频作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流线圈．答案：电容较小的电容器高频扼流线圈12.图5－3－18(2011年聊城高二检测)如图5－3－18所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，试说明元件L、C1、C2在电路中的作用．解析：该电路只把交流的低频成分输送到下一级，C1能通交流，隔直流；L通直流，阻交流是低频扼流圈；C2通高频、阻低频，是高频旁路电容．答案：见解析高╗考-试﹤题╔库。

【优化方案】高中物理第4章第四节知能优化训练教科版选修3-5

1．(单选)氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则这三种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：选D.由三种力的性质和特点知D项正确．2．(单选)对原子核的组成，下列说法正确的是( )A．核力可使一些中子组成原子核B．核力可使非常多的质子组成原子核C．不存在只有质子的原子核D．质量较大的原子核内一定有中子解析：选D.由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”库仑力，A、B 错误，自然界中存在一个质子的原子核，11H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．3．(单选)核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂磁力解析：选C.核子之间存在核力作用，核子结合成原子核或原子核分解为核子时，就要克服核力作用，故伴随着巨大的能量变化，选C.4．(单选)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不．正确的是( )A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能解析：选D.爱因斯坦质能方程E＝mc2，定量地指出了物体能量和质量之间的关系，A正确；由质能方程知，当物体的质量减少时，物体的能量降低，向外释放了能量；反之，若物体的质量增加了，则物体的能量升高，表明它从外界吸收了能量，所以由物体的质量变化能算出物体的能量变化，故B、C正确，D错误．5．(2011年高考江苏卷)有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X＋14 7N→17 8O＋11H中，核反应吸收的能量Q＝[(m O＋m H)－(m X＋m N)]c2.在该核反应方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能E k轰击静止的14 7N核，若E k＝Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由．解析：根据核反应中质量数和电荷数守恒，可求X粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以粒子是42He；42He粒子轰击静止的14 7N核，说明42He粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，则系统剩有能量，所以这样的核反应不能发生．答案：42He 不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．一、单项选择题1．下列说法中正确的是( )A．质子与中子的质量不等，但质量数相等B．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D．除万有引力外，两个中子之间不存在其他相互作用力解析：选A.质子与中子的质量数相同，各自质量不等，A项正确．粒子之间的核力随距离变化，并不总大于库仑力，故B错．同位素之间核电荷数相同，中子数不同，质量数不相同，故C项错误．核子之间除有万有引力外，还存在核力、库仑力，故D错．2．在下列判断中，正确的是( )A．组成238 92U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用B．组成238 92U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成238 92U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成238 92U核的质子中任何两个质子之间，都存在不可忽略的核力作用解析：选C.核力属于短程力，由于组成238 92U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A、B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C正确．3．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是( )A．m3c2B．(m1＋m2)c2C．(m3－m2－m1)c2D．(m1＋m2－m3)c2解析：选D.质子和中子结合成原子核氘核时，总质量减小了，即质量亏损Δm＝m1＋m2－m3.依据质能方程可知，放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.本题考查质能方程ΔE＝Δmc2的应用．解题关键是该题只要知道质子和中子(统称核子)结合成原子核时，质量有亏损，即m1＋m2>m3，就可迎刃而解．在思考过程中由于对质量亏损理解得不好，容易错选C.4．一个电子(质量为m、电荷量为－e)和一个正电子(质量为m、电荷量为e)，以相等的初动能E k相向运动，并撞到一起发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν.若这两个光子的能量都为hν，动量分别为p和p′，下面关系正确的是( ) A．hν＝mc2，p＝p′B．hν＝mc2，p＝－p′C．hν＝mc2＋E k，p＝－p′D．hν＝2(mc2＋E k)，p＝－p′解析：选C.根据能量守恒，两电子的动能和释放的核能完全转化为两光子的能量，则有2hν＝2mc2＋2E k，可得hν＝mc2＋E k；又由动量守恒得0＝p＋p′.5．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(υe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为υe＋3717Cl―→3718Ar＋0－1e，已知3717Cl 核的质量为36.95658 u，3718Ar核的质量为36.95691 u，0－1e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为( ) A．1.33 MeV B．0.82 MeVC．0.51 MeV D．0.31 MeV解析：选B.根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，则ΔE＝Δm×931.5 MeV ＝(36.95691＋0.00055－36.95658)×931.5 MeV＝0.82 MeV.6．下列说法中，正确的是( )A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒解析：选B.质能方程反映了物体的能量和质量之间存在正比关系，但它们是不同的物理量，不能相互转化，B正确，A、C错误；核反应中，静止质量和运动质量之和守恒，总能量也守恒，D错误．二、双项选择题7．关于核力，下列说法中正确的是( )A．核力是一种特殊的万有引力B．原子核的任意两个核子间都有核力作用C．核力是原子核稳定存在的原因D．核力是一种短程强力作用解析：选CD.核力是一种强相互作用，是一种短程力，只是相邻的核子间才有这种相互作用．核子之所以能够结合成原子核，正是由于它们之间有核力存在．故正确答案为C、D.8．对结合能、比结合能的认识，下列正确的是( )A．核子结合为原子核时，一定释放能量B．核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越稳定解析：选AD.由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量．反之，将原子核分开变为自由核子它需要赋予相应的能量，该能量即为结合能，故A正确，B错误；对核子较多的原子核的结合能越大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C错误，D正确．9．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：选AD.氘核分解为一个质子和一个中子时，所需吸收的能量不能小于其结合能2.2 MeV，故A对；光子照射氘核时，光子和氘核组成的系统总动量不为零，由动量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的质子和中子的总动量不为零，故总动能也不为零，所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2 MeV，故D对，B、C错．10．一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11H＋10n―→21H＋γ，以下说法中正确的是( )A．反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度D．因存在质量亏损Δm，所以“物质不灭”的说法不正确解析：选AC.核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放．故正确答案为A、C.三、非选择题11．一个铀核衰变为钍核时释放一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10－25 kg，钍核的质量为3.786567×10－25 kg，α粒子的质量为6.64672×10－27 kg，在这个衰变过程中释放的能量为多少？(保留两位有效数字)解析：反应前后的质量发生改变，根据ΔE＝Δmc2可以求解得出结果．衰变前后质量变化为Δm＝m U－m Th－mα＝(3.853131×10－25－3.786567×10－25－6.64672×10－27) kg≈9.7×10－30 kg衰变过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝9.7×10－30×(3×108)2J≈8.7×10－13 J.答案：8.7×10－13 J12．已知氮核质量m N＝14.00735 u，氧核质量m O＝17.00454 u，氦核质量m He＝4.00387 u，质子质量m H＝1.00815 u，试判断核反应：14 7N＋42He→17 8O＋11H是吸能反应还是放能反应，能量变化多少？解析：反应前总质量m N＋m He＝18.01122 u反应后总质量m O＋m H＝18.01269 u因为反应中质量增加，所以此反应是吸能反应，所吸能量为ΔE＝Δmc2＝[(m O＋m H)－(m N＋m He)]c2＝(18.01269－18.01122)×931.5 MeV＝1.37 MeV.答案：吸能 1.37 MeV。

高中物理选修3-5第4章第1、2节知能优化训练

[学生用书 P 55]1．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：选ACD.根据热辐射的定义，A 正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B 错误，C 正确；根据黑体的定义知D 正确． 2．光电效应的实验结论是：对于某种金属( )A ．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B ．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：选AD.发生光电效应的条件就是光的频率大于极限频率，故A 对、B 错；由光电效应方程12m v 2＝hν－W 可知某种金属的逸出功一定，入射光的频率越高，所产生的光电子的最大初动能越大，而与入射光强度无关，故C 错，D 对．图4－1－33．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连．用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图4－1－3所示，这时( ) A ．锌板带正电，指针带负电 B ．锌板带正电，指针带正电 C ．锌板带负电，指针带正电 D ．锌板带负电，指针带负电解析：选B.锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器指针亦带正电，故选B 项．4．对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是( ) A ．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B ．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C ．吸收的能量可以是连续的D ．辐射和吸收的能量是量子化的解析：选ABD.根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，能量的辐射和吸收要一份份的进行，故A 、B 、D 正确．5．某广播电台的发射功率为10 kW ，发射的电磁波在空气中传播时波长为187.5 m ，试求： (1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若光子向各个方向均匀发射，求在离天线2.5 km 处，直径为2 m 的环状天线每秒接收的光子个数及接收功率．解析：(1)每个光子的能量E ＝hν＝hc /λ＝6.63×10－34×3×108187.5J ≈1.06×10－27 J所以每秒钟电台发射上述波长的光子数N ＝Pt /E ＝104×11.06×10－27 个≈1031个．(2)设环状天线每秒接收光子数为n 个，以电台发射天线为球心，则半径为R 的球面积S ＝4πR 2，而环状天线的面积为S ′＝πr 2，所以n ＝⎝⎛⎭⎫πr 24πR 2×N ＝4×1023 个接收功率P 收＝⎝⎛⎭⎫πr 24πR 2·P 总＝4×10－4 W. 答案：(1)1031 个 (2)4×1023 个 4×10－4W一、选择题图4－1－41．如图4－1－4所示电路的全部接线及元件均完好．用光照射光电管的K 极板，发现电流计无电流通过，可能的原因是( ) A ．A 、K 间加的电压不够高 B ．电源正负极接反了 C ．照射光的频率不够高 D ．照射光的强度不够大解析：选BC.如果入射频率过低，不能发生光电效应；如果发生了光电效应现象，但是电源正负极接反了，且电压高于遏止电压，电流表中也不会有电流．B 、C 正确．电压不够高，光强不够大时，只能影响光电流大小，不会导致无电流通过，A 、D 错误．2．假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞后，电子向某一方向运动，光子将偏离原来运动方向．这种现象称为光子的散射，散射后的光子跟原来相比( ) A ．光子将从电子处获得能量，因而频率增大B ．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反C ．由于受到电子碰撞，散射光子的频率低于入射光子的频率D ．散射光子虽改变原来的运动方向，但频率不变解析：选C.光子的散射叫康普顿效应．光子和电子碰撞时遵循动量守恒、能量守恒，碰撞过程中，光子的一些能量转移给了电子．使得散射光子的频率低于入射光子的频率．散射后光子的运动方向与电子的运动方向不一定在一条直线上．综上所述，选项A 、B 、D 三项均错．C 选项正确．3．(2011年高考上海单科卷)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( ) A ．改用频率更小的紫外线照射 B ．改用X 射线照射C ．改用强度更大的原紫外线照射D ．延长原紫外线的照射时间解析：选B.金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率．4．一验电器与有绝缘支座的锌板相连接后，同时发现验电器指针张开一定角度，如图4－1－5所示，今用弧光灯照射锌板，发现验电器指针偏角立即变小，为零后又张开一定角度，则( )图4－1－5A ．一定发生了光电效应B ．锌板原来一定带正电荷C ．锌板原来一定带负电荷D ．锌板原来可能带正电也可能带负电，但后来一定带正电解析：选AC.弧光灯照射锌板，锌板带电量发生变化，说明一定发生了光电效应，锌板上有电子逸出，锌板的总电量减小，说明锌板原来带有负电荷，A 、C 正确．5．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到的波长为530 nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s ，光速为3.0×108 m/s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( ) A ．2.3×10－18 W B ．3.8×10－19 W C ．7.0×10－10 W D ．1.2×10－18 W解析：选A.因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P ＝Et，式中E ＝6ε，又ε＝hν＝h cλP ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－9W ＝2.3×10－18 W. 6．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是( ) A ．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B ．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C ．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D ．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析：选A.硅光电池是将太阳能转化为电能的装置，当太阳光线照射到电池表面时，光子使原子内的电子脱离原子成为自由电子，自由电子的迁移形成电势差．但吸收了光子能量的电子并不一定都能逸出，故A 对，B 错．由光电效应方程12m v 2＝hν－W 可知逸出的光电子的最大初动能12m v 2与入射光的频率ν有关，故C 错．只有入射光的频率大于硅的极限频率时，才能产生光电效应，故D 错．7．(2010年高考四川理综卷)用波长为2.0×10－7m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J ．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，光速c ＝3.0×108m/s ，结果取两位有效数字)( ) A ．5.5×1014 Hz B ．7.9×1014 Hz C ．9.8×1014 Hz D ．1.2×1015 Hz解析：选B.由爱因斯坦的光电方程h cλ＝E km ＋W ，而金属的逸出功W ＝hν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝c λ－E kmh＝7.9×1014 Hz ，B 项正确．8．(2010年高考浙江卷)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图4－1－6所示．则可判断出( )图4－1－6A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：选B.当光电管两端加上反向截止电压光电流为零时，则由动能定理12m v 2m －0＝eU ，对同一光电管(逸出功W 相同)使用不同频率的光照射，有hν－W ＝12m v 2m ，两式联立可得：hν－W ＝eU ，丙光的反向截止电压最大，则丙光的频率最大，A 、C 错误，又λ＝vν可见λ丙＜λ乙，B 正确；又由hν－W ＝12m v 2m 或由12m v 2m －0＝eU 可知丙光对应的最大初动能最大．9.图4－1－7如图4－1－7所示，当电键S 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射到阴极P ，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A ．1.9 eVB ．0.6 eVC ．2.5 eVD ．3.1 eV 答案：A二、非选择题10．铝的逸出功是4.2 eV ，现在用波长为200 nm 的光照射铝的表面．求： (1)光电子的最大初动能． (2)遏止电压．(3)铝的截止频率．解析：根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝hν－W 0可求得最大初动能．由E km ＝eU c 求得遏止电压，铝的截止频率由ν0＝W 0h 可求．(1)根据光电效应方程有E km ＝hcλ－W 0＝⎝⎛⎭⎫6.63×10－34×3.0×108200×10－9－4.2×1.6×10－19 J ＝3.225×10－19 J. (2)由E km ＝eU c 可得U c ＝E km e ＝3.225×10－191.6×10－19V ≈2.016 V .(3)由hν0＝W 0知ν0＝W 0h ＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.014×1015 Hz.答案：(1)3.225×10－19 J (2)2.016 V (3)1.014×1015 Hz11．已知某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30 eV 和10 eV ，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少？解析：若此种金属的逸出功为W 0，极限波长为λ0，由爱因斯坦光电效应方程： h cλ－W 0＝E k1，① h c2λ－W 0＝E k2，② h cλ0W 0③ 联立①②③可得：λ0＝1.24×10－7 m.答案：1.24×10－7m12．一灯泡功率P ＝1 W ，均匀地向周围辐射平均波长λ＝10－6 cm 的光；求距灯泡10 km 处，垂直于光的传播方向上，1 cm 2面积内每秒钟通过的光子数．解析：把灯泡看成点光源，若不考虑光在传播过程中的能量损失，则以光源为中心的每个球面上每秒钟通过的能量为E ＝Pt ＝1×1 J ＝1 J.设距光源s cm 处在垂直于光线的1 cm 2面积上每秒钟通过的能量为E s ，则E s ＝E 4πs2.因为每个光子的能量为E 0＝h cλ，所以垂直于光线的1 cm 2面积上每秒钟通过的光子数为：n ＝E s E 0＝Eλ4πs 2hc＝1×1×10－6×10－24π(10×103×102)2×6.63×10－34×3×108个＝4.0×103个．答案：4.0×103个。

高中物理选修3-4第3章第4节智能优化训练

1．用一平行板电容器和一个线圈组成LC 振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．减小电容器两极板间的距离C ．减小电容器两极板正对面积D ．在电容器两极板间加入电介质解析：选BD.由λ＝c f可知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的振荡频率f ；由f ＝12πLC可知，在保证L 不变时，要减小f ，就必须增大平行板电容器的电容C ；由C ＝εS 4πkd 可知，要增大C ，就必须减小电容器两极板间的距离或在电容器两极板间加入电介质或增大两极板的正对面积．故B 、D 选项正确．2．下列对电磁波的发射技术中调制的理解正确的是( )A ．使发射的信号振幅随高频振荡信号而改变叫调幅B ．使高频振荡信号的振幅随发射的信号而改变叫调幅C ．使发射的信号频率随高频振荡信号而改变叫调频D ．使高频振荡信号的频率随发射的信号而改变叫调频解析：选BD.由调频、调幅定义可知．3．关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的是( )A ．为了将讯号发射出去，先要进行解调B ．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调谐C ．为了从高频电流中取出所携带的声音信号，就要进行调频D ．电感和电容器可以组成调谐电路解析：选BD.本题考查无线电波的发射和接收．发射时需进行调制，接收时需进行解调，故B 、D 正确．4．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应( )A ．增大调谐电路中线圈的匝数B ．加大电源电压C ．减少调谐电路中线圈的匝数D ．将线圈的铁芯取走解析：选CD.当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f ＝12πLC知，在C 无法再调节的情况下，可减小L 以提高f ，故C 、D 正确．5．我们接收的电视节目信号是靠什么方式传播的( )A ．地波B ．天波C ．空间波D ．地方台是空间波，中央台是天波解析：选C.我们收看的电视节目，它们的信号是超短波和微波，波长特别短，不能以地波形式传播；它可以穿过电离层，不能被电离层反射，不能以天波形式传播；所以我们收到的电视节目信号只能以有线形式传播，是空间波，故A 、B 都不对，C 对．至于地方台，可以直接从发射台到用户，而中央台则要通过卫星中继传播，都是空间波．一、选择题1．关于电磁波的传播下列叙述正确的是()A．电磁波频率越高，越易沿地面传播B．电磁波频率越高，越易沿直线传播C．电磁波在不同介质中传播波长恒定D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界解析：选B.由c＝λf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不宜沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故B对A错；电磁波在各种介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由v＝λf，可判断波长改变，C错；由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000 km高的地方，用它作微波中继站，只要有三颗互成120°的同步卫星，就几乎可覆盖全球，D错误．2．关于无线电波的发送和接收，下列说法中正确的是()A．为了将信号发送出去，先要进行调谐B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制C．为了从高频电流中还原出声音信号，就要进行调频D．以上说法都不对解析：选D.为了将信号发送出去，先要进行调制，A错；为了从各个电台发出的电磁波中选出需要的，就要进行调谐，B错误，为了从高频电流中还原出声音信号，就要进行解调，故C错，所以D正确．3．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为()A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路C．天线只是有选择地接收某台电信号，而其他电视台信号则不接收D．天线将电磁波传输到电视机内解析：选A.处于变化的电磁场中的导体，都会产生感应电动势．4．用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()A．调制和解调B．调谐和检波C．检波和解调D．调频和调幅解析：选B.首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波．5．一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是()A．增加谐振线圈的匝数B．在线圈中插入铁芯C．降低电源电压D．把可变电容器的动片适当旋进些解析：选ABD.由f＝12πLC，L、C增大时f减小，又由L、C的决定因素可判断A、B、D正确．6．下列说法中正确的是()A．发射电磁波要使用振荡器、调谐器和天线B．接收电磁波要使用天线、调制器、检波器和喇叭C．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号D．电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s解析：选D.电磁波发射时要把各种信号加载到高频振荡电流上，这个过程叫做调制而不是调谐，调谐的通俗讲法就是选台，它只能发生在接收过程，A、B错误；电磁波中既可含有音频信号也可含有视频信号，它既能传播声音信号，也能传递图像信号，C错误；电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，D正确．7．下列说法正确的是()A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B ．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C ．由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D ．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音解析：选AD.当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A 、D.8．一台无线电接收机，当它接收频率为535 kHz 的信号时，调谐电路里电容器的电容是270 pF.如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为1605 kHz 的信号时，调谐回路里电容器的电容应改变为( )A ．30 pFB ．90 pFC ．150 pFD ．710 pF解析：选A.根据调谐电路的频率公式f ＝12πLC ，在线圈的电感L 不变时，f 1f 2＝C 2C 1，则C 2＝f 21f 22C 1＝⎝⎛⎭⎫53516052×270 pF ＝30 pF ，故选A. 9．图3－4－6甲为一个调谐接收电路，图乙、丙、丁为电路中的电流随时间变化的图像，则( )图3－4－6 A ．i 1是L 1中的电流图像B ．i 1是L 2中的电流图像C ．i 2是L 2中的电流图像D ．i 3是流过耳机的电流图像解析：选ACD.乙图是完整的高频调幅电流，是接收电路中的电流，丙图是经二极管半波整流后的电流，在L 2中和D 中通过，丁图是通过耳机的低频电流．选项A 、C 、D 正确．10．各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图3－4－7所示，天线顶点和焦点的连线(OO ′)与水平面间的夹角为仰角α，OO ′在水平面上的投影与当地正南方的夹角为β，接收定位于东经105.5°的卫星电视讯号(如CCTV －5)时，OO ′连线应指向卫星，我国各地接收天线的取向情况是(我国自西向东的经度约为73°～135°)( )图3－4－7 A ．有β＝0，α＝90°B ．与卫星经度相同的各地，α随纬度增加而减小C ．经度大于105°的各地，天线是朝南偏东的D ．在几十甚至几百平方千米的范围内，天线取向几乎是相同的解析：选BD.如图所示，α随纬度的增大而减小，我国不在赤道上，α不可能为零，经度大于105°的各地，天线应该朝南偏西，由于地球很大，卫星很高，几十甚至几百平方千米的范围内天线取向几乎是相同的．二、非选择题11．“小灵通”是一种移动通讯工具，它环保、经济．如图3－4－8所示是随处可见的安装于某楼顶的“小灵通”发射接收信号的装置，其中AB、CD为绝缘支架．AE、BG、CF、DM为四根等长的银白色的金属杆．ON为普通金属杆且比AE长许多，并由较粗的金属线RP直接连接到楼顶边缘的钢筋上，则ON所起的是__________作用；__________是接收、发射电磁波的天线．图3－4－8解析：题目以随处可见的“小灵通”发射接收信号的装置为素材，情景性极强．回答时要仔细看图：与电信网相连的部分肯定是接收、发射电磁波的天线．楼顶边缘的钢筋起避雷作用，再根据金属线RP把钢筋与ON相连，不难知道ON的作用．答案：避雷(针)AE、BG、CF、DM12．一收音机调谐回路中线圈电感是30 μH，电容器可变，最大电容是270 pF，最小电容是30 pF，求接收的无线电波的波长范围多大？解析：由T＝2πLC可知：电磁波的周期变化范围；由λ＝T·c进一步确定波长范围．因为T＝2πLC所以T max＝2π30×10－6×270×10－12s＝18π×10－8 sT min＝2π30×10－6×30×10－12s＝6π×10－8 s又因为λ＝cT所以λmax＝3×108×18π×10－8 m＝169.6 mλmin＝3×108×6π×10－8 m＝56.5 m故169.6 m≥λ≥56.5 m.答案：56.5～169.6 m。

高中物理选修3-5第4章第3、4、5节知能优化训练

[学生用书 P 60]1．关于光的波动性与粒子性以下说法正确的是( )A ．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B ．光电效应现象说明了光的粒子性C ．光波不同于机械波，它是一种概率波D ．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一解析：选BC.爱因斯坦的光子说和光的电磁说在微观世界中是统一的．2．根据物质波理论，下列说法中正确的是( )A ．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性B ．宏观物体和微观粒子都具有波动性C ．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D ．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显解析：选BD.一切运动的物体都有一种物质波与它对应，不管是宏观物体还是微观粒子，都具有波动性；宏观运动的物体不易观察到其波动性是因为其波长太短，物质波的波长越长，波动性越明显．答案为BD.3．物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片．若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光的时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，其中正确的是( )A ．曝光时间不太长时，底片只能出现一些不规则的点，表现出光的波动性B ．单个光子通过双缝后的落点可以预测C ．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方解析：选D.少数光子落点不确定，到达某点的概率受波动规律支配，体现了粒子性．大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支配，体现了波动性，故只有D 正确．4．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，下列叙述正确的是( )A ．单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx 越大，动量不确定量Δp x 越大的缘故B ．单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx 越大，动量不确定量Δp x 越小的缘故C ．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp x 越小的缘故D ．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp x 越大的缘故解析：选BD.由粒子位置不确定量Δx 与粒子动量不确定量Δp x 的不确定关系：Δx Δp x ≥h 4π可知，单缝越宽，位置不确定量Δx 越大，动量不确定量Δp x 越小，所以光沿直线传播，B 正确；单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp x 越大，所以中央亮纹越宽，D 正确．5．在国际田联大奖赛洛桑站110米栏的决赛中，中国飞人刘翔以12秒88的成绩打破了沉睡13年之久的世界纪录，令世界华人为之振奋．设刘翔质量为74 kg ，计算刘翔110米栏跑中的德布罗意波长，并说明其波动性是否明显．解析：刘翔110米栏跑时对应德布罗意波波长为λ＝h p ＝h m v ＝6.63×10－3474×11012.88m ＝1.1×10－36 m.可见此波长极短，其波动性很难表现出来．答案：1.1×10－36 m，波动性不明显一、选择题1．下列说法正确的是()A．光波是电磁波，所以不能说光具有粒子性B．光波和水波、绳波一样是机械波C．光电效应现象显示了光具有粒子性D．光的干涉、衍射现象揭示了光具有波动性解析：选CD.粒子性和波动性是两个对立的事物，但是单用粒子或波的模型都不能对光的现象做出满意的解释．“统一”的方法论原则告诉我们光既有波动性又具有粒子性．这种对立统一的观点可能和我们的日常观念相抵触，较难接受．同学们学习了光的干涉、衍射、光电效应，前两者为波的特性，后者为量子论(光子说)的有力证据，所以光在不同的条件下表现出不同的性质，因而与机械波不同．2．关于物质波，下列认识错误的是()A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫做物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看做为物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：选BD.据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的．由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误．电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项说明是正确的．由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误，综合以上分析知，本题应选BD.3．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz的无线电波的A.B．无线电波通常情况下只能表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性答案：ABC4．下列说法不．正确的是()A．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的B．物质波也是一种概率波C．任何一个运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波D．物质波就是光波答案：D5．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运动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：选D.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．6．在X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U 、普朗克常量h 、电子电量e 和光速c ，则可知该X 射线管发出的X 光的( )A ．最短波长为c eUhB ．最长波长为h c eUC ．最小频率为eU hD ．最大频率为eU h 解析：选D.波长最短的光子能量最大，其能量ε＝hν＝h c λ＝eU ，所以λ＝hc eU ，νm ＝c λ＝eU h，D 项正确．7．要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．有关电子显微镜的下列说法正确的是( )A ．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射B ．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C ．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D ．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射解析：选A.电子显微镜的分辨率比光学显微镜更高，是因为电子物质波的波长比可见光短，和可见光相比，电子物质波更不容易发生明显衍射，所以分辨率更高．8．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船．“神舟五号”载人飞船在轨道上运行期间，成功实施了飞船上太阳帆板的展开试验．设该飞船所在地每秒每单位面积(m 2)接收的光子数为n ，光子平均波长为λ，太阳帆板面积为S ，反射率为100%，光子动量p ＝h λ.设太阳光垂直射到太阳帆板上，飞船总质量为m ，则飞船加速度的表达式为( ) A.nSh mλ B.2Sh nmλ C.2mhS nλ D.2nhS mλ 解析：选D.Δt 时间内太阳帆板接收的光子数为N ＝nS ·Δt ，光子的总动量为：p 1＝nS ·Δt ·h λ反射后光子的总动量为：p 2＝p 1，方向两者相反，由F ＝p 2－p 1Δt 得：F ＝2nSh λ，由牛顿第二定律得：a ＝F m ＝2nhS mλ，故D 对．二、非选择题9．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9 m ，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？解析：单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量，即Δx ＝1.0×10－9 m ，由Δx ·Δp x ≥h 4π有：1.0×10－9·Δp x ≥6.63×10－344π，则Δp x ≥0.53×10－25 kg·m/s.答案：Δp x ≥0.53×10－25 kg·m/s10．如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg) 解析：中子的动量为：p 1＝m 1v ，子弹的动量为：p 2＝m 2v ，据λ＝h p知中子和子弹的德布罗意波长分别为： λ1＝h p 1，λ2＝h p 2联立以上各式解得：λ1＝h m 1v ，λ2＝h m 2v将m 1＝1.67×10－27 kg ，v ＝1×103 m/s ，h ＝6.63×10－34 J·s ，m 2＝1.0×10－2 kg代入上面两式可解得：λ1＝4.0×10－10 m ，λ2＝6.63×10－35 m.答案：见解析11．已知h 4π＝5.3×10－35 J·s ，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况．(1)一个球的质量m ＝1.0 kg ，测定其位置的不确定量为10－6 m.(2)电子的质量m e ＝9.0×10－31 kg ，测定其位置的不确定量为10－10 m. 解析：由Δx Δp x ≥h 4π得： (1)球的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πΔxm e ＝5.3×10－351.0×10－6 m/s ＝5.3×10－29 m/s. (2)电子的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πΔxm e ＝ 5.3×10－359.0×10－×10－ m/s ＝5.9×105 m/s. 球的速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论．电子的速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理．答案：见解析12．电子和光一样具有波动性和粒子性，它表现出波动的性质，就像X 射线穿过晶体时会产生衍射一样，这一类物质粒子的波动叫物质波．质量为m 的电子以速度v 运动时，这种物质波的波长可表示为λ＝h p.已知电子质量m ＝9.1×10－31 kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s.(1)计算具有100 eV 动能的电子的动量p 和波长λ；(2)若一个静止的电子经2500 V 电压加速，求能量和这个电子动能相同的光子的波长，并求该光子的波长和这个电子的波长之比．解析：(1)电子的动量：p ＝2mE k ＝2×9.1×10－31×100×1.6×10－19 kg·m/s＝5.4×10－24 kg·m/s德布罗意波长λ＝h p ＝6.63×10－345.4×10－24 m ＝1.2×10－10 m. (2)电子的能量E ＝2500 eV ＝4.0×10－16 J 根据E ＝hc λ，得光子波长 λ＝hc E ＝6.63×10－34×3.0×1084.0×10－16 m ＝5.0×10－10 m 电子的动量p ＝2meU＝2×9.1×10－31×2500×1.6×10－19 kg·m/s＝2.7×10－23 kg·m/s电子波长λ′＝h p ＝6.63×10－342.7×10－23 m ＝2.5×10－11 m 则λλ′＝5.0×10－10 m 2.5×10－11 m＝20. 答案：(1)5.4×10－24 kg·m/s 1.2×10－10 m(2)5.0×10－10 m20。