人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案

高中同步测试卷( 一 )第一单元动量、冲量和动量定理( 时间：90 分钟，满分：100 分)一、选择题( 本题共12 小题，每小题 5 分，共60 分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得0 分．) 1．下列关于动量的说法正确的是( )A.质量大的物体，动量一定大B.质量和速率都相同的物体，动量一■定相同C.一个物体的速率改变，它的动量一定改变D.一个物体的运动状态改变，它的动量一定改变2．关于动量的变化，下列说法中正确的是( )A.做直线运动的物体速度增大时，动量的变化量中的方向与运动方向相同B.做直线运动的物体速度减小时，动量的变化量A p的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时，动量的变化量Ap为零D.物体做匀速圆周运动时，动量的变化量Ap为零3．为了保护航天员的安全，飞船上使用了降落伞、反推火箭、缓冲座椅三大法宝，在距离地面大约 1 m 时，返回舱的 4 个反推火箭点火工作，返回舱速度一下子降到了 2 m/s 以下，随后又渐渐降到 1 m/s ，最终安全着陆，把返回舱从离地 1 m 开始减速到安全着陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是( )A.减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化B.减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量C.延长着地过程的作用时间D.减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力4．古时有“ 守株待兔” 的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死．若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s ，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )A．1 m/s B．1.5 m/sC．2 m/s D．2.5 m/s5.以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是( )A.在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同B.在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同C.在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同D.在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同6 .如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度抽出纸条后，铁块掉到地面上的 P 点，若以2V 速度抽出纸条，则铁块落地点为（）8 .在P 点左侧9 .物体m i 、m 2（m >m 2）以相同的初动能在地面上滑行，它们跟地面有相同的动摩擦因数,到它们停下来所经历的时间分别为t i 、t 2,则有（）A. t i >t 2D.无法确定10 .质量相等的A 、B 两个小球，沿着倾角分别是“和3/3的两个光滑的固定斜面,11 .如图甲所示，物体 A 和B 用轻绳相连，挂在轻质弹簧下静止不动， A 的质量为m B的质量为M 当连接A 、B 的绳突然断开后，物体 A 上升经某一位置时的速度大小为 V,这时物体B 下落的速度大小为 u,如图乙所示.在这段时间里，弹簧的弹力对物体铁块A.仍在P 点C.在P 点右侧不远处D.在P 点右侧原水平位移的两倍处 7 .高空作业须系安全带.如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h （可视为自由落体运动）.此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上， 则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（）A.罕+mgm 2gh8 .—^t —-mg c m ghC. —t-+ mgm gh D —--mg8.水平推力F i 和F 2分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上, 用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下来.两物体的v -t图象如图所示，图中线段 AB// CD 则（A. F i 的冲量大于F 2的冲量B. F i 的冲量等于F 2的冲量C.两物体受到的摩擦力大小相等D.两物体受到的摩擦力大小不等B. t i <t 2C. t i = t 2由静止从同一高度 h 2下滑到同样的另度 hi,如图所示，则A B 两小球（）A. 滑到h i 高度时的动量相同B. 滑到h i 高度时的动能相同C. 由h 2滑到h i 的过程中小球动量变化相同D. 由h 2滑到h i 的过程中小球动能变化相同A 的冲量为作 H D In 同JA. mvC. m 什 Mu12.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1 h 内杯中水位上升了 45 mm 查询得知，当时雨滴竖直下落的速度约为 12 m/s.3据此估算该压强约为 （设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1X103kg/m ）（ ）A. 0.15 PaB. 0.54 Pa位.）13 . （10分）一个质量为0.2 kg 、以10 m/s 的速度飞来的网球被球拍击中，并以 20 m/s的速度反方向弹回，网球与球拍的接触时间为0.1 s ，试求：（不考虑重力的冲量）（1）网球动量的变化； （2）球拍对网球的平均作用力.14 .（10分）用电钻给建筑物钻孔时，钻头所受的阻力与深度成正比.图，那 /为阻力f 与时间t 关系的图象，若钻头匀速钻进时第 1 s 内所受的阻力的/；冲量为100 Ns,求5 s 内阻力的冲量的大小.才 1 _ftI 515 .（10 分 ）跳起摸高是中学生进行的一项体育活动，某同学身高 1.80 m ，质量 65 kg ，站立举手达到 2.20 m ．此同学用力蹬地，经 0.45 s 竖直离地跳起，设他蹬地的力的大小恒定为 1 060 N ，计算他跳起可摸到的高度． （ g 取 10 m/s 2）B. mv- Mu D. m 什 mu回116. （10分）（2016高考全国卷乙）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M 的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S 的喷口持续以速度v0 竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为p,重力加速度大小为g. 求：（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量；（2）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．参考答案与解析1.[导学号13050001] 【解析】选CD.根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，选项A错误；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，选项 B 错误；一个物体的速率改变，则它的动量大小就一定改变，选项C正确；物体的运动状态改变，它的速度就一定改变，它的动量也就改变，选项 D 正确．2．[ 导学号13050002] 【解析】选AB. 动量是矢量，动量的变化量是初、末动量的矢量差．物体的速度大小不变，但方向改变时，动量变化量也不为零，C、D 项错误．做单向直线运动的物体初、末动量方向相同，速度增大时，动量变化量与速度同向，速度减小时，动量变化量与速度反向，A、B 项正确．3.[导学号13050003] 【解析】选CD.无论是否有反推火箭，返回舱和航天员从距地面约1m处至着陆的过程中，动量的变化和所受的冲量均相同，但有了反推火箭作用后，延长了着地过程的作用时间，由动量定理（F— G）t =即知返回舱和航天员所受的平均冲力减4 .［导学号13050004］ 【解析】选CD.根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为 根据动量定理有Ft =mv，所以，v=%曙=gt =2 m/s，选工D 正确.5 .［导学号13050005］ 【解析】选ABD.不计空气阻力，石块只受重力的冲量，两个过 程所用的时间相同，重力的冲量就相同， A 正确.据动量定理，物体动量的增量等于它所受力的冲量，由于在两个相等的时间间隔内，石块受到重力的冲量相同， 所以动量的增量必然相同，B 正确.由于石块下落时在竖直方向上是做加速运动，下落相同高度所用时间不同， 所受重力的冲量就不同，因而动量的增量不同，C 错.据动能定理，合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，石块只受重力作用，在重力的方向上位移相同，重力做的功就相同， 因此动能的增量就相同，D 正确.6 .［导学号13050006］【解析】选B.纸条抽出的过程，铁块所受的摩擦力一定，以速 度v 抽出纸条，铁块所受的摩擦力的作用时间较长，铁块获得的速度较大， 铁块平抛运动的水平位移较大；若以 2v 的速度抽出纸条，则铁块所受的摩擦力的作用时间较短，铁块获得 的速度较小，平抛运动的水平位移较小.所以铁块落地点在P 点左侧，选B.7 .［导学号13050007］【解析】选 A.人下落h 高度的过程中的运动为自由落体运动， 由运动学公式v 2=2gh 可知v=q2gh,缓冲过程中（取向上为正方向），由动量定理得（F — mc ）t =0 — （ —mV ,解得F= Njg + mg 选项A 正确.8 .［导学号13050008］【解析】选C.甲、乙先做加速运动，撤去推力后做减速运动.图中线段AB// CD 表明甲、乙与水平面的动摩擦因数相同，又甲、乙质量相等，所以两物体 受到的摩擦力大小相等，所以选项C 正确，D 错误.因为整个运动过程，物体的动量改变量为零，所以推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小. 由图可知甲的运动时间小于 乙的运动时间，所以甲的摩擦力的冲量小于乙的摩擦力的冲量， 则F 1的冲量小于F 2的冲量，所以选项A B 错误.12 129 .［导学号13050009］ 【解析】选 B.依题意知-mv 1 = 2n 2V 2,又m >m,故V 1<V 2；设物体初速度方向为正方向，由动量定理得一jjmgt=0—mv,解得t=~v,故11<t 2.闻10 .［导学号13050010］ 【解析】选BD .两小球由h 2下滑到h 1高度的过程中，机械能守恒，m@h 2—h 。

人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共5套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。

1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量()A．始终相同B．只有大小相同C．只有方向相同D．以上说法均不正确解析：选A做平抛运动的物体，只受重力作用，重力是恒力，其在相等时间内的冲量始终相等，根据动量定理，在相等的时间内，物体动量的变化量始终相同。

2．下列情形中，满足动量守恒的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析：选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零，所以选项B正确。

3.如图1所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如将细线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，细线被烧断的瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，小球与圆槽水平方向有共同速度，设为v′，设小球质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确。

4.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图像如图2所示，下列关系正确的是( )图2A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断解析：选B 由v ­t 图像可知，两球碰撞前a 球运动，b 球静止，碰后a 球反弹，b 球沿a 球原来的运动方向运动，由动量守恒定律得m a v a ＝－m a v a ′＋m b v b ′，解得m a m b ＝v b ′v a ＋v a ′<1，故有m a <m b ，选项B 正确。

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。

一、解答题1．一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。

现有一束α射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？ 解析：张角变小，原因见详解验电器金箔的张角将变小。

因为α射线具有一定的电离作用，它能使所经过的路径中空气分子电离，使空气变成导体，从而使带正电的验电器上的正电荷发生转移、中和，所以验电器金属箔的张角将变小。

2．一个氢原子的质量为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。

放射出的α粒子(42He )在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R 。

人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案第十六章 学业质量标准检测本卷分第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．如图所示，一个质量为0.18kg 的垒球，以25m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s ，设球棒与垒球的作用时间为0.01s 。

下列说法正确的是( A )A ． 球棒对垒球的平均作用力大小为1260NB ．球棒对垒球的平均作用力大小为360NC ．球棒对垒球做的功为238.5JD ．球棒对垒球做的功为36J解析：设球棒对垒球的平均作用力为F ，由动量定理得F －·t ＝m (v t －v 0)，取v t ＝45m /s ，则v 0＝－25m/s ，代入上式，得F －＝1260N ，由动能定理得W ＝12m v 2t －12m v 20＝126J ，选项A 正确。

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( B )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。

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.。

最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套单元测评(一)动量守恒定律(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统解析：判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定．B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C选项末动量为零而初动量不为零．D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等．答案：A2．一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是()A．物体的机械能一定增加B．物体的机械能一定减少C．相同时间内，物体动量的增量一定相等D．相同时间内，物体动能的增量一定相等解析：不知力做功情况，A、B项错；由Δp＝F合·t＝mat知C项正确；由ΔE k＝F合·x＝max知，相同时间内动能增量不同，D错误．答案：C3．(多选题)如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动()A．运动方向不可能改变B．可能是匀速圆周运动C．可能是匀变速曲线运动D．可能是匀变速直线运动解析：由题意可知，物体受到的合外力为恒力，物体不可能做匀速圆周运动，B项错误；物体的加速度不变，可能做匀变速直线运动，其运动方向可能反向，也可能做匀变速曲线运动，A项错误，C、D项正确．答案：CD4．(多选题)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速率变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为() A．m(v－v0)B．mgtC．m v2－v20D．m gh解析：平抛运动的合外力是重力，是恒力，所以动量变化量的大小可以用合外力的冲量计算，也可以用初末动量的矢量差计算．答案：BC5．质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船头站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙，船头指向左方．若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则() A．小船向左运动，速率为1 m/sB．小船向左运动，速率为0.6 m/sC．小船向右运动，速率大于1 m/sD．小船仍静止解析：选向左的方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v－m乙v＋M v′＝0，船的速度为v′＝(m乙－m甲)vM＝(60－40)×3100m/s＝0.6 m/s，船的速度向左，故选项B正确．答案：B6．如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，A带电－q，B带电＋2q，下列说法正确的是()A．相碰前两球运动中动量不守恒B．相碰前两球的总动量随距离减小而增大C．两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力D．两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统合外力为零解析：两球组成的系统，碰撞前后相互作用力，无论是引力还是斥力，合外力总为零，动量守恒，故D选项对，A、B、C选项错．答案：D7．在光滑的水平面的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n 次后，剩余的总动能为原来的18，则n 为( ) A ．5 B ．6C ．7D ．8解析：整个过程动量守恒，则碰撞n 次后的整体速度为v ＝m v 0(n ＋1)m ＝v 0n ＋1，对应的总动能为：E k ＝12(n ＋1)m v 2＝m v 202(n ＋1)，由题可知E k ＝m v 202(n ＋1)＝18×12m v 20，解得：n ＝7，所以C 选项正确.答案：C8．两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次后，甲和乙最后速率关系是( )A ．若甲最先抛球，则一定是v 甲＞v 乙B ．若乙最后接球，则一定是v 甲＞v 乙C ．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v 甲＞v 乙D ．无论怎样抛球和接球，都是v 甲＞v 乙解析：将甲、乙、篮球视为系统，则满足系统动量守恒，系统动量之和为零，若乙最后接球，即(m 乙＋m 篮)v 乙＝m 甲v 甲，则v 甲v 乙＝m 乙＋m 篮m 甲，由于m 甲＝m 乙，所以v 甲＞v 乙．答案：B9．(多选题)如图所示，一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP′，PP′穿过金属环的圆心．现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则()A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来B．磁铁将不会穿越滑环运动C．磁铁与圆环的最终速度为M v0 M＋mD．整个过程最多能产生热量Mm2(M＋m)v20解析：磁铁向右运动时，金属环中产生感应电流，由楞次定律可知磁铁与金属环间存在阻碍相对运动的作用力，且整个过程中动量守恒，最终二者相对静止．M v0＝(M＋m)v，v＝M v0M＋m；ΔE损＝12M v20－12(M＋m)v2＝Mm v202(M＋m)；C、D项正确，A、B项错误．答案：CD10．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A 和B ，A 的质量为m A ，B 的质量为m B ，m A ＞m B .最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A 和B 对地面的速度大小相等，则车( )A ．静止不动B ．左右往返运动C ．向右运动D ．向左运动解析：两人与车为一系统，水平方向不受力，竖直方向合外力为零，所以系统在整个过程中动量守恒．开始总动量为零，运动时A 和B 对地面的速度大小相等，m A ＞m B ，所以AB 的合动量向右，要想使人车系统合动量为零，则车的动量必向左，即车向左运动．答案：D11．如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s ，g 取10 m/s 2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是( )A ．5 m/sB ．4 m/sC ．8.5 m/sD ．9.5 m/s解析：对小球落入小车前的过程，平抛的初速度设为v 0，落入车中的速度设为v ，下落的高度设为h ，由机械能守恒得：12m v 20＋mgh ＝12m v 2，解得v 0＝15 m/s ，车的速度在小球落入前为v 1＝7.5 m/s ，落入后相对静止时的速度为v 2，车的质量为M ，设向左为正方向，由水平方向动量守恒得：m v 0－M v 1＝(m ＋M )v 2，代入数据可得：v2＝－5 m/s，说明小车最后以5 m/s的速度向右运动．答案：A12．如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为m∶MC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：依据系统动量守恒，C向右运动时，A、B向左运动，或由牛顿运动定律判断，AB受向左的弹力作用而向左运动，故A项错；又M v AB＝m v C，得v C vAB ，即B项错；根据动量守恒得：0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故选C.＝Mm答案：C第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(5分)某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为2∶3，用A作入射球，初速度为v1＝1.2 m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是________.解析：根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC.答案：BC(5分)14．(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B .b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平．c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上．d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1.e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作．当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.(1)实验中还应测量的物理量是______________________________．(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是m v 的矢量和，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________________________．解析：(1)本实验要测量滑块B 的速度，由公式v ＝L t 可知，应先测出滑块B的位移和发生该位移所用的时间t ，而滑块B 到达D 端所用时间t 2已知，故只需测出B 的右端至D 板的距离L 2.(2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零．则由动量守恒可知0＝m A ·L 1t 1－m B ·L 2t 2即m A L 1t 1＝m B L 2t 2产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．答案：(1)测出B 的右端至D 板的距离L 2(3分)(2)m A L 1t 1＝m B L 2t 2(3分) 测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差(3分)三、计算题(本题有3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(10分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m 3.解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得(M －ρQt )v ′＝ρQt v (6分)代入数据解得火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s ＝4 m/s. (4分) 答案：4 m/s16．(12分)如图所示，有A 、B 两质量均为M ＝100 kg 的小车，在光滑水平面上以相同的速率v 0＝2 m/s 在同一直线上相对运动，A 车上有一质量为m ＝50 kg 的人至少要以多大的速度(对地)从A 车跳到B 车上，才能避免两车相撞？解析：要使两车避免相撞，则人从A 车跳到B 车上后，B 车的速度必须大于或等于A 车的速度，设人以速度v 人从A 车跳离，人跳到B 车后，A 车和B 车的共同速度为v ，人跳离A 车前后，以A 车和人为系统，由动量守恒定律：(M ＋m )v 0＝M v ＋m v 人(5分)人跳上B 车后，以人和B 车为系统，由动量守恒定律：m v 人－M v 0＝(m ＋M )v (5分)联立以上两式，代入数据得：v 人＝5.2 m/s. (2分)答案：5.2 m/s17．(16分)如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m ，现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t ；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过多少． 解析：(1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m 2v 0＝(m 1＋m 2)v (3分)设物块与车面间的滑动摩擦力为F ，对物块应用牛顿定律有F ＝m 2v 0－v t (2分)又F ＝μm 2g (1分)解得t ＝m 1v 0μ(m 1＋m 2)g(1分) 代入数据得t ＝0.24 s. (1分)(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′(3分)由功能关系有12m 2v ′20＝12(m 1＋m 2)v ′2＋μm 2gL (3分) 代入数据解得v 0′＝5 m/s故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s. (2分)答案：(1)0.24 s (2)5 m/s单元测评(二) 波粒二象性(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A ．能量的连续经典理论B ．普朗克提出的能量量子化理论C ．以上两种理论体系任何一种都能解释D ．牛顿提出的能量微粒说解析：根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 项正确．答案：B2．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.12Nhν C ．Nhν D ．2Nhν解析：光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν，N 个光子能量为Nhν，故C 正确．答案：C3．经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：电子被加速后其德布罗意波波长λ＝h p ＝1×10－10 m ，穿过铝箔时发生衍射．电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．所以A 、B 、C 项均错．答案：D4．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )A BC D 解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C 、D 错误．另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A 错误，B 正确．答案：B5．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ＜λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ＞λ′解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界，光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前，光子的能量E＝hν＝h cλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E′＝hν′＝h cλ′，由E＞E′，可知λ＜λ′，选项C正确．答案：C6．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处可能是()A．亮纹B．暗纹C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D．以上各种情况均有可能解析：按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b 处一定是亮纹，选项A正确．答案：A7．(多选题)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析：不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．答案：CD8．(多选题)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A．图像甲表明光具有粒子性B．图像丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析：从题图甲可以看出，少数粒子打在底片上的位置是随机的，没有规律性，显示出粒子性；而题图丙是大量粒子曝光的效果，遵循了一定的统计性规律，显示出波动性；单个光子的粒子性和大量粒子的波动性就是概率波的思想．答案：ABD9．近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A ．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B ．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C ．大量光子表现光具有粒子性D ．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性解析：由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D 项正确．答案：D10．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n ＞1.已知普朗克常量为h 、电子质量为m 和电子电荷量为e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B.md 2h 23n 2e 3 C.d 2h 22men 2 D.n 2h 22med 2解析：由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝m v ＝2meU ＝h λ，而λ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2. 答案：D11．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( )A ．不受外力作用时光子就会做匀速运动B ．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C ．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D ．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D.答案：D12．(多选题)如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像，由图像可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E解析：题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，选项B正确．根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A正确，而选项C、D错误．答案：AB第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)一颗近地卫星质量为m，求其德布罗意波长为多少？(已知地球半径为R ，重力加速度为g )解析：由万有引力提供向心力计算速度，根据德布罗意波长公式计算．对于近地卫星有：G Mm R 2＝m v 2R (2分) 对地球表面物体m 0有：G Mm 0R 2＝m 0g (2分) 所以v ＝gR ，(2分)根据德布罗意波长λ＝h p (2分)整理得：λ＝h m v ＝h m gR. (2分) 答案：h m gR14．(13分)波长λ＝0.71Å的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B 的匀强磁场区域内做最大半径为r 的匀速圆周运动，已知rB ＝1.88×10－4 m·T ，电子质量m ＝9.1×10－3 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v 2r ＝e v B所以v ＝erB m (3分) 电子的最大初动能E k ＝12m v 2＝e 2r 2B 22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×10－31J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103 eV(2分) (2)入射光子的能量ε＝hν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×1087.1×10－11×1.6×10－19 eV ≈1.75×104eV(3分) 根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为W 0＝hν－E k ＝1.44×104 eV(2分)(3)物质波的波长为λ＝h m v ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4m ≈2.2×10－11 m(3分) 答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11 m15．(14分)如图所示，相距为d 的两平行金属板A 、B 足够大，板间电压恒为U ，有一波长为λ的细激光束照射到B 板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B 的逸出功为W ，电子质量为m ，电荷量为e .求：(1)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子，到达A 板时的动能；(2)光电子从B 板运动到A 板时所需的最长时间．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，光子的频率为ν＝c λ.(3分)所以，光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W .(3分)能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，所以E k1＝eU＋hcλ－W.(3分)(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子．则d＝12at2＝Uet22dm，得t＝d2mUe.(5分)答案：(1)eU＋hcλ－W(2)d2mUe16．(15分)光子具有能量，也具有动量．光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压\”．光压的产生机理如同气体压强；大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0.已知光速为c，光子的动量为E/c.(1)若太阳光垂直照射到地球表面，则在时间t内照射到地球表面上半径为r 的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？(2)若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内光子被完全反射(即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽视不计)，则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少？(3)有科学家建议把光压与太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源．一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收．若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的1＋ρ2倍．设太阳帆的反射系数ρ＝0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r＝15 m，飞船的总质量m＝100 kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0＝1.4 kW，已知光速c＝3.0×108m/s.利用上述数据并结合第(2)问中的结果，求：太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化．(结果保留2位有效数字)解析：(1)在时间t 内太阳光照射到面积为S 的圆形区域上的总能量E 总＝P 0St ，解得E 总＝πr 2P 0t .照射到此圆形区域的光子数n ＝E 总/E .解得n ＝πr 2P 0t /E .(2)因光子的能量p ＝E /c ，到达地球表面半径为r 的圆形区域的光子总动量p 总＝np .因太阳光被完全反射，所以在时间t 内光子总动量的改变量Δp ＝2p 总．设太阳光对此圆形区域表面的压力为F ，依据动量定理Ft ＝Δp ，太阳光在圆形区域表面产生的光压I ＝F /S ，解得I ＝2P 0/c .(3)在太阳帆表面产生的光压I ′＝1＋ρ2I ， 对太阳帆产生的压力F ′＝I ′S .设飞船的加速度为a ，依据牛顿第二定律F ′＝ma .解得a ＝5.9×10－5 m/s 2.答案：(1)πr 2P 0t πr 2P 0t /E (2)2P 0/c(3)5.9×10－5 m/s 2单元测评(三) 原子结构(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．(多选题)下列叙述中符合物理史实的有( )A ．爱因斯坦提出光的电磁说B．卢瑟福提出原子核式结构模型C．麦克斯韦提出光子说D．汤姆孙发现了电子解析：爱因斯坦提出光子说，麦克斯韦提出光的电磁说．答案：BD2．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压能够对其加速，从而增加能量B．阴极射线通过偏转电场时不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场时能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变解析：X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，B正确．答案：B3．α粒子散射实验中α粒子经过某一原子核附近时的两种轨迹如图所示，虚线为原子核的等势面，α粒子以相同的速率经过电场中的A点后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹不能断定的是()A．原子核带正电B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质C．粒子在径迹1中的动能先减少后增大D．经过B、C两点两粒子的速率相等。

选修 3-5 综合检测 B( 时间： 90 分钟 满分： 100 分 )一、选择题 (1～ 8题为单项选择题， 9～12 题为多项选择题，每题 4分，共 48 分)1．光电效应实验中，下列表述正确的是 ( ) A ．光照时间越长光电流越大 B ．入射光足够强就可以有光电流 C ．遏止电压与入射光的频率无关D ．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子 2．以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程： x ＋37Li →2y ，1417y ＋ 7N →x ＋ 8O ，912y ＋4Be → z ＋ 6C.x 、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是( )A ． α粒子B ．质子C ．中子D ．电子3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有 ( )A ．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B ．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C ．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D ．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统 4．一个不稳定的原子核质量为 M ，处于静止状态．放出一个质量为 m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为 E 0 ，则原子核反冲的动能为 ( )5．据媒体报道， 叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡， 英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药 —— 放射性元素钋 (21804Po)．若该元素发生 α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为84Po→ X ＋ 2He ＋ γ，则下列说法中错误的是 ( )A ． X 原子核含有 124 个中子B ．X 原子核含有 206 个核子C ．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的210D ．100 g 的21804Po 经276天，已衰变的质量为 75 gMmM M －m m E 0A ．E 0D.6．图 1 中曲线a、b、c、 d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是A ．a 、b 为 β粒子的径迹B ．a 、 b 为 γ粒子的径迹C ．c 、d 为 α粒子的径迹D ． c 、 d 为 β粒子的径迹7．如图 2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于 n ＝4 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为 1.90 eV 的金属铯，下列说法正确的是 ( )图2A ．这群氢原子能发出 6 种频率不同的光子，其中从 n ＝4跃迁到 n ＝3 所发出的光波长最短B ．这群氢原子能发出 3 种频率不同的光子，其中从 n ＝ 4 跃迁到 n ＝1 所发出的光频率最高C ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为 12.75 eVD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV8．如图 3所示，在光滑水平面上，有质量分别为 2m 和 m 的A 、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧 (弹簧与 A 、B 不拴连 )，由于被一根细绳拉着而处于静止状态． 当 剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是 ( )A ．两滑块的动能之比 E kA ∶E kB ＝1∶ 2B ．两滑块的动量大小之比 p A ∶ p B ＝ 2∶ 1C ．两滑块的速度大小之比 v A ∶v B ＝ 2∶1D ．弹簧对两滑块做功之比 W A ∶W B ＝1∶ 1 9．关于天然放射性，下列说法正确的是 ( )A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关()图1图3C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、 β和 γ三种射线中， γ射线的穿透能力最强10．科学家使用核反应获取氚， 再利用氘和氚的核反应获得能量． 核反应方程分别为： X ＋ Y → 42 He ＋ 31H ＋ 4.9 MeV 和12H ＋31H →24He ＋X ＋17.6 MeV.下列表述正确的有 ( ) A ． X 是中子B ．Y 的质子数是 3，中子数是 6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应 11．一静止的铝原子核 2137Al俘获一速度为 1.0×107 m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原 子核 1248Si *.下列说法正确的是 ( )A ．核反应方程为 p ＋2173Al →1248Si *B ．核反应过程中系统动量守恒C ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D ．硅原子核速度的数量级为 105 m/s ，方向与质子初速度的方向一致12．我国女子短道速滑队在 2013 年世锦赛上实现女子 3 000 m 接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙 猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图 4 所示．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则 ( )图4A ．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反B ．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C ．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D ．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功二、填空题 (本题共 2 个小题，共 12 分) 13．(6 分 )在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是 吸收快中子后变成 23992U ， 23992U 很不稳定，经过两次 为 m 1，1 个23994Pu 核的质量为 m 2，1 个电子的质量为 (1)92U的衰变方程是 ____________________________________________________(2) __________________________________________________________________ 23992U 衰变释放的能量为 _______________________________________________________________14．(6 分)如图 5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为 95 kg 的橄榄球前锋以 5 m/s 的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均 为 75 kg 的队员， 一个速度大小为 2 m/ s ，另一个速度大小为 4 m/s ，然后他们就扭在了一起．94Pu，裂变时释放出快中子，周围的 92Uβ衰变后变成 29349Pu.已知 1 个 23992U 核的质量m e ，真空中光速为 c.图5(1) _____________________________ 他们碰撞后的共同速率是( 结果保留一位有效数字)．(2) _________________________________________________________________ 在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________________________ .三、计算题(本题共 4 个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4 能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63× 10 －34－34J s·，结果保留两位有效数字．图616．(8 分)一个铍核(49Be) 和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出 5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3) 这130 g 物质反应过程中，其质量亏损是多少？17．(10 分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7 所示，运动员将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行，最后停于 C 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r ，重力加速度为g.图7(1)求冰壶从O 点到 A 点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到 C 点的冰壶能停于O′(2)木板的长度 L ；(3) 滑块 CD 圆弧的半径．选修 3-5 综合检测 B 答案解析1．光电效应实验中，下列表述正确的是 ( ) A ．光照时间越长光电流越大 B ．入射光足够强就可以有光电流 C ．遏止电压与入射光的频率无关D ．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析 由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光 电流几乎是瞬时产生的， 其大小与光强有关， 与光照时间长短无关， 易知 eU 0＝ E k ＝h ν－ W(其 中 U 0为遏止电压， E k 为光电子的最大初动能， W 为逸出功， ν为入射光的频率 )．由以上分 析知， A 、B 、C 错误， D 正确．2．以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程： x ＋37Li →2y ，1417y ＋ 7N →x ＋ 8O ，912y ＋4Be → z ＋ 6C.x 、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是( )A ． α粒子B ．质子点，求 A 点与 B 点之间的距离．18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为 m 的木板 AB 和滑块 CD ，木板 AB 上表面粗糙，1滑块 CD 上表面是光滑的 41圆弧， 其始端D 点切线水平且在木板 AB 上表面内， 它们紧靠在一 起，如图 8 所示．一可视为质点的物块 P ，质量也为 m ，从木板 AB 的右端以初速度 v 0 滑上 木板 AB ，过 B 点时速度为 v 20，又滑上滑块 CD ，最终恰好能滑到滑块 CD 圆弧的最高点 C 处．已 知物块 P 与木板 AB 间的动摩擦因数为μ.求：(1)物块滑到 B 处时木板的速度C ．中子 答案 C解析 由于核反应前后电荷数守恒， 则 x ＋3＝2y ， ①y ＋ 7＝x ＋ 8，② y ＋ 4＝ z ＋ 6.③由 ①②③ 联立解得： x ＝ 1， y ＝ 2， z ＝0，故 z 为中子，选项 C 正确． 3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有( )A ．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B ．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统 C ．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统 D ．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统 答案 A解析 判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成 立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义 判定，B 选项叙述的系统， 初动量为零， 末动量不为零． C 选项末动量为零而初动量不为零． D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．一个不稳定的原子核质量为 M ，处于静止状态．放出一个质量为 m 的粒子后反冲，已知 放出的粒子的动能为 E 0 ，则原子核反冲的动能为 ( )答案 C解析 由动量守恒定律 (M － m)v ＝mv 0＝p ， 22 p ，E 0＝ p2 M －m，E 0＝2m由以上各式可得 E k ＝E 0， C 正确． M －m5．据媒体报道， 叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡， 英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药 —— 放射性元素钋 (21804Po)．若该元素发生 α衰变，其半衰期是 138天，衰变方程为84Po→ X ＋ 2He ＋ γ，则下列说法中错误的是 ( )A ． X 原子核含有 124 个中子B ．X 原子核含有 206 个核子D ．电子D.MmM －m E 0又 E k A ．E 0B.mC.M － m E 0C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的210D．100 g 的21804Po经276天，已衰变的质量为75 g答案C解析X 原子核中的核子数为210－4＝206 个，B 项正确．中子数为206－(84－2)＝124个， A 项正确．γ射线是核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出产生的， C 项错．经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三， D 项正确．6．图 1 中曲线a、b、c、 d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )图1A．a、b为β粒子的径迹B ．a、 b 为γ粒子的径迹C．c、d 为α粒子的径迹D．c、 d 为β粒子的径迹答案D解析γ粒子不带电，不会发生偏转，故 B 错．由左手定则可判定，a、b 粒子带正电，c、d粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确．7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为 1.90 eV 的金属铯，下列说法正确的是( ) 图2A．这群氢原子能发出 6 种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3 所发出的光波长最短B ．这群氢原子能发出 3 种频率不同的光子，其中从n＝ 4 跃迁到n＝1 所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为 10.85 eV答案 D解析 这群氢原子能发生 C 24＝ 6种频率不同的光子，其中从 n ＝4 跃迁到 n ＝3所发出的光波 的频率最小，波长最长，从 n ＝4跃迁到 n ＝1所发出的光的频率最高，故 A 、B 错；光电子 的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即ΔE ＝ E 4－E 1＝－ 0.85 eV －(－ 13.6 eV) ＝ 12.75 eV ，由光电效应方程知 E k ＝ΔE －W ＝10.85eV ， C 错， D 对．8．如图 3所示，在光滑水平面上，有质量分别为 2m 和 m 的 A 、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧 (弹簧与 A 、B 不拴连 )，由于被一根细绳拉着而处于静止状态． 当 剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是 ( )A ．两滑块的动能之比 E kA ∶E kB ＝1∶ 2B ．两滑块的动量大小之比 p A ∶ p B ＝ 2∶ 1C ．两滑块的速度大小之比 v A∶vB＝2∶1D ．弹簧对两滑块做功之比 W A ∶W B ＝1∶ 1 答案 A解析 根据动量守恒定律知，两滑块脱离弹簧后动量大小相等， B 项错误； m A v A ＝ m B v B ，故2v A ∶v B ＝m B ∶m A ＝1∶2，C 项错误；由 E k ＝2p m 得 E kA ∶E kB ＝ m m A ＝21，A 项正确；由 W ＝ΔE k知 W A ∶W B ＝ E kA ∶E kB ＝1∶2，D 项错误．9．关于天然放射性，下列说法正确的是 ( ) A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、 β和 γ三种射线中， γ射线的穿透能力最强答案 BCD解析 自然界中绝大部分元素没有放射现象， 选项 A 错误； 放射性元素的半衰期只与原子核 B 、C 正确； α、 β和 γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项 D正确．结构有关，与其他因素无关，选项 图3410．科学家使用核反应获取氚， 再利用氘和氚的核反应获得能量． 核反应方程分别为： X ＋ Y → 42He ＋ 31H ＋ 4.9 MeV 和12H ＋31H →24He ＋X ＋17.6 MeV.下列表述正确的有 ( ) A ． X 是中子B ．Y 的质子数是 3，中子数是 6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应答案 AD11．一静止的铝原子核 2137Al 俘获一速度为 1.0×107 m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原子核14Si .下列说法正确的是 ( )A ．核反应方程为 p ＋ 2173Al → 1248Si *B ．核反应过程中系统动量守恒C ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D ．硅原子核速度的数量级为 105 m/s ，方向与质子初速度的方向一致答案 ABD解析 质子 p 即11H ，核反应方程为 p ＋1237Al →2148Si *，A 项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B 项正确； 在核反应中质量数守恒， 但会发生质量亏损， 所以C 项错误； 设质子的质量为 m ，方向与质子初速度的方向相同，故 D 项正确．12．我国女子短道速滑队在 2013 年世锦赛上实现女子 3 000 m 接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙 猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图 4 所示．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则 ( )图4A ．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反B ．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C ．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D ．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功答案 AB解析 在甲、乙相互作用的过程中，系统的动量守恒，即甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、则 14Si 的质量为 28m ，由动量守恒定律有v 0 mv 0＝28mv ，得 v ＝ 2871.0× 10 285m/s ≈3.6 ×10 m/ s ，2方向相反，甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反，选项ΔE k可知，选项C、D 均错误．二、填空题(本题共 2 个小题，共12 分)13．(6 分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是29349Pu，裂变时释放出快中子，周围的29328U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成29349Pu.已知1个23992U 核的质量为m1， 1 个23994Pu 核的质量为m2， 1 个电子的质量为m e，真空中光速为 c.(1) 92U 的衰变方程是___________________________________________________ ；(2) __________________________________________________________________ 23992U 衰变释放的能量为______________________________________________________________ ．答案(1) 29329U →23994Pu＋ 2 －10e (2)(m1－m2－2m e)c2解析(1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：23992U→ 29349Pu ＋2 －01e；(2)一次衰变过程中的质量亏损为：Δm＝m1－m2－2m e根据质能方程有：22ΔE ＝Δmc ＝（m1－m2－14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以 5 m/s 的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75kg 的队员，一个速度大小为 2 m/ s，另一个速度大小为 4 m/s ，然后他们就扭在了一起．图5(1) ____________________________ 他们碰撞后的共同速率是( 结果保留一位有效数字)．(2) 在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：答案(1)0.1 m/s (2)见解析图能解析(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1 方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1－M2v2－M2v3＝(M1＋2M2)vA、B 正确．由E k＝2p m和W＝代入数据解得， v ≈ 0.1 m/s （2）因 v>0，故碰后总动量 p 的方向与 p A 方向相同，碰撞后的状态及动量如图所示，即他们都过了底线，该前锋能得分．三、计算题 （本题共 4 个小题，共 40分）15．（8分）氢原子的能级图如图 6所示．原子从能级 n ＝3向 n ＝1跃迁所放出的光子， 正好使 某种金属材料产生光电效应． 有一群处于 n ＝4 能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属． 求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值． －34 J s ·，结果保留两位有效数字． 图6答案 2.9×1015 Hz 0.66 eV解析 E 3－ E 1＝ h ν15解得 ν≈2.9×1015 Hzn ＝ 4 向 n ＝1 跃迁所放出的光子照射金属产生光电子的最大初动能最大，根据爱因斯坦光电 方程E k ＝（E 4－E 1）－ （E 3－E 1）得 E k ＝0.66 eV.16．（8 分）一个铍核 （49Be ） 和一个 α粒子反应后生成一个碳核， 放出一个中子， 并释放出5.6 MeV 的能量 （保留两位有效数字 ）．（1）写出这个核反应过程．（2）如果铍核和 α粒子共 130 g ，且刚好反应完，求共放出多少能量？（3）这 130 g 物质反应过程中，其质量亏损是多少？答案 (1) 4Be ＋ 2He → 6C ＋ 0n普朗克常量 h ＝6.63× 1012(2)5.4×1012J－5(3)6.0× 10－kg解析(1) 49Be＋24He→126C＋01n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝μBe＋μα＝(9＋4) g/mol ＝13 g/ mol，M 130铍核和氦核各含的摩尔数n＝Mμ＝130 mol＝10 mol，μ 13所以放出的能量ΔE＝n·N A·E 放＝10×6.02×1023×5.6 MeV ≈ 3.371× 1025MeV ≈5.4× 1012J12ΔE 5.4×10(3) 质量亏损Δm＝c2＝ 3.0× 108 2kg＝6.0×10－5kg.17．(10 分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7 所示，运动员将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行，最后停于 C 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r ，重力加速度为g.图7(1)求冰壶从O 点到 A 点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到 C 点的冰壶能停于O′点，求 A 点与 B 点之间的距离．答案(1)m 2μgL (2)L－4r解析(1)由－μmgL＝0－21mv A2，得v A＝2μ g. L由I＝mv A，将v A 代入得I＝m 2μ g.L12(2)设 A 点与 B 点之间的距离为s，由－μmg－s 0.8μm(gL＋r－s)＝0－2mv A2，将v A 代入得s＝L－4r.18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB 和滑块CD，木板AB上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的1圆弧，其始端 D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一4起，如图8 所示．一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB 的右端以初速度v0 滑上木板AB，过B点时速度为v20，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C处．已知物块 P 与木板 AB 间的动摩擦因数为 μ.求：(1)物块滑到 B 处时木板的速度 v AB ； (2)木板的长度 L ；(3)滑块 CD 圆弧的半径．解析 (1) 由点 A 到点 B 时，取向左为正方向，由动量定恒定律得 mv 0＝mv B ＋2m ·v AB又 v B ＝ 2 ，解得 v AB ＝ 4 ，方向向左 5v0216μg(3) 由点 D 到点 C ，滑块 CD 与物块 P 组成的系统在水平方向上动量守恒v 0 v 0m ·2 ＋m ·4＝ 2mv 共滑块与 CD 组成的系统机械能守恒 mgR ＝21m(v 20)2＋12m(v 40)2－21×2mv 共 22联立解得滑块 CD 圆弧的半径为 R ＝ 6v 40g . 图8答案 (1) v 40，方向向左(2) 5v 02 16μg (3) v 0 64g (2)由点 A 到点 B 时，根据能量守恒定律得解得 L ＝。

人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案《动量守恒定律》单元测试题一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。

）2. 如图2所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，/带电一g, B 带电+2g,下列说法正确的是（）B. 相碰前两球的总动量随距离减小而增人C. 两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力D. 两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统•合外力为零3. 如图3所示，A. 3两物体质量之比仏:〃彷=3 : 2,原來静止在平板小车C 上必、3间有一根被压 缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是（）A. 若力、3与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A. B 组成的系统动量守恒B. 若/、〃与平板车上表而间的动摩擦因数相同，A. B 、C 组成 — — 的系统动A TO553KRTB 量守恒 | y .i cC.若力、3所受的摩擦力大小相等，/、3组成的系统动量守恒 7777777^777777^7777777-D. 若/、B 所受的摩擦力大小相等，A. B 、C 组成的系统动量守恒4. 在光滑水平面上，一质量为加、速度大小为u 的/球与质量为2加静止的8球碰撞后，/球的速 度方向与碰撞前相反。

则碰撞后B 球的速度大小可能是（）A. 0.6#B. 0.4” C ・ 0.3vD. 0.2v5. 质量分别为阳和牝的两个物体分别受到恒定外力尺、尸2的作用，•设它们从静止开始，要使它们在相同的时间内两物体动能的增加量相同，则円、尸2应满足的关系是（）A. F] ： F^=m\ : m2B. F\ ' F 戶n?:加 1C. F| :尸2=伤? ： 4^2D. Fi : F 2= 7^7: 7^1"6. 一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从艇头和艇尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹的质量相 同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则炮艇的动量和速度的变化是（）A. 动量不变，速度变大B.动量变小，速度不变及侧面各装有一个阀门, 分别为S|、S2、S3、S4（图中未全画出）。

人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册课时跟踪检测（一） 动量和动量定理1．(多选)下列说法正确的是( )A ．运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B ．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动量一定发生变化C ．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动能一定发生变化D ．物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析：选AB 动量的方向总与速度即运动方向相同，故A 对；合外力的冲量不为零，由动量定理I合＝Δp ，可知动量的变化量Δp 一定不为零，即动量一定变化，但动能不一定变化，有可能动量的大小不变，方向变化，故B 对，C 错；I合的方向一定与动量变化量的方向相同，但不一定与动量的方向相同，故D 错。

2．篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。

接球时，两手随球迅速收缩至胸前。

这样做可以( ) A ．减小球对手的冲量 B ．减小球对手的冲击力 C ．减小球的动量变化量 D ．减小球的动能变化量解析：选B 由动量定理Ft ＝Δp 知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项B 正确。

3．(多选)古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。

若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s ，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )图1A ．1 m/sB ．1.5 m/sC ．2 m/sD ．2.5 m/s解析：选CD 根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F ，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有－Ft ＝0－m v ，所以v ＝Ft m ＝mgtm＝gt ＝10×0.2 m/s ＝2 m/s 。

4.质量为1 kg 的物体做直线运动，其速度图像如图2所示。

则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )图2A ．10 N·s,10 N·sB ．10 N·s ，－10 N·sC ．0,10 N·sD ．0，－10 N·s解析：选D 由图像可知，在前10 s 内初、末状态的动量相等，p 1＝p 2＝5 kg·m/s ，由动量定理知I 1＝0；在后10 s 内p 3＝－5 kg·m/s ，I 2＝p 3－p 2＝－10 N·s ，故选D 。

高中物理：选修3-5 全册检测题（含答案）一、单项选择题1. 有一只小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计重一吨左右).一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量.他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头停下,而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m,水的阻力不计,则船的质量为( )A. m L＋ddB.m L－ddC.mLdD.m L＋dL2. (2020湖南怀化市调研)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t＝0时刻开始,受到如图所示的水平外力作用,下列说法正确的是( )A. 第1s末质点的速度为2m/sB. 第2s末外力做功的瞬时功率最大C. 第1s内与第2s内质点动量增加量之比为1∶2D. 第1s内与第2s内质点动能增加量之比为4∶53. 下列说法中正确的是( )A. 爱因斯坦认为：光本身就是由一个个不可分割的能量子(光子)组成的B. 光电效应现象证明光是一种波C. 核力一定是发生在核子间的吸引力作用D. 发生轻核的聚变反应时,原子核核子的平均质量变大4. (2018如皋市模拟四)下列说法中正确的是( )A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．γ射线是高速运动的电子流C．铀235与铀238原子核内的中子数不同,因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到108K,反应过程中要吸收能量5. (2020云南昆明市质检)下列说法正确的是( )A. 原子核的结合能越大,原子核越稳定B. β衰变释放出电子,说明原子核内有电子C. 氡的半衰期为3.8天,8个氡原子核经过7.6天后剩下2个氡原子核D. 用频率为ν的入射光照射光电管的阴极,遏止电压为U c,改用频率为2ν的入射光照射同一光电管,遏止电压大于2U c＝1n2E1(n＝6. (2019安徽蚌埠市第二次质检)氢原子的能级公式为E n1,2,3…),其中基态能量E1＝－13.6eV,能级图如图1所示．大量氢原子处于量子数为n的激发态,由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光子能量为－0.96E1,则n和可能发出的频率最小的光子能量分别为( )A．5,0.54eV B．5,0.31eVC．4,0.85eV D．4,0.66eV7. (2019河南郑州市第二次质量预测)1933年至1934年间,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发生的核反应方程为2713Al＋42He→3015P＋1n,反应生成物3015P像天然放射性元素一样衰变,放出正电子e,且伴随产生中微子A Zν,核反应方程为3015P→3014Si＋01e＋A Zν.则下列说法正确的是( )A. 当温度、压强等条件变化时,放射性元素3015P的半衰期随之变化B. 中微子的质量数A＝0,电荷数Z＝0C. 正电子产生的原因可能是核外电子转变成的D. 两个质子和两个中子结合成一个α粒子,则质子与中子的质量之和一定等于α粒子的质量8. (2019福建龙岩市3月质量检查)两个氘核以相等的动能E k对心碰撞发生核聚变,核反应方程为21H＋21H→32He＋1n,其中氘核的质量为m1,氦核的质量为m2,中子的质量为m3.假设核反应释放的核能E全部转化为动能,下列说法正确的是( )A. 核反应后氦核与中子的动量相同B. 该核反应释放的能量为E＝(m1－m2－m3)c2C. 核反应后氦核的动能为E＋2Ek4D. 核反应后中子的动能为E＋Ek 4二、多项选择题9. 质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在碰撞过程中,下列情况可能发生的是( )A. M、m0、m速度均发生变化,分别为v1、v2、v3,而且满足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3B. m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,而且满足Mv＝Mv1＋mv2C. m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv＝(M＋m)v′D. M、m0、m速度均发生变化,M、m0速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(M＋m)v0＝(M＋m)v1＋mv210. 如图所示,在光滑的水平面上有一静止的物体M,物体M上有一光滑的半圆弧轨道,最低点为C,A、B为同一水平直径上的两点,现让小滑块m从A点由静止下滑,则( )A. 小滑块m到达物体M上的B点时小滑块m的速度不为零B. 小滑块m从A点到C点的过程中物体M向左运动,小滑块m从C点到B点的过程中物体M 向右运动C. 若小滑块m由A点正上方h高处自由下落,则由B点飞出时做竖直上抛运动D. 物体M与小滑块m组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒11. (2019东北三省三校第二次联合模拟)如图所示,甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和截止频率．以下说法正确的是( )A. 若b光为绿光,c光可能是紫光B. 若a光为绿光,c光可能是紫光C. 若b光光子能量为2.81eV,用它照射由金属铷制成的阴极,所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子,可以产生6种不同频率的光D. 若b光光子能量为2.81eV,用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子,可以产生6种不同频率的光12. (2019湖南娄底市第二次模拟)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(A Z X)发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,生成的新核用Y表示．下列说法正确的是( )A. 新核Y在磁场中圆周运动的半径为R Y＝2Z－2RB. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,且电流大小为I＝Bq2 2πmC. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,则衰变过程中的质量亏损为Δm＝A qBR2 2m A－4c2D. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙三、简答题13. 如图所示,当开关K断开时,用光子能量为2.8 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。

原子核与放射性一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1.下列现象中，涉及原子核内部变化的是（ ） A ．α粒子的散射 B ．天然放射现象 C ．光电效应现象D ．原子发出现象2．天然放射现象的发现揭示了（ ）A ．原子还可再分B ．原子的核式结构C ．原子核还可再分D ．原子核由原子和中子组成3．α粒子击中氮14核后放出一个质子，转变为氧17核（O 178）.在这个氧原子核中有（ ） A ．8个正电子 B ．17个电子 C ．17个中子D ．8个质子4．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）A ．α射线是放射性的原子核中自发放射出的氦核流，它的穿透能力最强B ．β射线是放射性的原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的，它的穿透能力最强D ．放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，产生的新核处于高能级，它向低能级跃迁时能量以X 射线的形式释放出来5．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生衰变而形成了如图所示的两个圆形轨迹，两圆半径之比为1∶16，下列说法中正确的是（ ）A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲核沿大圆做逆时针方向的圆周运动C ．原来静止的原子核的序数为15D ．沿大圆和沿小圆运动的木立 子周期相同6．科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（铜249）发生核反应，成功合成了第118 号元素，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，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x 是（ ）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子7．光子的能量为hv ，动量的大小为chv如果一个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时，只发出一个光子，则衰变后的原子核（ ）A ．仍然静止B ．沿着与光子运动相同的方向运动C ．沿着与光子运动方向相反的方向运动D ．可能向任何方向运动8．一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m. 铀发生一系列衰变，最终生成物只铅.已知轴的半衰期为T ，那么下列说法中正确的是（ ） A ．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下2MB ．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有4m发生了衰变 C ．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩8mD ．若取8个铀原子核，经过两个半衰期后就一定剩下两个轴原子核9．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有（ ）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 ．用放射线照射农作物种子能使其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业格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害 二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）10．天然放射性元素23290Th （钍）经过一系形α衰变和β衰变之后，变成20882Pb （铅）.下列论断中正确的是（ ）A ．铅核比钍核少24个中子B ．铅核比钍核少8个质子C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变11．钍核（23490Th ）具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核（Pa 23491），伴随该过程会放出β光子，下列说法中正确的是（ ）A ．因为衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会出现质量亏损B．γ光子是镤核（23491Pa）从高能级向低能级跃迁时释放出来C．给钍加热，钍的半衰期将变短D．电子是钍核内中子转化质子而释放的三、计算或论述题12．完成下列核反应方程（1）147N+42He→178O+（）（2）94Be+42He→126C+（）（3）23490Th→23491Pa+（）（4）23892U→23490Th+（）（5）2713Al+42He→3015P+（）（6）3015P→3014Si+（）13．云室处的磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电荷量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中释放出来的能量.14．放射性同位素146C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来断定古生物体死亡至今的年代.此项研究成果获得1960年诺贝尔化学奖. （1）宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成146C，写出它的核反应方程式；（2）146C很不稳定，容易发生衰变，其半衰期为5 730年，写出它发生衰变的方程；（3）146C的生成和衰变通常是平衡的，即空气中生物活体的146C含量是不变的.当机体死亡后，机体内的146C含量将会不断减少.若测得一具古生物遗骸中146C含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸死亡至今应有多少年？15、静止的氮核（147N）被速度为v0的中子（1n）击中，生成甲、乙两核，甲、乙两核的速度方向与撞击的中子速度方向一致.测得甲、乙两核动量之比为1∶1，动能之比为1∶4，当它们垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动，其半径之比为1∶6，试分析判断，甲、乙分别是什么核？写出核反应方程式，并求出甲、乙两核速度.1．B 2.C3.D 解析 O 178原子核中有8个质子，9个中子，计17个核子 4．C5．A 解析 由衰变过程中动量守恒得：0=mv+Mv ′,α粒子和反冲核均带正电，衰变时所受的洛伦兹力方向相反，做圆周运动的轨迹外切，由qBmv R R v m qvB ==得2，可知电荷量与半径成反比，由qBmT π2=，得周期不同 6．A 7.C8.C 解析 经过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该还有4m ，经过三个半衰期后还剩8m，因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变.9．D 解析 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，将静电泄出，γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视.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.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. 10．BD 11.BD12．（1）e n He e H H11042011011)6()5()4()3()2(-13．该衰变放出的α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径R 与运动速度v 的关系，由洛伦兹力和牛顿定律可得Rv m qvB 2=由衰变过程动量守恒得（衰变过程亏损质量很小，可忽略不计）；0=v m M mv '-+)( 又衰变过程中，能量守恒，则粒子和剩余核的动能都来自于亏损质量 即222)(2121v m M mv E '-+=∆ 由以上各式解得：)(2)(2m M m qBR M E -=∆14．生物体活着时因新陈代谢不断进行，14C 含量不变，生物体死亡后，14C 要按一定的半衰期衰变，而含量减少；根据半衰期的公式rN N 1021⎪⎭⎫⎝⎛=，求出半衰期，测定含量的方法，通常用放射计数器记录每分钟射出电子的个数，两种样品的这个数量之比往往就是14C 的含量比.（1）H C n N 1114610147+→+ （2）e N C 01147146-+→ （3）17190年15．设甲质量为m 1速度v 1，乙质量为m 2速度v 2，甲乙电荷量为q 1和q 2，因为211222221121421;v m v m v m v m ⨯== 可得1:4:,4:1:2121==m m v v 则， 解得：,315)114(,1245)114(21u um u u m =⨯+==⨯+=由6:1:,2221112==Bq vm B q v m r mv qvB 得则e q q q q 7,1:6:2121=+=得,,621e q e q ==所以甲为H C 31126,乙为.核反应方程.,31126H C 乙为核反应方程 22110v m v m v m n += 得020161,24v v v v ==。

人教版高中物理选修3-5章末测试题全套含答案章末检测试卷(一)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共计40分.1～6题为单选题，7～10题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．下列说法错误的是( )A ．根据F ＝ΔpΔt 可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力B ．力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的累积效应，是一个标量C ．动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时用起来更方便D ．易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 答案 B解析 A 选项是牛顿第二定律的另一种表达方式，所以A 正确；冲量是矢量，B 错误；F ＝ΔpΔt是牛顿第二定律的最初表达方式，实质是一样的，C 正确；易碎品运输时用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力，D 正确．2.如图1所示，在光滑的水平面上有两物体A 、B ，它们的质量均为m .在物体B 上固定一个水平轻弹簧处于静止状态．物体A 以速度v 0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B 发生作用．下列说法正确的是( )图1A ．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A 的速度为零B ．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B 的速度为零C ．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B 所做的功为12m v 02D ．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A 和物体B 的冲量大小相等，方向相反 答案 D3．一位质量为m 的运动员从下蹲状态向上跳起，经Δt 时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v ，在此过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A ．地面对他的冲量为m v ＋mg Δt ，地面对他做的功为12m v 2B ．地面对他的冲量为m v －mg Δt ，地面对他做的功为零C ．地面对他的冲量为m v ，地面对他做的功为12m v 2D ．地面对他的冲量为m v ＋mg Δt ，地面对他做的功为零 答案 D解析 人的速度原来为零，起跳后变为v ，以向上为正方向，由动量定理可得I －mg Δt ＝m v －0，故地面对人的冲量为m v ＋mg Δt ，人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故D 正确．4．如图2所示，半径为R 的光滑半圆槽质量为M ，静止在光滑水平面上，其内表面有一质量为m 的小球被竖直细线吊着位于槽的边缘处，现将线烧断，小球滑行到最低点向右运动时，槽的速度为(重力加速度为g )( )图2A ．0 B.m M 2MgRM ＋m，方向向左 C.m M2MgRM ＋m，方向向右 D ．不能确定 答案 B解析 以水平向右为正方向，设在最低点时m 和M 的速度大小分别为v 和v ′，根据动量守恒定律得：0＝m v －M v ′，根据机械能守恒定律得：mgR ＝12m v 2＋12M v ′2，联立以上两式解得v ′＝mM2MgRM ＋m，方向向左，故选项B 正确． 5．如图3所示，小车由光滑的弧形段AB 和粗糙的水平段BC 组成，静止在光滑水平面上，当小车固定时，从A 点由静止滑下的物体到C 点恰好停止．如果小车不固定，物体仍从A 点静止滑下，则( )图3A ．还是滑到C 点停止B ．滑到BC 间停止 C ．会冲出C 点落到车外D ．上述三种情况都有可能 答案 A解析 设BC 长度为L .小车固定时，根据能量守恒可知，物体的重力势能全部转化为因摩擦产生的内能，即有：Q 1＝F f L ，若小车不固定，设物体相对小车滑行的距离为s .对小车和物体组成的系统，水平方向动量守恒，最终两者必定均静止，根据能量守恒可知物体的重力势能全部转化为因摩擦产生的内能，则有：Q 2＝Q 1，而Q 2＝F f s ，得到物体在小车BC 部分滑行的距离s ＝L ，故物体仍滑到C 点停止，故A 正确． 6．如图4所示，总质量为M 带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上，质量为m 的小球通过细线悬挂于框架顶部O 处，细线长为L ，已知M >m ，重力加速度为g ，某时刻小球获得一瞬时速度v 0，当小球第一次回到O 点正下方时，细线拉力大小为( )图4A ．mgB ．mg ＋m v 02LC ．mg ＋m (2m )2v 02(M ＋m )2LD ．mg ＋m (M －m )2v 02(M ＋m )2L答案 B解析 设小球第一次回到O 点正下方时，小球与框架的速度分别为v 1和v 2.取水平向右为正方向，由题可知，小球、框架组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒，即m v 0＝m v 1＋M v 2，12m v 02＝12m v 12＋12M v 22，解得v 1＝m －M m ＋M v 0，v 2＝2m m ＋M v 0.当小球第一次回到O 点正下方时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得F T －mg ＝m (v 1－v 2)2L ，解得细线的拉力F T ＝mg ＋m v 02L，B 正确．7．A 、B 两球沿一直线运动并发生正碰．如图5所示为两球碰撞前后的位移—时间图象．a 、b 分别为A 、B 两球碰前的位移—时间图象，c 为碰撞后两球共同运动的位移—时间图象，若A 球质量是m ＝2 kg ，则由图可知下列结论错误的是( )图5A ．A 、B 碰撞前的总动量为3 kg·m/s B ．碰撞时A 对B 所施冲量为－4 N·sC ．碰撞前后A 的动量变化为6 kg·m/sD ．碰撞中A 、B 两球组成的系统损失的动能为10 J 答案 AC解析 由x －t 图象可知，碰撞前有：A 球的速度v A ＝Δx A Δt A ＝4－102m /s ＝－3 m/s ，B 球的速度v B ＝Δx B Δt B ＝42 m /s ＝2 m/s ；碰撞后A 、B 两球的速度相等，为v A ′＝v B ′＝v ＝Δx C Δt C ＝2－42m /s ＝－1 m/s ，则碰撞前后A 的动量变化Δp A ＝m v －m v A ＝4 kg·m/s ；对A 、B 组成的系统，由动量守恒定律m v A ＋m B v B ＝(m ＋m B )v 得：m B ＝43 kg.A 与B 碰撞前的总动量为：p 总＝m v A＋m B v B ＝2×(－3)＋43×2 kg·m/s ＝－103 kg·m /s ；由动量定理可知，碰撞时A 对B 所施冲量为：I B ＝Δp B ＝－4 kg·m/s ＝－4 N·s.碰撞中A 、B 两球组成的系统损失的动能：ΔE k ＝12m v A 2＋12m B v B 2－12(m ＋m B )v 2，代入数据解得：ΔE k ＝10 J ，故A 、C 错误，B 、D 正确． 8．如图6所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m 的木板B ，木板表面光滑，左端固定一水平轻质弹簧．质量为2m 的木块A 以速度v 0从木板的右端水平向左滑上木板B .在木块A 与弹簧相互作用的过程中，下列说法正确的是( )图6A ．弹簧压缩量最大时，B 板运动速率最大 B ．B 板的加速度先增大后减小C ．弹簧给木块A 的冲量大小为2m v 03D ．弹簧的最大弹性势能为m v 023答案 BD解析 当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大，此后弹簧要恢复原状，木板进一步加速，故A 错误；弹簧压缩量先增加后减小，故B 板的加速度先增大后减小，故B 正确；当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大； 以v 0的方向为正方向，有： 2m v 0＝(m ＋2m )v ①E p ＝12×2m v 02－12(2m ＋m )v 2②由①②解得E p ＝13m v 02，故D 正确；从木块与木板作用至弹簧恢复原长时，有：2m v 0＝2m v 1＋m v 2③， 根据机械能守恒定律，有 12×2m v 02＝12×2m v 12＋12m v 22④ 解得v 1＝13v 0，v 2＝43v 0，对木块A ，根据动量定理，有I ＝2m v 1－2m v 0＝－43m v 0(负号表示方向向右)，故C 错误．9.小车静置于光滑的水平面上，小车的A 端固定一个水平轻质小弹簧，B 端粘有橡皮泥，小车的质量为M ，长为L ，质量为m 的木块C 放在小车上，用细绳连接于小车的A 端并使弹簧压缩(细绳未画出)，开始时小车与C 都处于静止状态，如图7所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块C 离开弹簧向B 端冲去，并跟B 端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是( )图7A ．如果小车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒B ．当木块对地运动速度大小为v 时，小车对地运动速度大小为mM vC ．小车向左运动的最大位移为mLM ＋mD ．小车向左运动的最大位移为mM L答案 BC解析 小车、弹簧与C 这一系统所受合外力为零，系统在整个过程动量守恒，但粘接过程有机械能损失．M v ′－m v ＝0，则v ′＝mMv ，同时该系统属于“人船模型”，Md ＝m (L －d )，所以车向左运动的最大位移应等于d ＝mLM ＋m ，综上，选项B 、C 正确．10．两个小球A 、B 在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是m A ＝4 kg ，m B ＝2 kg ，A 的速度v A ＝3 m/s(设为正)，B 的速度v B ＝－3 m/s ，则它们发生正碰后，其速度可能分别为( ) A ．均为＋1 m /s B ．＋4 m/s 和－5 m/s C ．＋2 m /s 和－1 m/s D ．－1 m /s 和＋5 m/s答案 AD解析 由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化情况：E k 前＝12m A v A 2＋12m B v B 2＝27 JE k 后＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2由于碰撞过程中总动能不可能增加，所以应有E k 前≥E k 后，据此可排除B ；选项C 虽满足E k前≥E k 后，但A 、B 沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C 选项错误．验证A 、D 均满足E k 前≥E k 后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A 、D.二、实验题(本题共2小题，共计13分)11．(5分)在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a 的质量为m 1，被碰球b 的质量为m 2，各小球的落地点如图8所示，下列关于这个实验的说法正确的是________．图8A ．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B ．每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下C ．要验证的表达式是m 1ON ＝m 1OM ＋m 2OPD ．要验证的表达式是m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON 答案 D解析 为让两球发生对心碰撞，两球的直径应相等，即两球大小相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故A 错误；为保证入射小球碰撞前的速度相等，每次都使入射小球从斜槽上相同的位置由静止滚下，故B 错误；小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t 相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，两边同时乘以t 得：m 1v 0t ＝m 1v 1t ＋m 2v 2t ，即m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON ，故D 正确，C 错误．12．(8分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图9所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．图9(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨中通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图10所示；图10⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g ，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 试完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，计算可知，两滑块相互作用前动量之和为________kg·m /s ；两滑块相互作用以后动量之和为________kg·m/s(结果保留三位有效数字)． (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________. 答案 (1)⑥接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器的限位孔之间有摩擦解析 (2)作用前滑块1的速度v 1＝0.20.1 m /s ＝2 m/s ，其动量为0.310×2 kg·m /s ＝0.620 kg·m/s ，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v ＝0.1680.14 m /s ＝1.2 m/s ，其动量之和为(0.310＋0.205)×1.2 kg·m /s ＝0.618 kg·m/s.三、计算题(本题共4小题，共计47分)图1113．(10分)如图11，光滑水平地面上静止放置三个滑块A 、B 、C ，A 和B 的质量均为2m ，C 的质量为m .A 、B 之间用一根水平轻质弹簧连接，B 、C 接触但不粘连，现给A 施加一向右的瞬时冲量，使A 获得一水平向右的初速度v 0.在此后的运动过程中，求： (1)C 最终的速度大小．(2)当弹簧第二次被压缩至最短时，弹簧储存的最大弹性势能． 答案 (1)0.8v 0 (2)12m v 02解析 (1)弹簧第一次压缩至最短时弹性势能最大，此后第一次恢复原长时，C 的速度达到最大值，设向右为正方向，由动量守恒定律可知：2m v 0＝2m v 1＋3m v 2 由能量守恒可知：12×2m ×v 02＝12×2m v 12＋12×3m ×v 22联立解得：v 1＝－0.2v 0，v 2＝0.8v 0 即C 最终的速度大小为0.8v 0.(2)弹簧第二次压缩到最短时，A 、B 速度相等，以向右为正方向，故：2m v 1＋2m v 2＝4m v 解得：v ＝0.3v 0故此时弹簧储存的弹性势能为： E p ＝12(2m )v 12＋12(2m )v 22－12(4m )v 2＝12m v 0214．(10分)如图12(a)所示，在光滑的水平面上有甲、乙两辆小车，质量为30 kg 的小孩乘甲车以5 m/s 的速度水平向右匀速运动，甲车的质量为15 kg ，乙车静止于甲车滑行的正前方，两车碰撞前后的位移随时间变化的图象如图(b)所示．求：图12(1)甲、乙两车碰撞后的速度大小； (2)乙车的质量；(3)为了避免甲、乙两车相撞，小孩至少要以多大的水平速度从甲车跳到乙车上？答案 (1)1 m/s 3 m/s (2)90 kg (3)203 m/s解析 (1)由题图(b)可知，碰撞后甲车的速度为v 1＝－1 m /s ，负号表示方向向左．所以甲车速度大小为1 m/s.乙车的速度为v 2＝3 m /s ，方向向右，乙车速度大小为3 m/s. (2)在碰撞过程中，三者组成的系统满足动量守恒，以向右为正方向． (m 小孩＋m 甲)v 0＝(m 小孩＋m 甲)v 1＋m 乙v 2 解得：m 乙＝90 kg(3)设小孩跳向乙车的速度为v 小孩，以向右为正方向，由动量守恒定律得，小孩跳离甲车： (m 小孩＋m 甲)v 0＝m 小孩v 小孩＋m 甲v 3 小孩跳至乙车：m 小孩v 小孩＝(m 小孩＋m 乙)v 4 为使两车避免相撞，应满足v 3≤v 4当v 3＝v 4时，小孩跳离甲车的速度最小，v 小孩＝203 m/s因此小孩至少要以203m/s 的水平速度从甲车跳到乙车上．15．(13分)如图13所示，可看成质点的A 物体叠放在上表面光滑的B 物体上，一起以v 0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C 发生完全非弹性碰撞，B 、C 的上表面相平且B 、C 不粘连，A 滑上C 后恰好能到达C 板的最右端，已知A 、B 、C 质量均相等，木板C 长为L ，求：图13(1)A 物体的最终速度大小； (2)A 在木板C 上滑行的时间． 答案 (1)3v 04 (2)4Lv 0解析 (1)设A 、B 、C 的质量为m ，B 、C 碰撞过程中动量守恒，令B 、C 碰后的共同速度为v 1，以B 的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得m v 0＝2m v 1， 解得v 1＝v 02B 、C 共速后A 以v 0的速度滑上C ，A 滑上C 后，B 、C 脱离，A 、C 相互作用过程中动量守恒，设最终A 、C 的共同速度为v 2，以向右为正方向， 由动量守恒定律得m v 0＋m v 1＝2m v 2，解得v 2＝3v 04.(2)在A 、C 相互作用过程中，由能量守恒定律得： F f L ＝12m v 02＋12m v 12－12×2m v 22，解得F f ＝m v 0216L，此过程中对C ，由动量定理得F f t ＝m v 2－m v 1， 解得t ＝4Lv 0.16．(14分)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m A ＝2 kg 、m B ＝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/s 2，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 . 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 ＝12gt 2① 代入数据解得t ＝0.6 s ②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ，有 v B ＝gt ③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m B v B ＝(m A ＋m B )v ④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/s ⑤(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12(m A ＋m B )v 2＋m B gH ＝m A gH ⑥ 代入数据解得H ＝0.6 m ⑦章末检测试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共计60分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．关于热辐射，下列说法中正确的是( )A ．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B ．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C ．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D ．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动答案 C2．关于光电效应，以下说法正确的是( )A ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C ．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D ．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应答案 C解析 由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，A 错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B 错．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，D 错，C 对．3．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于( )A ．等效替代B ．控制变量C ．科学假说D ．数学归纳答案 C解析为了解释光电效应的实验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功．从科学研究的方法来说，这属于科学假说．C正确，A、B、D错误．4．关于光的波粒二象性，下列理解正确的是()A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播C．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述D．大量光子出现的时候表现为粒子性，个别光子出现的时候表现为波动性答案 C解析光子是不会静止的，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A、D错误；光子不是宏观粒子，光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B 错误；光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，故C正确．5．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是()A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案 B解析光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p也相等，动能则不相等，D错误．6．经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则() A．所有电子的运动轨迹均相同B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置答案 D解析电子在运动中表现出波动性，没有一定的运动轨迹，牛顿运动定律不适用于电子的运动．故正确选项为D.7．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象．已知钨的逸出功是4.54 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()答案 B解析 依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k －ν图线的斜率代表了普朗克常量h ，因此钨和锌的E k －ν图线应该平行．图线的横截距代表了极限频率νc ，而νc ＝W 0h，因此钨的νc 大些．故正确答案为B.8．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象如图1中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E 1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E 2，E 2<E 1，关于这种金属的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( )图1A ．aB ．bC ．cD ．上述三条图线都不正确答案 A解析 根据光电效应方程知，E k －ν为一次函数，普朗克常量h 是斜率，h 是确定的值，虽然两金属的逸出功不同，但两个E k －ν图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用E k ＝hν－W 0，结合图象E 2<E 1，hν相同，所以W 1<W 2，即直线在纵轴上的截距的绝对值W 2大，故选项A 正确．9.金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图象如图2所示．则由图象可知( )图2A ．该金属的逸出功等于hνcB ．入射光的频率发生变化时，遏止电压不变C ．若已知电子电荷量e ，就可以求出普朗克常量hD ．入射光的频率为3νc 时，产生的光电子的最大初动能为2hνc答案 ACD解析 当遏止电压为零时，最大初动能为零，W 0＝hνc ，故A 正确．根据光电效应方程E km＝hν－W 0和eU c ＝E km 得，U c ＝hνe －W 0e，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故B 错误．由U c ＝hνe －W 0e ，知图线的斜率等于h e，从图象上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷量，可以求出普朗克常量，故C 正确．从图象上可知，逸出功W 0＝hνc .根据光电效应方程，E km ＝hν－W 0＝hν－hνc .入射光的频率为3νc 时，产生的光电子的最大初动能为2hνc ，故D 正确．10．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 的无线电波的波长，根据表中数据可知( )A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B ．无线电波通常只能表现出波动性C ．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D ．只有可见光才有波粒二象性答案 ABC解析 弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A 正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B 正确；电子波长与金属晶体原子尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C 正确；由物质波理论知，D 错误．11．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，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，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )A ．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B ．单个光子的运动表现出波动性C ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D ．大量光子的行为表现出波动性答案CD解析光是一种概率波，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是中央亮纹处，可达95%以上，还可能落到暗纹处，不过落在暗纹处的概率最小(注意暗纹处并非无光子到达)．故C、D选项正确．12．如图3所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是()图3A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f答案ACD解析由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：单色光a频率大于金属的极限频率，b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率．(2)c接正极，d接负极：a、b两光都能发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率．故A、C正确，B错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f.故D正确．二、填空题(本题共2小题，共计10分)13．(4分)如图4所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表____(选填“有”或“无”)示数．若此时改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表________(选填“有”或“无”)示数．图4答案 无 有解析 光电效应的原理是当有频率足够大的光照射到金属表面时，将会使金属中的电子获得足够能量而从表面逸出，逸出的光电子向另一极板定向移动而形成电流．当增加黄光照射的强度时，不能增加光电子的最大初动能，故毫安表无示数．当改用蓝光照射时，光电子的最大初动能增大，光电子能到达A 极，形成电流．14．(6分)如图5所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s(直线与横轴的交点坐标为4.17，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知，斜率表示________．该金属的截止频率为________Hz ，该金属的逸出功为________ J ，(结果保留三位有效数字)若用频率为5.5×1014 Hz 的光照射该种金属时，则对应的遏止电压应为______ V .图5答案 普朗克常量h 4.17×1014 2.76×10－19 0.5解析 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，E k －ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由题图知该金属的截止频率为4.17×1014 Hz.由E k ＝hν－W 0得，该图线的斜率表示普朗克常量h ，金属的逸出功W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.17×1014 J ≈2.76×10－19 J ，由题图得，当入射光的频率为ν＝5.5×1014 Hz ，最大初动能为E km ＝0.5 eV .依据U c ＝E km e解得：U c ＝0.5 V. 三、计算题(本题共3小题，共计30分)15．(10分)钨的逸出功是4.54 eV ，现用波长200 nm 的光照射钨的表面．求：(结果均保留三位有效数字)(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)钨的截止频率．答案 (1)1.68 eV (2)1.68 V (3)1.10×1015 Hz解析 (1)由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0可得：E k ＝h c λ－W 0＝(6.63×10－34×3×1082×10－7－4.54×1.6×10－19)J ＝2.681×10－19 J ≈1.68 eV . (2)由eU c ＝E k 得遏止电压U c ＝E k e＝1.68 V. (3)由W 0＝hνc 得截止频率。

最新人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案解析第16章动量守恒定律章末综合测评（一）（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的4个选项屮，第1〜5题只有一个选项符合要求，第6〜8题有多个选项符合要求.全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分・）1.下列说法中正确的是（）A・根据F遷可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它受的合外力B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的累积效应，是一个标量C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是不同的D.玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为受到的冲量太大【解析】A选项是牛顿第二定律的一种表达方式；冲量是矢量，B错；尸=牛是牛顿第二定律的最初表达方式，实质是一样的，C错；玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为玻璃杯与水泥地的作用时间短，并不是所受冲量太大，D错误.【答案】A2.如图1所示，两木块/、〃用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平而上.一颗子弹水平射入木块并留在其中.在子弹打中木块/及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（）图1A.动量守恒、机械能守恒B.动量守恒、机械能不守恒C.动量不守恒、机械能守恒D.动量、机械能都不守恒【解析】子弹击中木块/及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为0,系统动量守恒.但是子弹击中木块/过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确.【答案】B3. 将静置在地面上，质量为M （含燃料）的火箭模型点火升空，在极短吋间内以相对地面 的速度％竖直向下喷出质量为加的炽热气体•忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气 结束时火箭模型获得的速度大小是（）//7【解析】 根据动量守恒定律mv （）=（M —m ）v 9得。

=耐_〃畀°,选项D 正确.【答案】D4. 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变， 这就是动量守恒定律.若一个系统动量守恒时，贝％ ）A. 此系统内每个物体所受的合力一定都为零B. 此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C ・此系统的机械能一定守恒D.此系统的机械能可能增加【解析】 若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体 所受的合力不一定都为零，A 错误.此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向 变化，总动量不变这是有可能的，B 错误.因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做 功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C 错误，D 正 确.【答案】D5. 如图2所示，质量为M 的小车静止在光滑的水平面上，小车上力3部分是半径为2? 的四分之一光滑圆弧，BC 部分是粗糙的水平面.今把质量为加的小物体从/点由静止释放,小物体与BC 部分间的动摩擦因数为〃，最终小物体与小车相对静止于3、C 之间的D 点，则B 、D 间的距离x 随各量变化的情况是（） A. 其他量不变，7?越大x 越大 A.A图2B.其他量不变，〃越大x越大C.其他量不变，加越大x越大D.其他量不变，M越大x越大【解析】小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零，所以当小车和小物体相对静止时，系统水平方向的总动量仍为零，则小车和小物体相对于水平面也静止，由能量守恒得［imgx=mgR, x=Rlp,选项A正确，B、C、D错误.【答案】A6.水平抛出在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，贝9（）A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何时间内，动量变化的方向都是竖肓向下C.在任何时间内，动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出物体的瞬间，动量对时间的变化率为零【解析】做平抛运动的物体仅受重力作用，由动量定理得\p=mgM,因为在相等的时间内动量的变化量y相同，即大小相等，方向都是竖直向下的，从而动量的变化率恒定，故选项A、B、C正确，D错误.【答案】ABC7.如图3所示，三个小球的质量均为加，B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，力球以速度％沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后/、B两球粘在一起.对力、B、C及弹簧组成的系统，下列说法正确的是（）A.机械能守恒，动量守恒B.机械能不守恒，动量守恒C.三球速度和等后，将一起做匀速运动D.三球速度相等后，速度仍将变化【解析】因水平面光滑，故系统的动量守恒，A. B两球碰撞过程中机械能有损失，A 错误，B正确；三球速度相等时，弹簧形变量最大，弹力最大，故三球速度仍将发生变化，C 错误，D 正确.【答案】BD8.如图4所示，甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上，两车相距为厶•乙车上站立着一个质量为加的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是（）A. 甲、乙两车运动屮速度Z 比为〒一B. 甲、乙两车运动中速度之比为十〃2D.乙车移动的距离为莎匚J【解析】 本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统，则水平方向动量守恒，甲、乙 +兀乙=L,解得C 、D 正确.【答案】 ACD二、非选择题(本题共5小题，共52分.按题目要求作答.)9. (8分)如图5所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.已知a 、b 小球的质 量分别为〃场、叫，半径分别为心、图中P 点为单独释放a 球的平均落点，M 、N 是a 、b 小球碰撞后落点的平均位置.0 M P N图5(1) 木实验必须满足的条件是 _______ ・A. 斜槽轨道必须是光滑的B. 斜槽轨道末端的切线水平C. 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D. 入射球与被碰球满足m a = m h , r a = r h(2) 为了验证动量守恒定律，需要测量"间的距离X],则还需要测量的物理量有 ___________ _______ (用相应的文字和字母表示).(3) 如果动量守恒，须满足的关系式是 _______ (用测量物理量的字母表示).【答案】(1)BC(2) 测量OM 的距离X2测量ON 的距离C.甲车移动的距离为 M+加 2A/+ 詁两车运动中速度之比等于质量的反比，即为 M , A 正确，B 错误；Mr 甲= (M+加)x 乙，x 甲(3)m a x\ — m a X2+写成m a OP=m a OM+ mhON也可以)10.(10分)如图6所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块昇和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：cn f图6[.把两滑块/和B紧贴在一起，在/上放质量为加的祛码，置于导轨上，用电动卡销卡住/和仪在力和B的I古I定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；II .按下电钮使电动卡销放开，同吋启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当/和B与固定挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下力至C的运动时间小B至D的运动时间£2；III.重复几次，取“和『2的平均值.(1)在调整气垫导轨时应注意_______ ；(2)应测量的数据还有_______ ；(3)只要关系式_______ 成立，即可得出碰撞中守恒的量是〃"的欠量和.【解析】(1)导轨水平才能让滑块做匀速运动.(2)需测出力左端、B右端到挡板C、Q的距离xi、%2由计时器计下/、B到两板的时间“、t2算出两滑块/、〃弹开的速度。

最新人教版高中物理选修3-5单元测试题全套带答案解析第十七章过关检测（时间:45分钟满分:100分）一、选择题（本题共8小题,每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求, 第6〜8题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是（）人弱光衍射实验B.电子朿在晶体上的衍射实验C.弱光干涉实验D.以上都不正确解析:最早证明了德布罗意波存在的实验是电子束在晶体上的衍射实验。

答案:B2.能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.牛顿提出的能暈微粒说D•以上说法均不正确解析:黑体辐射规律认为能量是--份一份的,但不同于牛顿提出的微粒说，只有B符合物理事实，因此选B。

答案:B3.关于黑体辐射的强度与波长的关系，如图正确的是（）解析:根据黑体辐射的实验规律:随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。

另一方面,辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，选项B正确。

答案:B4•关于光电效应，下列说法正确的是（）A.截止频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的吋间足够长，任何金属都能产生光电效应C.从金属表而出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时，频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多解析:逸出功^o=Av c,^o-y c—截止频率,A正确;只有照射光的频率u大于等于金属截止频率％，才能产生光电效应现象,B错;由光电效应方程5=加・％知，因V不确定吋，无法确定Ek与％的关系,C错;光强E=nhv,v&大,E 一定，则光子数〃越小，单位时间内逸出的光电子数就越少,D错。

答案:A5.如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的扌当板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧光屏上将会看到（）］粒子源sTsi~__________ MA.只有两条亮纹B.有许多条明、暗相间的条纹C.没有亮纹D.只有一条亮纹解析:任何运动的粒子都具有波粒二象性，那么离子源产生的大量粒子透过双缝就应该表现出波动性,即形成明、暗相间的多条干涉条纹，故B项正确。

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。

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分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.科学家通过对月壤样品进行实验分析，估计月壤中氦3的资源总量可达100万－500万吨，若能实现商业化运用，月壤中的氦3可供地球能源需求达数万年．利用氦3的核反应方程为：He＋H→He＋X.则下列说法中正确的是()A．上式中X应为中子B．目前地球上的核电站正是利用氦3作为核燃料，因此迫切需要开发月壤中的氦3C．反应前He与H的质量之和等于反应后He与X的质量之和D．反应前He与H的质量之和大于反应后He与X的质量之和2.如图所示，一质量M＝3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m＝1.0 kg的小木块A.现以地面为参考系，给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离木板B.站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板B相对地面的速度大小可能是()A． 2.4 m/sB． 2.8 m/sC． 3.0 m/sD． 1.8 m/s3.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中()A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大4.如图小球A和小球B质量之比为1∶3，球A用细绳系住，绳子的另一端固定，球B置于光滑水平面上．当球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与球B弹性正碰，则碰后球A能上升的最大高度是()A．hB．C．D．5.设a、b两球相撞，碰撞前后都在同一直线上运动，若它们碰撞前的速度分别为v a、v b，碰后的速度分别为v a′、v b′，则两个小球的质量比m a∶m b为()A．B．C．D．6.用蓝光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使光电管发生光电效应的有()A．红光B．黄光C．绿光D．紫光7.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()A．两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律B．两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程C．两种效应都属于吸收光子的过程D．光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程8.一个质量为m的小球以速率v垂直射向墙壁，被墙以等速率反向弹回．若球与墙的作用时间为t，则小球受到墙的平均作用力大小为()A．B．C．D． 09.用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A．放射源射出的是γ射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天10.下列关于近代物理知识的说法正确的是()A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了1个B．β射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力C．含有10个原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有()A． X是中子B． Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应12.(多选)下列核反应方程正确的是()A．He＋N→O＋HB．He＋Be＝C＋nC．He＋Al→P＋nD．→Ba＋Kr＋2n13.(多选)某种元素的原子核符号为X，则()A．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZB．原子核的质子数为Z，核子数为AC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A，中子数为A－Z14.(多选)太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是()A．方程中的X表示中子(n)B．方程中的X表示正电子(e)C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.一个物理学习小组利用图甲所示的装置和频闪相机来验证动量守恒定律．其实验步骤如下：步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA、mB(mA＞mB)；步骤2：安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；步骤3：让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示；步骤4：将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置P由静止开始释放，使它们碰撞．两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置，照片如图丙所示．经多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变．①实验中放在斜槽末端的小球是________ (选填“A”或“B”)；②若要验证他们的猜想，需要在照片中直接测量的物理量有____、____、____(选填“x0”“y0”“x1”“y1”“x2”“y2”)．写出该实验小组猜想结果的表达式____________(用测量量表示)．③他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为e ＝，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞恢复系数e＝1，非弹性碰撞恢复系数e＜1.”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值e＝________.(结果保留到小数点后两位数字)四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.跳水运动员应先将跳板向下压一下，以便让人弹得更高．如图所示，在北京奥运会3米跳板跳水中，运动员的质量为40 kg，跳板下压的最大距离为0.2 m，跳板储存的弹性势能为160 J，反弹时跳板将弹性势能全部转给运动员，把运动员视为质点，则运动员入水的速度为多大？弹起时运动员与板作用时间为0.8 s，那么在弹起的过程中板对运动员的平均作用力为多少？(g取10 m/s2，板的质量忽略不计)17.如图所示，三个小木块A、B、C静止在足够长的光滑水平轨道上，质量分别为m A＝0.1 kg，m B ＝0.1 kg，m C＝0.3 kg，其中B与C用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；A和B之间有少许塑胶炸药(质量不计)，现引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有E＝0.4 J转化为A 和B沿轨道方向的动能。