高中物理选修3-5综合练习题3
高中物理选修3-5综合测试题含答案
高中物理选修3—5综合测试题一、 选择题1．天然放射现象的发现揭示了：（ ）A ．原子不可再分．B ．原子的核式结构．C ．原子核还可再分．D ．原子核由质子和中子组成． 2．下列说法正确的是（ ）A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B ．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C ．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小， 原子势能增大，总能量增大3．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A 中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（ ）A 增大入射光的频率B 增大入射光的强度C 滑片P 向右移动D 滑片P 向左移动 4、质量为m 的物体，在水平面上以加速度a 从静止开始运动，所受阻力是f ，经过时间t ，它的速度为V,在此过程中物体所受合外力的冲量是（ ）A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a5．用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是 （ ） A ．hv 1 C ．h(v 2+v 3) B ．h(v 1+ν2) D ．h(v 1+v 2+v 3)6．如图6—2—4所示，质量为m 的A 小球以水平速度u 与静止的光滑水平面上质量为3m 的 小球B 正碰后，A 球的速率变为原来的一半，则碰后B 球的速度是(以u 方向为正方向)( )A ．B ．u -C ． D7．一个氢原子处于第3能级时，外面射来了一个波长为6.63×10－7m 的光子，下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子B.氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9．如图所示，A 、B 两物体质量之比m A ︰m B ＝3︰2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ）A ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成系统的动量守恒 B ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A 、B 、C 组成系统的动量不守恒 C ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒D ．若A 、B 所受的摩擦力大小不相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒 10．如图8—3—2所示，在光滑水平面上，有一质量为M ＝3 kg 的薄板和质量为m ＝1 kg 的物都以v ＝4 m ／s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2．4 m ／s 时，物块的运动情况是( ) A.做加速运动 B ．做减速运动C ．做匀速运动D ．以上运动都可能 二、填空题11．如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。
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。
高中物理人教版选修3-5习题 本册综合能力测试题 Word版含答案
本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(山东师大附中2014～2015学年高二下学期检测)下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是导学号 96140512()答案：A解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。
2．如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A 端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。
则下述说法中正确的是导学号 96140513()①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒②若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒③小车的最终速度与断线前相同④全过程系统的机械能不守恒A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④答案：B解析：取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同。
但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒。
3．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是导学号 96140514() A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知X是10n，此核反应属于聚变，A正确B错误。
当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。
4．(河北邢台一中2014～2015学年高二下学期检测)氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是导学号 96140515()A．一个氢原子从n＝4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，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C．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n＝4向n＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为2.55eV答案：A解析：根据C24＝6知，一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，它们向较低能级跃迁时可能辐射出6种不同频率的光子，这时动能增大，电势能减小，故A错误；可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，则紫外线的能量高于3.11eV，而n＝3能级的氢原子能量为－1.51eV，因此处于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，故B正确。
《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。
(必考题)人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典练习题
一、解答题1．写出下列原子核人工转变的核反应方程。
(1)2311Na （钠核）俘获1个α粒子后放出1个质子；(2)2713Al （铝核）俘获1个α粒子后放出1个中子；(3)168O （氧核）俘获1个中子后放出1个质子；(4)3014Si （硅核）俘获1个质子后放出1个中子。
解析：见解析根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，有（1）234261112121Na+He Mg H →+；（2）274301132150Al+He P n →+；（3）1611618071O+n N H →+；（4）301301141150Si+H P n →+。
2．一个氢原子的质量为1.6736×10-27kg ，一个锂（73Li ）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，已知阿伏加德罗常数231A 6.010mol N -=⨯。
（1）写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少；（2）1mg 锂原子发生这样的反应共释放多少核能。
(结果保留3位有效数字) 解析：（1）714312Li H 2He +→；17.3MeV ；（2）2.38×108J. （1）根据题意可知该反应的核反应方程式714312Li H 2He +→根据质能方程得△E =（m Li +m p -2m α） c 2代入数据得释放能量△E =（1.6736×10-27+11.6505×10-27-2×6.6467×10-27）×（3×108）2J=17.3MeV（2）1mg 锂原子的个数619271108.5831011.650510Li m n m --⨯==⨯⨯＝个 释放的总核能E =n △E =8.583×1019×17.3MeV=2.38×108J3．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。
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。
人教版高中物理选修3-5 综合 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是()A．v1＝v2B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41D．v1∶v2＝41∶832.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零3.在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)()A．变大B．变小C．不变D．无法判定4.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的同一物体由静止开始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至顶端．第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，两次所用时间相同，则在这两个过程中()A．F1做的功比F2做的功多B．第一次物体机械能的变化较多C．第二次合外力对物体做的功较多D．两次物体动量的变化量相同5.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化．若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中n叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝3状态时其强度为I，则在n＝2状态时等效电流强度为()A．IB．IC．ID．I6.下列说法正确的是()A．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－10mB．放射性元素的半衰期随浓度增大而变长C．原子核的结合能越大，原子核越稳定D．β射线来源于原子核．具有中等的穿透能力7.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射8.根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是()A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1＋m2－m3)c29.图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是()A．B．C．D．10.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，以下说法正确的是()A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增加D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果11.向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图所示的电流(从右侧看)，电子的偏转方向为()A．向上B．向下C．向左D．向右12.下列说法正确的是()A．H＋H→He＋n是裂变反应方程式B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是聚变反应方程式C．Na→Mg＋e是β衰变，β粒子实质是从原子核外放出的电子D．Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成13.下列关于α粒子的说法正确的是()A．物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验说明了原子核内部有复杂的结构B．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为X→Y＋HeC．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的实质是一个中子转化为一个质子和电子D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强14.氢原子能级如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a 光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是()A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的C．从n＝4能级向n＝1能级跃迁时发出的D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的15.下列关于光电效应的说法正确的是()A．普朗克利用量子理论成功解释了光电效应现象B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功不相同，因此不同金属材料的极限波长也不相同第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图2所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.图2图3(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(选填“A”或“B”)是与纸带甲的________(选填“左”或“右”)端相连．(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图14所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中．现将B竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触．取g＝10 m/s2，空气阻力不计．求：图14(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．19.氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)答案解析1.【答案】D【解析】根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v.2.【答案】B【解析】人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I－mgΔt＝Δmv＝mv，故地面对人的冲量为mv＋mgΔt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，B正确．3.【答案】C【解析】相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体水平方向的速度和船的速度相同，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船的速度不变．4.【答案】D【解析】利用公式x＝at2，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v＝at，t相同，则物体到达斜面顶端时速度相同，动能相同，则动能变化量相同，根据动能定理知，合外力做功相等．由图示分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，F1做的功比F2做的少，故A、C错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，B错误；两种情况下，物体的加速度相同，所受合外力相同，由动量定理知两次物体动量的变化量相同，D正确．5.【答案】C【解析】根据，k＝mr解得T＝2π，n＝2和n＝3轨道半径之比为4∶9，则n＝2和n＝3两个轨道上的周期比为8∶27，根据I＝知，电流比为27∶9，所以在n＝3状态时其强度为I，则n＝2状态时等效电流强度为I，C正确，A、B、D错误．6.【答案】D【解析】α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－15m，故A错误；放射性元素的半衰期不随环境的变化而变化，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个时释放出来的，具有中等的穿透能力，故D正确．7.【答案】C【解析】光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于等于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误；又因ν＝，所以选项C正确．8.【答案】D【解析】半衰期是由原子核内部结构决定的，与化学、物理性质无关，故A错．β衰变是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，故C错．氢核和中子结合成氘核放出的能量为(m1＋m2－m3)c2，故D正确．放射性使人们认识到原子核有复杂结构，B错．9.【答案】D【解析】α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有D正确，A、B、C错误．10.【答案】A【解析】α粒子发生大角度偏转，是因为受到原子核的库仑斥力，电子对α粒子的作用力可以忽略不计．故A正确，D错误．在散射的过程中，电场力先做负功再做正功，则动能先减小再增大，而电势能先增大再减小，B、C错误．11.【答案】A【解析】根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确．12.【答案】D【解析】H＋H→He＋n是属于轻核的聚变反应方程，故A错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是属于重核的裂变反应方程，故B错误；Na→Mg＋e是β衰变，但β粒子实质是从原子核中子转变成质子而放出的电子，故C错误；Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成，故D正确．13.【答案】B【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构．故A错误；α粒子是氦的原子核，其组成为2个质子和2个中子，所以α衰变时，中子数减少2，质子数减少2.故B正确；β衰变产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，不是α衰变．故C错误；α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．14.【答案】C【解析】根据题意可知，a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n＝4跃迁到n＝1产生的，故A、B、D错误，C正确．15.【答案】D【解析】爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应现象，A错误；发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，B错误．光子频率越高，根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，光电子的最大初动能越大，C错误．不同的金属逸出功不相同，根据W0＝h知，极限波长不相同，D正确．16.【答案】(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．(2)碰撞前两滑块的速度分别为：v1＝＝＝0.2s1fv2＝＝0.2s3f碰撞后两滑块的共同速度：v＝＝0.2s2f所以碰前两滑块动量分别为：p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.要验证动量守恒定律，则一定有：0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.17.【答案】(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m【解析】(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝gt2①代入数据解得t＝0.6 s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有v B＝gt③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mB v B＝(mA＋mB)v④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2 m/s⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑥代入数据解得H＝0.6 m⑦18.【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)6.6×10－7m【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝＝个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝h－h代入数据得λ0≈6.6×10－7m.19.【答案】(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014Hz【解析】(1)E2＝E1＝－3.4 eV则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．(2)根据C＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．n＝4→n＝3时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，代入数据，解得νmin＝1.6×1014Hz.。
高中物理选修3-5综合测试题(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。
部编版高中物理选修三综合测试题带答案真题
(名师选题)部编版高中物理选修三综合测试题带答案真题单选题1、下列属于β衰变的是（）A．92238U→90234Th+24He B．714N+24He→817O+11HC．90234Th→91234Pa+−10e D．92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n2、文艺复兴时期，意大利的达·芬奇曾设计过一种转轮，利用隔板的特殊形状，使一边重球滚到另一边距离轮心远些的地方，并认为这样可以使轮子不停地转动，如图所示。
下列说法正确的是（）A．该设计可以使转轮在无外力作用下顺时针转动变快B．该设计可以使转轮在无外力作用下逆时针转动变快C．该设计可以在不消耗能源的情况下不断地对外做功D．该设计中使转轮成为永动机的设想是不可能实现的3、夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。
若越接近水面，湖水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内的气体看做理想气体。
则上升过程中，以下说法正确的是（）A．气泡内气体的内能可能不变B．气泡上升过程中可能会放热C．气泡内气体的压强增大D．气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力变小4、下列说法中正确的（）A．质量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短5、下列说法正确的是（）A．重核裂变及轻核聚变过程都释放核能，原因是中等质量的核最稳定，平均每个核子的质量最小，比结合能最小B．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，可以辐射出6种不同波长的光子，其中波长最短是从n=4能级跃迁到n=3能级放出的D．氚核发生β衰变时，一个中子释放出电子后变成质子，进而生成23He6、由a和b两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。
其中a光是氢原子由n= 4的能级向n = 2的能级跃迁时发出的。
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。
高中物理 选修3-5 综合训练试卷(含答案解析)
高中物理 选修3-5 综合训练试卷（含答案解析）1.(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是( )(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。
已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子质量为m ，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h ).(3)有些核反应过程是吸收能量的。
例如在14171781X N O H +→+中，核反应吸收的能量20[()()]H X N Q m m m m c =+-+，在该核反应中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E K 轰击静止的147N ，若E K =Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由。
2．（1）下列说法正确的是A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D ．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变（2）北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（13755Cs ），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右）．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：．如果在该反应过程中释放的核能为E ，则该反应过程中质量亏损为 ．（已知碘（I ）为53号元素，钡（Ba ）为56号元素）（3）如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 物块的质量m A =1kg ．初始时刻B 静止，A 以一定的初速度向右运动，之后与B 发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B 的质量为多少？3．（1）一个质子以1.0×10７m/s 的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是 。
(完整版)高中物理选修3-5综合测试题
选修 3－ 5 综合测试题本卷分第Ⅰ卷 (选择题 )和第Ⅱ卷 (非选择题 )两部分．满分 100 分，考试时间90 分钟．第Ⅰ卷 (选择题 共 40 分 )一、选择题 (共 10 小题，每题 4 分，共 40 分，在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项吻合题目要求，有些小题有多个选项吻合题目要求，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得0 分 )1．下面列出的是一些核反应方程：30 P ―→ 30 9 2 H ―→ 10 15 14 Si ＋ X ， Be ＋5 B ＋Y ，4144 72 He ＋ He ―→ Li ＋ Z.23其中 ()A ． X 是质子， Y 是中子， Z 是正电子B ． X 是正电子， Y 是质子， Z 是中子C ． X 是中子， Y 是正电子， Z 是质子D ． X 是正电子， Y 是中子， Z 是质子 [ 答案 ] D[ 剖析 ] 由电荷数守恒和质量数守恒规律可知，X 是正电子， Y 是中子， Z 是质子，故 D正确．2．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、 生产等诸多方面获得了广泛的应用， 以下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，因此达到除掉有害静电的目的B ．利用 γ射线的贯穿性能够为金属探伤，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，其结果必然是成为更优秀的品种D ．用 γ射线治疗肿瘤时必然要严格控制剂量，省得对人体正常组织造成太大的危害[ 答案 ] D[ 剖析 ] 利用放射线除掉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，将静电泄出； γ射线对人体细胞伤害太大，不能够用来进行人体透视；作物种子发生的 DNA 突变不用然都是有益的，还要经过精选才能培育出优秀品种；用 γ射线治疗肿瘤对人体必然有副作用，因此要科学地严格控制剂量，应选D.3． 2010 年 2 月，温哥华冬奥会上，我国代表团依赖申雪/赵宏博在花式滑冰双人滑比赛中的圆满表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花式滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌． 若质量为 m 1 的赵宏博抱着质量为m 2 的申雪以 v 0 的速度沿水平冰面做直线运动，某时辰赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分别时赵宏博的速度为v 1，申雪的速度为 v 2，则有 ( )A ． m 1v 0＝ m 1v 1＋ m 2v 2B ． m 2v 0＝ m 1v 1＋ m 2v 2C ． (m 1 ＋m 2)v 0＝ m 1v 1＋ m 2v 212 01 1D ． (m ＋m )v ＝ m v [ 答案 ] C[ 剖析 ] 因两人分别时赵宏博的速度为12，由动量守恒定律得 1＋v ，申雪的速度为v ( m m 2)v 0＝ m 1v 1 ＋m 2v 2， C 正确．4.“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开奇特面纱．它将带着中国制造的月球车， 在 38 万千米之外的月球表面闲庭信步． 月球的表面长远碰到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的3 含量十2He分丰富， 科学家以为， 33He 也许2He 是发生核聚变的极好原料，将来 2是人类重要的能源，因此探测月球意义十分重要． 关于 32He ，以下说法正确的选项是 ( )3A. 2He 的原子核内有三其中子两个质子B. 3He 的原子核内有一其中子两个质子2C.3He 发生聚变，放出能量，必然会发生质量损失23D. 2He 原子核内的核子靠万有引力亲密结合在一起[ 答案 ] BC[ 剖析 ] 33，电荷数是 2，原子核内有两个质子一2He 是氦元素的一种同位素，质量数是 其中子，因此 A 错误， B 正确；发生核聚变放出能量就会有质量损失， C 正确；原子核内的核子是靠核力亲密结合在一起的，而不是靠万有引力亲密结合在一起的，D 错误．5．以下说法正确的选项是( )A ．中子和质子结合氘核时吸取能量B ．放射性物质的温度高升，其半衰期减小C ．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D ． γ射线的电离作用很强，可用来除掉有害静电[ 答案 ] C[ 剖析 ] 中子和质子结合成氘核时放出能量．放射性物质的半衰期不受温度的影响．原子核经过一次α衰变核内的中子数减少 2 个，一次β衰变核内的中子数减少一个． γ射线的电离作用很弱，不能用来除掉有害静电．6． (2011 ·州模拟温 )2010 年 7 月 25 日早 7 时，美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演，标志此次代号为“不屈的意志”的美韩结合军演正式开始．在现兵器系统中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家仇人，整个二战期间，潜艇共击沉航母17 艘，占全部吞没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇队伍，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转变成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．核反23514192应方程 92U＋ n→5636n 为中子， X 为待求Ba＋ Kr ＋αX 是反应堆中发生的众多核反应的一种，粒子，α为 X 的个数，则 ()A ． X 为质子α＝ 3B． X 为质子α＝ 2C． X 为中子α＝ 2D． X 为中子α＝ 3[ 答案 ]D[ 剖析 ]由重核裂变方程以及核反应方程中电荷数守恒可得出X 电荷数为 0，即 X 应为中子，又由质量数守恒可得α＝ 3，因此，答案选 D.7．颜色不相同的 a 光和 b 光由某介质射向空气时，临界角分别为C a和 C b，且 C a> C b.当用a 光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b 光照射，则 ()A．不用然能发生光电效应B．光电子的最大初动能增加C．单位时间内发射的光电子数增加D．入射光强度增加[ 答案 ]B[ 剖析 ]1由 sinC＝ n可知n a<n b，则 a 光的频率小于 b 光的频率，因此 B 对．8．(2011 合·肥模拟 )质量为 m、速度为 v 的可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后A 球与质量为3m 的静止 B 球发生正碰．碰撞B 球的速度可能有不相同的值．碰撞后 B 球的速度大小可能是()A ． 0.6v B． 0.4vC． 0.2v D． v[ 答案 ]B[ 剖析 ]本题观察碰撞和动量守恒，意在观察学生对碰撞中的动量守恒和能量关系问题的办理能力．依照动量守恒得：mv＝mv1＋ 3mv2，则当 v2＝ 0.6v 时， v1＝－ 0.8v，则碰撞后的总动能 E′＝12m(－ 0.8v)2＋12× 3m(0.6v) 2＝ 1.72×12mv2，大于碰撞前的总动能，由于碰撞过程1中能量不增加， 应选项A 错误；当 v 2＝0.4v 时，v 1＝－ 0.2v ，则碰撞后的总动能为E ′ ＝ 2m( －0.2v)2＋12× 3m(0.4v)2＝ 0.52×12mv 2，小于碰撞前的总动能，故可能发生的是非弹性碰撞，选项 B 正确；当 v 2＝ 0.2v 时， v 1＝ 0.4v ，则碰撞后的 A 球的速度大于 B 球的速度， 而两球碰撞， A 球不能能穿透 B 球，应选项 C 错误；当 v 2＝ v 时， v 1＝－ 2v ，则显然碰撞后的总动能远大 于碰撞前的总动能，应选项D 错误．2379．由于放射性元素93 Np 的半衰期很短，因此在自然界素来未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现． 已知 23793 Np 经过一系列α衰变和 β衰变后变成 20983Bi ，以下论述中正确的选项是()209237A ．核 83 Bi 比核 93 Np 少 28 其中子B ．衰变过程中共发生了 7 次 α衰变和 4 次 β衰变C ．衰变过程中共发生了4 次 α衰变和 7 次 β衰变D ．发生 β衰变时，核内中子数不变 [ 答案 ] B[ 剖析 ] 由于核反应方程的质量和电荷数守恒，能够知道该核反应方程为237209Bi ＋93Np → 83 42092372－1e ，B 正确； 83Bi 和 93Np 的中子数分别为126 和 144，相差 18 个， A 错； β衰变是 7 He ＋ 4核内中子变成质子而放出的，故核内中子数要减少，D 错．10.以下列图，在圆滑的水平面上，有一质量为M ＝ 3kg 的木板，木板上有质量为 m ＝1kg 的物块．它们都以v ＝ 4m/s 的初速度反向运动，它们之间有摩擦，且木板足够长，当木板的速度为2.4m/s 时，物块的运动情况是 ()A ．做加速运动C ．做匀速运动B ．做减速运动D ．以上运动都有可能[ 答案 ] A[ 剖析 ]当木板速度为v 1＝ 2.4m/s 时，由动量守恒定律可得，Mv － mv ＝ Mv 1＋ mv 2，解得v 2＝ 0.8m/s ，方向向左，可见物块已经向左匀加速运动，选项A 正确．第Ⅱ卷(非选择题共 60 分)二、填空题(共3 小题，每题6 分，共18 分．把答案直接填在横线上)11． (6 分 )在 2010 年温哥华冬奥会上，首次参寒的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员王冰玉扔掷冰壶的镜头．假设在此次扔掷中，冰壶运动一段时间后以 0.4m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0.1m/s 的速度连续向前滑行．若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为________m/s.[ 答案 ] 0.3[ 剖析 ]′′由动量守恒定律 m 1v 1＝ mv 1 ＋ m 2v 2′代入数值解得： v 2 ＝ 0.3m/s12． (6 分 )在做“考据动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况以下列图，入射球A与被碰球 B 的质量之比为 M A ∶ M B ＝3∶ 2，则实验中碰撞结束时辰两球动量大小之比为p A ∶p B ＝ ________.[ 答案 ]1∶ 2[ 剖析 ]观察碰撞中动量守恒表达式的应用．实验中碰撞结束时辰的动量之比为p Ap B ＝M A ·OM 3 18.30 1M B ·ON ＝ 2× 55.14＝213． (6 分 )1919 年卢瑟福经过以下列图的实验装置，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．[ 答案 ] 质子α 氮三、论述计算题 (共 4 小题，共 42 分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能够得分，有数值计算的题，答案中必定明确写出数值和单位)14．(10 分 )1919 年，卢瑟福用 α粒子轰击氮核发现质子． 科学研究表示其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不牢固的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为 m 1，初速度为 v 0，氮核质量为 m 2，质子质量为 m 0，氧核的质量为 m 3，不考虑相对论效应．(1) α粒子轰击氮核形成不牢固复核的刹时，复核的速度为多大？(2) 求此过程中释放的核能．[ 答案 ](1)m1v0(2)(m1＋m2－ m0－ m3)c212m ＋ m[ 剖析 ](1)设复核的速度为v，由动量守恒定律得m1v0＝ (m1＋ m2)vm1v0解得 v＝m1＋ m2(2)核反应过程中的质量损失m＝ m1＋ m2－m0－ m3反应过程中释放的核能E＝ m·c21203 2＝ (m＋m－ m － m )c15． (10分 )(2011 江·苏省姜堰市二中高三上学期学情检查)用速度为 v0、质量为4 m1的2He核轰击质量为m2的静止的14147 N核，发生核反应，最后产生两种新粒子A 和 B.其中 A为 8 O核，质量为 m3，速度为v3； B 的质量为m4.(1)计算粒子 B 的速度 v B.(2) 粒子 A 的速度吻合什么条件时，粒子 B 的速度方向与He 核的运动方向相反．[ 答案 ](1)m1v0－ m3v3(2)v3>m1v0m m34[ 剖析 ]依照动量守恒定律可解得粒子 B 的速度，再依照粒子 B 的速度方向与42He核的运动方向相反，确定粒子 A 的速度吻合的条件．(1) 由动量守恒定律有：m1v0－m3v3 m1v0＝ m3v3＋ m4v B，解得： v B＝m44m1v0(2) B 的速度与2 He 核的速度方向相反，即： m1v0－ m3v3<0 ，解得： v3> m316． (11 分 )(2011 烟·台模拟 ) 以下列图，一质量为 M 的平板车 B 放在圆滑水平面上，在其右端放一质量为m 的小木块 A，M ＝5m， A、 B 间存在摩擦，现给 A 和 B 以大小相等、方向相反的初速度v0，使 A 开始向左运动， B 开始向右运动，最后 A 不会滑离 B，求 A、 B 最后的速度大小和方向．[ 答案 ]2B 初速度方向相同．3v0方向与平板车[ 剖析 ]由动量守恒可知：M v0－ mv0＝ (M＋ m)vM－m得： v＝v0M＋m2将 M＝ 5m 代入上式可得：v＝3v0方向与平板车 B 初速度方向相同17． (11 分 )氢原子的能级表示图以下列图，现有每个电子的动能都为 E e＝ 12.89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一地域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到 n＝ 4 的能级．求碰撞后 1 个电子与 1 个受激氢原子的总动能．(已知电子的质量m e与氢原子的质量m H之比为1∶1840)[ 答案 ]0.15eV[ 剖析 ]以v e和v H表示碰撞前电子的速度和氢原子的速率，依照题意有：m e v e－ m H v H＝ 0①碰撞前，氢原子与电子的总动能为：1212E k＝2m H v H＋2m e v e②联立①②两式并代入数据解得：E k≈ 12.90eV③氢原子从基态跃迁到n＝ 4 的能级所需要能量由能级图可得：E＝－ 0.85eV－ (－ 13.6eV) ＝12.75eV ④碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：′E k＝ E k－E＝ 12.9eV－ 12.75eV ＝ 0.15eV。
(必考题)人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典复习题(含答案解析)
一、解答题1．静止在匀强磁场中的锂核63Li 俘获一个速度为7.7×104m/s 的中子而发生核反应，反应中放出的α粒子的速度为2×104m/s ，其方向与反应前的中子的速度方向相同。
(1)写出核反应方程； (2)求反冲核的速度；(3)求α粒子与反冲核运动周期之比。
解析：(1) 61343012Li+nH+He ；(2)1.0×103m/s ，方向与原速度方向相反；(3)3:2(1)核反应方程61343012Li+nH+He(2)63Li 核俘获10n 的过程，系统动量守恒，则n 0H 1He 2m v m v m v =+即n 0He 21Hm v m v v m -==-1.0×103m/s跟0v 的方向相反。
(3)31H 和42He 的周期之比为HeH H He 1222::3:2m m T T Bq Bq ππ== 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．在用铀235（23592U ）做燃料的核反应堆中，铀235核吸收一个中子后，可发生裂变反应生成钡（14456Ba ）、氪（8936Kr ）和x 个中子，并放出能量，其核反应方程为235114489192056360U Ba Kr n x n +→++(1)其中x 等于多少？ (2)已知中子的质量为m ，23592U 核的质量为m 1，14456Ba 核的质量为m 2，8936Kr 核的质量为m 3，真空中光速为c ，一个铀235核发生上述裂变反应释放的核能为多少？(3)上述裂变反应产生的中子速度太快，铀核不能“捉”住它，从而不能使反应堆中裂变反应进行下去，所以要将反应放出的中子减速。
高中物理选修3-5练习合集(多份)
选修3-5练习（一）一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为()A.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B.光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的C.大量光子表现出粒子性D.光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性2.在橄榄球比赛中，一个85 kg的前锋队员以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4 m/s，然后他们就扭在了一起，则()A.他们碰撞后的共同速度是0.2 m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分3.质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度变为v2，B的动量变为p.已知A、B都做直线运动，则动量p可以表示为()A.m(v2－v1)B.2m(2v2－v1)C.4m(v2－v1)D.m(2v2－v1)4.关于下列四幅图说法正确的是()A.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围5.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中光速，则E′等于()A.E －h λc B.E ＋h λc C.E －h cλD.E ＋h cλ6.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示.以下说法正确的是( )A.新核为2412MgB.发生的是α衰变C.轨迹1是新核的径迹D.新核沿顺时针方向旋转7.下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量8.氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )A.λb ＝λa ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λc C.λb ＝λa λcD.E b ＝E a ＋E c9.钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤234 91Pa ，同时伴随有γ射线产生，其方程为234 90Th →23491Pa ＋x ，钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是( )A.x 为质子B.x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.γ射线是镤原子核放出的D.1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.2 g10.氢原子的能级如图.某光电管的阴极由金属钾制成，钾的逸出功为2.25 eV .处于n ＝4激发态的一群氢原子，它们向各较低能级跃迁时，哪两能级间跃迁产生的光子不能使光电管产生光电子( )A.从n ＝4向n ＝3跃迁B.从n ＝3向n ＝1跃迁C.从n ＝4向n ＝1跃迁D.从n ＝2向n ＝1跃迁11.现有核反应方程为2713Al ＋42He →3015P ＋X ，新生成的3015P 具有放射性，继续发生衰变，核反应方程为3015P →3014Si ＋Y .平行金属板M 、N 间有匀强电场，且φM >φN ，X 、Y 两种微粒竖直向上离开放射源后正确的运动轨迹是( )12.如图所示，位于光滑水平桌面，质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点，Q 与轻质弹簧相连，设Q 静止，P 以某一初动能E 0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E 1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E 2表示Q 具有的最大动能，则( )A.E 1＝E 02 B.E 1＝E 0 C.E 2＝E 02D.E 2＝E 0二、非选择题(本题共4小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)13.(6分)经研究，核辐射的影响最大的是铯137(137 55Cs)，可广泛散布到几百千米之外，且半衰期大约是30年左右.请写出铯137发生β衰变的核反应方程： Ｗ.如果在该反应过程中释放的核能为E ，则该反应过程中质量亏损为 Ｗ.[已知碘(I)为53号元素，钡(Ba)为56号元素]14.(9分)如图所示的装置中，质量为m A 的钢球A 用细线悬挂于O 点，质量为m B 的钢球B 放在离地面高度为H 的小支柱N 上.O 点到A 球球心的距离为L .使悬线在A 球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.(1)图中x应是B球初始位置到的水平距离.(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得等物理量.(3)用测得的物理量表示：m A v A＝；m A v′A＝；m B v′B＝Ｗ.15.(12分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8`MeV的能量.(1)写出核反应方程式；(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？`16.(13分)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？选修3-5练习（二）一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子()A.一直受到重金属原子核的斥力作用B.动能不断减小C.电势能不断增大D.出现大角度偏转是与电子碰撞的结果2.在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上.假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子()A.一定落在中央亮纹处B.一定落在亮纹处C.可能落在暗纹处D.落在中央亮纹处的可能性最大3.(2016·高考天津卷)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展.下列说法符合事实的是()A.赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O，发现了中子C.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型4.用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象.现改用频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是()A.如果ν2>ν1，则能发生光电效应B.如果ν2<ν1，则不能发生光电效应C.如果ν2>ν1，则逸出光电子的最大初动能增大D.如果ν2>ν1，则逸出光电子的最大初动能不受影响5.在物理学中，没有比光更令人惊奇的了.关于光的产生、本质和应用，下列说法正确的是()A.光是一份一份的，每一份叫作光子，每一个光子的能量是hν，光子打在金属板上，可能发生光电效应B.光子被235 92U吸收，235 92U会裂变，发生链式反应，产生核能C.光子既有能量，又有动量D.光子是较轻的粒子，参与强相互作用6.质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止的小球B发生正碰，碰后小球A速度大小变为原来的13，那么小球B的速度可能值为()A.13v 0B.23v 0C.49v 0D.59v 07.如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高为20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敞篷小车中.车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬间的速度大小是25 m/s ，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是(g 取10 m/s 2)( )A.5 m/sB.4 m/sC.8.5 m/sD.9.5 m/s8.下列说法正确的有( )A.方程式238 92U →234 90Th ＋42He 是重核裂变反应方程B.方程式11H ＋21H →32He ＋γ是轻核聚变反应方程C.氢原子光谱是分立的D.氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子9.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是( )A.β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B.氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.238 92U 衰变成206 82Pb 要经过8次β衰变和8次α衰变D.放射性元素发生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 10.氢原子能级如图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A.氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C.一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级11.静止在匀强磁场中的238 92U 核，发生α衰变后生成Th 核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是( )①衰变方程可表示为238 92U ＝234 90Th ＋42He②衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1∶45 ③Th 核和α粒子的动能之比为2∶117 ④若α粒子转了117圈，则Th 核转了90圈 A.①③B.②④C.①②D.③④12.一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是()A.只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D.只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多二、非选择题(本题共4小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)13.(9分)约里奥—居里夫妇发现放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是，其衰变方程式为Ｗ.3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg的3215P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的3215P经天的衰变后还剩0.25 mg.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、D的气垫导轨和滑块A、B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，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(弹簧的劲度系数很大，压缩量可忽略)，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；e.按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块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挡板时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(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，验证动量守恒定律的表达式是，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有__________________(答出两点即可).(3)用上述实验数据也可测出被压缩的弹簧的弹性势能的大小，其表达式为_____________________________________________________________ .15.(10分)历史上第一次利用加速器实现的核反应是用加速后动能为0.5 MeV的质子11H 轰击静止的A Z X，生成两个动能均为8.9 MeV的42He.(1 MeV＝1.6×10－13 J)(1)写出上述核反应方程；(2)求上述核反应的质量亏损.16.(12分)如图所示，质量为M的天车静止在光滑水平轨道上，下面用长为L的细线悬挂着质量为m的沙箱，一颗质量为m0的子弹以v0的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后的运动过程中，求：(1)沙箱上升的最大高度；(2)天车的最大速度.选修3-5练习（三）一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是()A.打开阀门S1B.打开阀门S2C.打开阀门S3D.打开阀门S42.物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的3.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是()A.图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B.图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D.图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性4.下列说法正确的是()A.相同频率的光照射到不同的金属上，逸出功越大，出射的光电子最大初动能越小B.钍核23490Th衰变成镤核23491Pa，放出一个中子，并伴随着放出γ光子C.根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定5.下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是()A.利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B.把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D.给怀疑患有甲状腺疾病的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病 6.红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级图如图所示，E 1是基态，E 2是亚稳态，E 3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E 3，然后自发地跃迁到E 2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为( )A.λ1λ2λ2－λ1B.λ1λ2λ1－λ2C.λ1－λ2λ1λ2D.λ2－λ1λ1λ27.已知金属钙的逸出功为2.7 eV ，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n ＝4能级状态，则( )A.氢原子可能辐射6种频率的光子B.氢原子可能辐射5种频率的光子C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应8.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O 点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出.第一个弹丸的速度为v 1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v 2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的140，则以下结论中正确的是( )A.v 1＝v 2B.v 1∶v 2＝41∶42C.v 1∶v 2＝42∶41D.v 1∶v 2＝41∶839.钚的一种同位素239 94 P 衰变时释放巨大能量，其衰变方程为239 94 P →235 92 U ＋42 H e ＋γ，则( )A.核燃料总是利用比结合能小的核B.核反应中γ的能量就是239 94P 的结合能C.235 92U 核比239 94P 核更稳定，说明235 92U 的结合能大D.由于衰变时释放巨大能量，所以239 94P 比235 92U 的比结合能小10.由于放射性元素237 93Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现.已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi ，下列论断中正确的是( )A.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少28个中子B.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少18个中子C.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D.衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变二、非选择题(本题共6小题，共50分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)11.(4分)如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零.用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带(填“正”或“负”)电；若改用红外线重复上述实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率(填“大于”或“小于”)红外线的频率.12.(8分)如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高.将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上.释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的高度为a，B点离水平桌面的高度为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外，(1)还需要测量的量是、和Ｗ.(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为Ｗ.(忽略小球的大小)13.(8分)一速度为v的高速α粒子(42He)与同方向运动的氖核(2010Ne)发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止.求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正).14.(10分)已知氢原子基态的电子轨道半径为r 1＝0.528×10－10 m ，量子数为n 的能级值为E n ＝－13.6n 2 eV .(1)求电子在基态轨道上运动的动能； (2)有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中波长最短的波长.(静电力常量k ＝9×109 N·m 2/C 2，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，真空中光速c ＝3.00×108 m/s)15.(10分)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的.(1)氦核聚变反应可简化为4个氢核(11H)聚变成氦核(42He)，同时放出2个正电子(01e)和2个中微子(νe )，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量；(2)研究表明，银河系的年龄约为t ＝3.8×1017 s ，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P ＝1×1037 J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量；(最后结果保留一位有效数字)(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据：银河系质量约为M ＝3×1041 kg ，原子质量单位1 ＝1.66×10－27 kg ，1 相当于1.5×10－10 J 的能量，电子质量m e ＝0.000 5 ，氦核质量m α＝4.002 6 ，氢核质量m p ＝1.007 8 ，中微子νe 质量为零)16.(10分)如图所示，光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远，现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5 m/s时，停止拉绳，求：(1)人在拉绳过程中做了多少功？(2)若人停止拉绳后，为避免两车相撞，人至少以多大水平速度从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？。
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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。