高中物理选修3-5模块测试卷及答案
高中物理选修3-5模块综合试卷(一)
模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．其中1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题)1．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是()A．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础B．光电效应实验表明光具有粒子性C．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒D．康普顿效应进一步证实了光的波动特性答案 D解析α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项A正确；光电效应实验表明光具有粒子性，选项B正确；电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项C正确；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项D错误．2．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γ射线产生，其方程为234 90Th→234 91Pa＋x，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是()A．此反应为钍核裂变，释放大量的核能，方程中的x代表质子B．x是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C．γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的高速粒子D．1 g钍234 90Th经过120天后还剩0.2 g钍答案 B3．原子核的比结合能曲线如图1所示．铀核(235 92U )经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(207 82Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是()图1A．m＝5，n＝4B．铀核(235 92U) 的比结合能比铅核(207 82Pb) 的比结合能小C．铀核(235 92U) 衰变过程的半衰期与温度和压强有关D．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最弱答案 B解析根据反应前后质量数守恒和电荷数守恒可知，235＝207＋4m,92＝82＋2m－n，解得：m＝7 , n＝4，故A错误；由题图知铀核的比结合能比铅核的比结合能小，故B正确；半衰期是放射性元素的固有特性，不会随外部因素而改变，因此放射性元素的半衰期与温度、压强无关，故C错误；在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，故D错误．4．一个质量为0.5 kg的小钢球竖直下落，落地时速度大小为1 m/s，与地面作用0.1 s后以等大的动量被反弹，取g＝10 m/s2.小钢球在与地面碰撞的过程中，下列说法中正确的是() A．小钢球重力的冲量是0.1 kg·m/sB．若选向上为正方向，则小钢球的动量变化量是1 kg·m/sC．若选向上为正方向，则小钢球受到的合力冲量是－1 N·sD．若选向上为正方向，则小钢球受到的合力为5 N答案 B解析根据冲量的定义可知：I＝mgt＝0.5×10×0.1 kg·m/s＝0.5 kg·m/s ，故A错；若选向上为正方向，则小钢球的动量变化量为Δp＝m v－(－m v)＝2m v＝2×0.5×1 kg·m/s＝1 kg·m/s，故B对；根据动量定理，合力冲量等于动量的变化量，所以若选向上为正方向，则小钢球受到的合力冲量是1 kg·m/s＝1 N·s ，故C错；已知合力的冲量为1 N·s，所以合力的大小为F＝I t ＝10.1N ＝10 N ，故D 错． 5．如图2所示，小车AB 静止于水平面上，A 端固定一个轻质弹簧，B 端粘有橡皮泥．小车AB 质量为 M ，质量为m 的木块C 放在小车上，CB 距离为L .用细线将木块连接于小车的A 端并使弹簧压缩．开始时小车AB 与木块C 都处于静止状态，现烧断细线，弹簧被释放，使木块离开弹簧向B 端滑去，并跟B 端橡皮泥粘在一起．所有摩擦均不计，对整个过程，以下说法正确的是( )图2A ．整个系统机械能守恒B ．整个系统机械能不守恒，动量也不守恒C ．当木块的速度最大时，小车的速度也最大D ．最终整个系统匀速运动答案 C解析 弹簧被释放过程系统机械能守恒，而木块C 跟B 端橡皮泥粘在一起的过程是非弹性碰撞，机械能有损失，所以对整个过程，系统机械能不守恒，故A 错误．系统在整个过程中受到的合外力保持为零，动量守恒，故B 错误. 设弹簧释放后，木块C 速度大小为v ，小车速度大小为v 1，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：m v －M v 1＝0，得：v 1＝m Mv ，故v 1与v 成正比，当木块的速度v 最大时，小车的速度v 1也最大，故C 正确．设C 与橡皮泥粘在一起时系统的速度为v ′，由系统的动量守恒得：(M ＋m )v ′＝0，得：v ′＝0，所以最终系统静止不动，故D 错误．6.如图3所示，一轻质弹簧，两端连着物体A 和B 静止放在光滑水平面上，如果物体A 被沿水平方向运动且速度大小为v 0的子弹射中并嵌在物体A 中，已知物体A 的质量为物体B 的质量的34，子弹的质量是物体B 质量的14.弹簧被压缩到最短时物体B 的速度为( )图3A.v 012B.v 08C.v 04D.2v 03答案 B解析 当A 、B 速度相等时弹簧被压缩到最短．设B 的质量为m ，对整个系统，根据动量守恒定律可得：14m v 0＝(14m ＋34m ＋m )v 解得：v ＝v 08，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误． 7．如图4所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m 、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，在两滑块刚好脱离弹簧时，下述说法正确的是( )图4A ．两滑块的动量大小之比p A ∶pB ＝2∶1B ．两滑块的速度大小之比v A ∶v B ＝2∶1C ．两滑块的动能之比E k A ∶E k B ＝1∶2D ．弹簧对两滑块做功之比W A ∶W B ＝1∶1答案 C解析 在两滑块刚好脱离弹簧时，以滑块A 的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：2m v A－m v B ＝0，得v A ＝v B 2，两滑块速度大小之比v A v B ＝12，两滑块的动能之比E k A ∶E k B ＝12×2m v A 212m v B 2＝12，B 错误，C 正确；两滑块的动量大小之比p A p B ＝2m v A m v B ＝11，A 错误；弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比，故W A ∶W B ＝1∶2，D 错误．8．如图5所示，光滑水平面上有甲、乙两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝2 kg ，车上另有一个质量为m ＝1 kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车总质量M 2＝4 kg ，以v 0＝7 m/s 的速度向甲车运动，甲车为了不和乙车相撞，向乙车水平发射小球m (乙上有接收装置使小球最终停在乙车上)，则甲车相对地面发射小球的最小水平速度是( )图5A．6 m/s B．9 m/sC．12 m/s D．8 m/s答案 D解析设甲车相对地面发射小球的最小水平速度大小为v.以乙车初速度的方向为正方向，小球与甲车组成的系统动量守恒，可得：M1v1－m v＝0.小球与乙车组成的系统动量守恒，可得：M2v0－m v＝(M2＋m)v2，此时两车恰好不会相撞，满足：v1＝v2，联立并代入数据解得：v＝8 m/s，故D正确，A、B、C错误．9．有关图6中四幅图的说法正确的是()图6A．甲图中，水平地面光滑，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线1由β粒子组成，射线2为γ射线，射线3由α粒子组成D．丁图中，链式反应属于重核裂变答案BD解析题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后m2的速度才为v，A错误．题图丙中射线1由α粒子组成，射线3由β粒子组成，射线2为γ射线，C错误．10．如图7所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法中正确的是()图7A．这群氢原子发出的光子中，能量最大的为10.2 eVB．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长C．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁D．如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应，那一定是由n＝3 能级跃迁到n ＝1能级发出的答案BD解析由n＝3跃迁到n＝1，辐射的光子能量最大，ΔE＝13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，故A 错误；从n＝3跃迁到n＝2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故B正确；一群处于n＝3的氢原子向更高能级跃迁，吸收光子的能量必须等于两能级的能级差，故C错误；如果发出的光子只有一种能使某金属产生光电效应，那么这种光子为能量最大的一种，即为n＝3跃迁到n＝1能级发出的，故D正确．11．如图8所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h.物块B和C的质量分别是5m和3m，物块B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方．现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升到最高点时到水平面的距离为h16.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则()图8A．碰撞后小球A反弹的速度大小为2gh 4B．碰撞过程B物块受到的冲量大小为m2ghC．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能为15128mghD ．物块C 的最大速度大小为5162gh 答案 ACD解析 设小球运动到最低点与物块B 碰撞前的速度大小为v 1，取小球运动到最低点时的重力势能为零，根据机械能守恒定律有mgh ＝12m v 12，解得v 1＝2gh 设碰撞后小球反弹的速度大小为v 1′，同理有mgh 16＝12m v 1′2，解得v 1′＝2gh 4，选项A 正确．设碰撞后物块B 的速度大小为v 2，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有m v 1＝－m v 1′＋5m v 2，解得v 2＝2gh 4，由动量定理可得，碰撞过程B 物块受到的冲量大小为：I ＝5m v 2＝54m 2gh ，选项B 错误．碰撞后当B 物块与C 物块速度相等时轻弹簧的弹性势能最大，据动量守恒定律有5m v 2＝8m v 3，据机械能守恒定律E pm ＝12×5m v 22－12×8m v 32，解得E pm ＝15128mgh ，选项C 正确．对B 物块与C 物块及轻弹簧组成的系统，在弹簧回到原长时，C 物块有最大速度，根据动量守恒和机械能守恒可解得v C ＝52gh 16，选项D 正确． 12．如图9所示，长木板A 放在光滑的水平面上，质量为m ＝6 kg 的小物体B 以水平速度v 0＝2 m/s 滑上原来静止的长木板A 的上表面，由于A 、B 间存在摩擦，A 、B 速度随时间变化情况如图乙所示，取g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )图9A ．木板A 获得的动能为2 JB ．系统损失的机械能为2 JC ．木板A 的最小长度为1 mD ．A 、B 间的动摩擦因数为0.1答案 CD解析 由题图乙知，木板和小物体最终的速度v ＝1 m/s ，据动量守恒得m v 0＝(m ＋M )v ，则木板的质量M ＝6 kg ，木板获得的动能为E k M ＝12M v 2＝12×6×12J ＝3 J ，系统损失的机械能ΔE ＝12m v 02－12(m ＋M )v 2＝12×6×22 J －12×12×12 J ＝6 J ，故A 、B 项错误．由题图乙得：0～1 s 内小物体的位移x B ＝12×(2＋1)×1 m ＝1.5 m ，0～1 s 内木板的位移x A ＝12×1×1 m ＝0.5 m ，则木板的最小长度L ＝x B －x A ＝1 m ，故C 项正确．由题图乙得，小物体加速度大小a B ＝Δv B Δt＝2－11m/s 2＝1 m/s 2，据牛顿第二定律得μmg ＝ma B ，则A 、B 间的动摩擦因数μ＝0.1，故D 项正确．二、实验题(本题2小题，共12分)13．(6分)用如图10甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，小车P 的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，轻推一下小车P ，使之运动，小车P 与静止的小车Q 相碰后粘在一起向前运动．图10(1)下列操作正确的是________．A ．两小车粘上橡皮泥是为了改变两车的质量B ．两小车粘上橡皮泥是为了碰撞后粘在一起C ．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源(2)实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A 的距离．根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上________段来计算小车P 的碰前速度．(3)测得小车P (含橡皮泥)的质量为m 1，小车Q (含橡皮泥)的质量为m 2，如果实验数据满足关系式______________，则可验证小车P 、Q 碰撞前后动量守恒． 答案 (1)BC(2分) (2)BC (1分) (3)m 1(s 2－s 1)2＝(m 1＋m 2)(s 4－s 3)3(3分)解析 (1)粘上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起，不是为了改变车的质量，A 错误，B 正确；为了打点稳定以及充分利用纸带打出更多的点，应先接通电源然后再让小车运动，C 正确，D 错误；(2)两小车碰撞前小车P 做匀速直线运动，在相等时间内小车位移相等，由题图乙所示纸带可知，应选择纸带上的BC 段求出小车P 碰撞前的速度；(3)设打点计时器打点时间间隔为T ，由题图乙所示纸带可知，碰撞前小车的速度v ＝s 2－s 14T ，碰撞后小车的速度v ′＝s 4－s 36T，如果碰撞前后系统动量守恒，则：m 1v ＝(m 1＋m 2)v ′，即：m 1s 2－s 14T ＝()m 1＋m 2s 4－s 36T ，整理得：m 1s 2－s 12＝()m 1＋m 2s 4－s 33.14．(6分)利用气垫导轨和光电门进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，气垫导轨的左侧与一倾斜轨道平滑连接，滑块在水平气垫导轨上运动时可忽略阻力．让滑块A 在左侧倾斜轨道的P 点由静止释放，然后与静止在光电门C 和光电门D 之间的滑块B 发生碰撞，如图11所示．图11(1)实验中滑块B 备有甲、乙两种：其中甲种滑块左端装有弹性圈，乙种滑块左端装有橡皮泥，与滑块A 碰撞后会粘在一起．若要求碰撞时动能损失最大，则应选用________种滑块(填“甲”或“乙”)，若要求碰撞时动能损失最小，则应选用________种滑块(填“甲”或“乙”)；(2)某同学选取左端装有橡皮泥的滑块B 进行实验，两滑块的质量分别为m A 和m B ，滑块A 从P 点释放后，通过光电门C 的时间为t 1，与滑块B 粘在一起后通过光电门D 的时间为t 2，则在误差允许的范围内，只需验证等式____________成立即可说明碰撞过程中m A 和m B 系统动量守恒；(3)在上一问的某次实验中，滑块通过光电门C 和光电门D 的时间分别为t 1＝0.05 s 和t 2＝0.15 s ，那么滑块A 和滑块B 的质量之比为m A ︰m B ＝________.答案 (1)乙(1分) 甲(1分) (2)m A t 2＝(m A ＋m B )t 1或m A t 1＝m A ＋m B t 2(2分) (3)1∶2(2分)解析 (1) 若要求碰撞时动能损失最大，则应选用左端装有橡皮泥的乙种滑块． 若要求碰撞时动能损失最小，则应选用左端装有弹性圈的甲种滑块．(2)设遮光条宽度为d ，则滑块A 通过光电门C 的速度v 1＝dt 1，滑块A 与滑块B 粘在一起后通过光电门D 的速度v 2＝dt 2；若碰撞过程中m A 和m B 系统动量守恒，则m A v 1＝()m A ＋m B v 2，即m A d t 1＝()m A ＋m B d t 2，整理得：m A t 1＝m A ＋m B t 2或m A t 2＝()m A ＋m B t 1. (3)若滑块通过光电门C 和光电门D 的时间分别为t 1＝0.05 s 和t 2＝0.15 s ，则m A 0.05＝m A ＋m B 0.15，解得m A ∶m B ＝1∶2.三、计算题(本题共4小题，共40分)15．(9分)若235 92U 俘获一个中子裂变成9038Sr 及136 54Xe 两种新核，且三种原子核的质量分别为235.043 9 u 、89.907 7 u 和135.907 2 u ，中子质量为1.008 7 u(1 u ＝1.660 6×10－27kg,1 u 相当于931.5 MeV 的能量)(1)写出铀核裂变的核反应方程；(2)求一个235 92U 俘获一个中子完全裂变所释放的能量．(取两位有效数字)答案 (1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n(2)1.4×102 MeV解析 (1)根据核反应的质量数守恒与电荷数守恒，则有：235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ；(3分)(2)一个铀核裂变的质量亏损为Δm ＝(235.043 9＋1.008 7)u －(89.907 7＋135.907 2＋10×1.008 7)u ＝0.150 7 u ；(3分) 由爱因斯坦质能方程可知释放的能量为 ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ≈1.4×102 MeV(3分)16．(9分)如图12所示，质量为M ＝5.0 kg 的小车在光滑水平面上以v 1＝2 m/s 速度向右运动，一人背靠竖直墙壁为避免小车撞向自己，拿起水枪以v 2＝4.0 m/s 的水平速度将一股水流自右向左射向小车后壁，射到车壁的水全部流入车厢内，忽略空气阻力，已知水枪的水流流量恒为Q ＝5.0×10－5 m 3/s(单位时间内流过横截面的水流体积)，水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m 3，不计空气阻力．求：图12(1)经多长时间可使小车速度减为零；(2)小车速度减为零之后，此人继续持水枪冲击小车，若要保持小车速度为零，需提供多大的水平作用力．答案(1)50 s(2)0.2 N解析(1)取水平向右为正方向由于水平面光滑，经t时间，流入车内的水的质量为m′＝ρQt(1分)对车和水流，在水平方向没有外力，动量守恒，则M v1＋m′(－v2)＝0(2分)联立解得t＝50 s(1分)(2)Δt时间内，流入车内的水的质量为Δm＝ρQΔt(1分)设小车对水流的水平作用力为F，根据动量定理FΔt＝0－Δm(－v2)(2分)联立解得F＝ρQ v2＝0.2 N(1分)根据牛顿第三定律，水流对小车的平均作用力为F′＝F，由于小车静止，根据平衡条件知提供的水平作用力大小为0.2 N(1分)17．(10分)光滑水平面上放着质量m A＝1 kg的物块A与质量m B＝2 kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接)，用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能E p＝49 J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图13所示．放手后B向右运动，细绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直光滑半圆轨道，其半径 R ＝0.5 m, B 恰能到达最高点C .g ＝10 m/s 2，求：图13(1)绳拉断后物块B 到达半圆轨道最低点的速度大小； (2)绳拉断过程绳对B 的冲量I 的大小； (3)绳拉断过程中系统损失的机械能大小． 答案 (1)5 m/s (2)4 N·s (3)24 J解析 (1)B 恰能到达最高点C ，设B 到达C 点的速率为v C ，根据牛顿第二定律有m B g ＝m Bv 2C R(1分)B 由最低点运动到最高点C 这一过程应用动能定理得：－2m B gR ＝12m B v C 2－12m B v B 2(2分)解得：v B ＝5 m/s.(1分)(2)设弹簧恢复到自然长度时B 的速率为v 1，取向右为正方向，此时弹簧的弹性势能全部转化为B 的动能，E p ＝12m B v 12(1分)根据动量定理有：I ＝m B v B －m B v 1(2分) 解得：I ＝－4 N·s ，其大小为4 N·s(1分)(3)绳拉断过程中系统损失的机械能大小为ΔE ＝E p －12m B v B 2＝24 J ．(2分)18．(12分)如图14所示，离地面高5.45 m 的O 处用不可伸长的细线挂一质量为0.4 kg 的爆竹(火药质量忽略不计)，线长0.45 m ．把爆竹拉起使细线水平，点燃导火线后将爆竹无初速度释放，爆竹刚好到达最低点B 时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面A 处，抛出的水平距离为x ＝5 m ．另一块仍系在细线上继续做圆周运动通过最高点C .空气阻力忽略不计，取g ＝10 m/s 2.求：图14(1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度v 1的大小；(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力F T (结果保留两位有效数字)． 答案 (1) 5 m/s (2)44 N解析 (1)设爆竹总质量为2m ，刚好到达B 点时的速度为v ，爆炸后抛出的那一块水平速度为v 1，做圆周运动的那一块初速度为v 2； 对平抛运动的那一块： H ＝12gt 2(1分)x ＝v 1t (1分)联立解得：v 1＝5 m/s(1分)(2)D 点到B 点机械能守恒得：2mgL ＝12×2m v 2(2分)爆竹爆炸过程，动量守恒得：2m v ＝m v 2－m v 1(2分) 联立并代入数据解得：v 2＝11 m/s(1分)设继续做圆周运动的那一块通过最高点时速度为v C ，由机械能守恒可得： 12m v 22＝12m v C 2＋2mgL (2分) 设在最高点时细线的拉力为F T ，由牛顿运动定律得： F T ＋mg ＝m v C 2L(1分)联立解得：F T≈44 N(1分)。
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共5套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量()A．始终相同B．只有大小相同C．只有方向相同D．以上说法均不正确解析：选A做平抛运动的物体，只受重力作用，重力是恒力，其在相等时间内的冲量始终相等，根据动量定理，在相等的时间内，物体动量的变化量始终相同。
2．下列情形中，满足动量守恒的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析：选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零，所以选项B正确。
3.如图1所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如将细线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，细线被烧断的瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，小球与圆槽水平方向有共同速度，设为v′，设小球质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确。
4.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图像如图2所示，下列关系正确的是( )图2A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断解析：选B 由v t 图像可知，两球碰撞前a 球运动，b 球静止，碰后a 球反弹，b 球沿a 球原来的运动方向运动，由动量守恒定律得m a v a ＝－m a v a ′＋m b v b ′，解得m a m b ＝v b ′v a ＋v a ′<1，故有m a <m b ，选项B 正确。
高中物理：选修3-5全册检测题(含答案)
高中物理：选修3-5全册检测题（含答案）一、单项选择题1. ( 山东日照市上学期期末)竖直向上发射一物体(不计空气阻力),在物体上升的某一时刻突然炸裂为a 、b 两块,质量较小的a 块速度方向与物体原来的速度方向相反,则( ) A. 炸裂后瞬间,a 块的速度一定比原来物体的速度小B. 炸裂后瞬间,b 块的速度方向一定与原来物体的速度方向相同C. 炸裂后瞬间,b 块的速度一定比原来物体的速度小D. 炸裂过程中,b 块的动量变化量大小一定小于a 块的动量变化量大小2. ( 黑龙江齐齐哈尔市质检)如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P 和Q 都可视为质点,质量相等．Q 与水平轻弹簧相连,开始Q 静止,P 以某一初速度向Q 运动并与弹簧发生碰撞．在整个过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于( )A ．P 的初动能B ．P 的初动能的12C ．P 的初动能的13D ．P 的初动能的143. ( 湖北天门、仙桃等八市第二次联考)下列现象中,原子核结构发生了改变的是( ) A. 氢气放电管发出可见光 B. β衰变放出β粒子 C. α粒子散射现象 D. 光电效应现象4. ( 辽宁沈阳市第一次质检)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着重要作用,下列属于放射性元素衰变的是( )A. 238 92U→234 90Th ＋42HeB. 235 92U ＋10n→131 53I ＋103 39Y ＋210nC. 21H ＋31H→42He ＋10nD. 42He ＋2713Al→3015P ＋10n5. ( 山东泰安市模拟)如图,用光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时,有光电流产生．则饱和光电流( )A. 与照射时间成正比B. 与入射光的强度无关C. 与入射光的强度成正比D. 与两极间的电压成正比6. ( 山东潍坊市二模)四种金属的逸出功W0如表所示,以下说法正确的是( )A. 逸出功就是使电子脱离金属所做的功B. 四种金属中,钙的极限频率最小C. 若某种光照射钠时有光电子逸出,则照射钙时也一定有光电子逸出D. 若某种光照射四种金属时均发生光电效应,则铷逸出光电子的最大初动能最大7. ( 江苏南京高三下学期第三次模拟)下列说法中正确的是( )A. 一个质子和一个中子结合成氘核,一定会释放出能量B. 汤姆孙发现电子,揭示了原子核内部有复杂结构C. 根据玻尔理论,电子没有确定轨道,只存在电子云D. 氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子,因而轨道半径可以连续增大8. ( 江苏南京金陵中学、海安高级中学、南京外国语学校高三第四次模拟)下列判断中正确的是( )A. 核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力小B. 比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定C. 一个氢原子从n＝3的能级跃迁回基态,可能辐射三个光子D. 金属的逸出功随入射光频率的增大而增大二、多项选择题9. 如图所示,一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片,其中一块碎片首先沿竖直方向落至地面,另两块碎片稍后一些同时落至地面.则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向不可能是( )10. 下列说法中正确的是( )A. 图甲中正确反映了黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度的关系B. 图乙的放射性同位素应选择衰变时放出α粒子的同位素C. 图丙中A、B两球质量相等,当A以速度v与静止的B发生正碰后,B的速度未必是vD. 图丁中电子束通过铝箔产生的衍射图样,证实了物质波的存在11. ( 天津卷)如图所示,我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是( )A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁B. 任何两个原子核都可以发生聚变C. 两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D. 两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加12. ( 山东潍坊市模拟)关于原子物理知识,下列说法正确的是( )A．升高放射性物质的温度,其半衰期变短B．发生光电效应现象时,增大入射光的频率,同一金属的逸出功变大C. 23793Np经过7次α衰变和4次β衰变后变成20983BiD．根据玻尔理论,氢原子向低能级跃迁时只放出符合两能级能量差的光子三、简答题13. 某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验．实验装置如图所示,下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨和光电门,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平；②测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d；③得到A、B两滑块(包含遮光片)的质量m1、m2；④向气垫导轨通入压缩空气；⑤利用气垫导轨左右的弹射装置,使滑块A、B分别向右和向左运动,测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为Δt1和Δt2；⑥观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起,运动方向与滑块B碰撞前运动方向相同,此后滑块A再次经过光电门a时挡光时间为Δt.试解答下列问题：(1)碰撞前A滑块的速度大小为________,碰撞前B滑块的速度大小为________．(2)为了验证碰撞中动量守恒,需要验证的关系式是：____________________________(用题中物理量表示)．14.如图为氢原子的能级图,大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时,发出______种频率不同的光子。
高中物理模块标准测评(含解析)新人教版选修3-5
模块标准测评（时间：90分钟满分:110分)题型选择题填空题计算题总分得分,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，错选的或不选的不得分)1．（多选)下列说法正确的是（）A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加;另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短C．根据海森伯提出的不确定性关系可知,不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量D．物质波和光波都是概率波ACD解析依据黑体辐射的规律得选项A正确；碰撞遵循动量守恒和能量守恒，光子散射后的能量减小,波长变长,选项B错误；对于微观粒子,牛顿运动定律不再适用，不可能同时准确确定粒子的位置和动量，选项C正确；物质波和光波都是概率波，选项D正确．2．图甲所示为氢原子的能级图，图乙所示为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n ＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子（）A．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光B．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光C．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时的辐射光D．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光B解析由氢原子光谱可得a谱线比b谱线波长长,由E＝hν得辐射a光谱对应能量应小于辐射b光谱对应能量．由能级间跃迁知识可知，选项B正确．3．(多选)如图所示,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，弹簧与挡板的质量均不计;滑块M以初速度v0向右运动，它与挡板P碰撞(不黏连)后开始压缩弹簧，最后，滑块N以速度v0向右运动．在此过程中（ ）A ．M 的速度等于0时，弹簧的弹性势能最大B ．M 与N 具有相同的速度时,两滑块动能之和最小C ．M 的速度为错误!时,弹簧的长度最长D ．M 的速度为错误!时,弹簧的长度最短BD 解析 M 、N 两物体碰撞过程中动量守恒，当M 与N 具有相同的速度v 02时,系统动能损失最大，损失的动能转化为弹簧的弹性势能,即弹簧弹性势能最大，选项A 错误,B 正确；M 的速度为错误!时，弹簧的压缩量最大,弹簧的长度最短,选项D 正确，C 错误．4．如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接，一个质量也为m 的小球从槽高h 处开始自由下滑，则( ）A ．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒B ．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力终始不做功C ．被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动D ．被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h 处C 解析 小球下滑过程中，小球和槽组成的系统在水平方向动量守恒,相互作用力分别对小球和槽做正功,小球到达水平面后和槽的速率相等，故小球也不可能回到槽上，选项C 正确，A 、B 、D 均错误．5．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过钙48轰击锎249发生核反应,成功合成了第118号元素,这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素.实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x ,再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x 是（ ）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子A 解析 118号元素的质量数为297，三次α衰变后电荷数由118变为112，因三次α衰变减少的质量数为12,而由297变为282质量数少15，说明先放出的3个相同的粒子x 是不带电的中子．6．（多选)关于核反应方程错误!Th→错误!Pa ＋X ＋ΔE （ΔE 为释放出的核能，X 为新生成粒子），已知错误!Th 的半衰期为T ，则下列说法正确的是( )A ．错误!Pa 没有放射性B ．错误!Pa 比错误!Th 少1个中子，X 粒子是从原子核中射出的,此核反应为β衰变C．N0个错误!Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为错误!N0ΔE（N0数值很大）D．234 90Th的比结合能为错误!BC解析由质量数和核电荷数守恒可得X为错误!e,故此核反应为β衰变，选项B 正确；经过2T时间,有错误!N0个错误!Th发生β衰变，释放的核能为错误!N0·ΔE，选项C正确；错误!Pa仍具有放射性，选项A错误;ΔE为错误!Th发生β衰变释放的核能小于错误!Th的结合能，因此错误!Th的比结合能大于错误!，选项D错误。
人教版高中物理选修3-5模块综合检测及答案解析
选修3-5综合检测B(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题，每题4分，共48分)1．光电效应实验中，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C ．遏止电压与入射光的频率无关D ．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li →2y ，y ＋14 7N →x ＋17 8O ，y ＋94Be →z ＋12 6C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有( )A ．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B ．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C ．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D ．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统4．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( )A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.Mm M －m E 05．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Po →X ＋42He ＋γ，则下列说法中错误的是( )A ．X 原子核含有124个中子B ．X 原子核含有206个核子C ．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D ．100 g 的210 84Po 经276天，已衰变的质量为75 g6．图1中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A．这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV8．如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A、B不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是()图3A．两滑块的动能之比E k A∶E k B＝1∶2B．两滑块的动量大小之比p A∶p B＝2∶1C．两滑块的速度大小之比v A∶v B＝2∶1D．弹簧对两滑块做功之比W A∶W B＝1∶19．关于天然放射性，下列说法正确的是()A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强10．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量．核反应方程分别为：X＋Y→42 He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应11．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致12．我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图4所示．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()图4A．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂变时释放出快中子，周围的23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成23994Pu.已知1个23992U核的质量为m1，1个23994Pu核的质量为m2，1个电子的质量为m e，真空中光速为c.(1)23992U的衰变方程是___________________________________________________；(2)23992U衰变释放的能量为_______________________________________________．14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度大小为2 m/s，另一个速度大小为4 m/s，然后他们就扭在了一起．图5(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.三、计算题(本题共4个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字．图616．(8分)一个铍核(94Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g物质反应过程中，其质量亏损是多少？17．(10分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7所示，运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行，最后停于C点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度为g.图7(1)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C点的冰壶能停于O′点，求A 点与B 点之间的距离．18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的14圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图8所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 02，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处．已知物块P 与木板AB 间的动摩擦因数为μ.求：图8(1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ；(2)木板的长度L ；(3)滑块CD 圆弧的半径．选修3-5综合检测B 答案解析1．光电效应实验中，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C ．遏止电压与入射光的频率无关D ．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析 由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eU 0＝E k ＝hν－W (其中U 0为遏止电压，E k 为光电子的最大初动能，W 为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A 、B 、C 错误，D 正确．2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li →2y ，y ＋14 7N →x ＋17 8O ，y ＋94Be →z ＋12 6C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C 解析 由于核反应前后电荷数守恒，则x ＋3＝2y ，①y ＋7＝x ＋8，②y ＋4＝z ＋6.③由①②③联立解得：x ＝1，y ＝2，z ＝0，故z 为中子，选项C 正确．3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有( )A ．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B ．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C ．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D ．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统 答案 A解析 判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定，B 选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C 选项末动量为零而初动量不为零．D 选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( )A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.Mm M －m E 0答案 C解析 由动量守恒定律(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m 由以上各式可得E k ＝m M －mE 0，C 正确． 5．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Po →X ＋42He ＋γ，则下列说法中错误的是( )A ．X 原子核含有124个中子B．X原子核含有206个核子C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D．100 g的21084Po经276天，已衰变的质量为75 g答案 C解析X原子核中的核子数为210－4＝206个，B项正确．中子数为206－(84－2)＝124个，A项正确．γ射线是核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出产生的，C项错．经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D 项正确．6．图1中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹答案 D解析γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d 粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确．7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A．这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV答案 D解析 这群氢原子能发生C 24＝6种频率不同的光子，其中从n ＝4跃迁到n ＝3所发出的光波的频率最小，波长最长，从n ＝4跃迁到n ＝1所发出的光的频率最高，故A 、B 错；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即ΔE ＝E 4－E 1＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV ，由光电效应方程知E k ＝ΔE －W ＝10.85 eV ，C 错，D 对．8．如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m 和m 的A 、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A 、B 不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是( )图3A ．两滑块的动能之比E k A ∶E kB ＝1∶2B ．两滑块的动量大小之比p A ∶p B ＝2∶1C ．两滑块的速度大小之比v A ∶v B ＝2∶1D ．弹簧对两滑块做功之比W A ∶W B ＝1∶1答案 A解析 根据动量守恒定律知，两滑块脱离弹簧后动量大小相等，B 项错误；m A v A ＝m B v B ，故v A ∶v B ＝m B ∶m A ＝1∶2，C 项错误；由E k ＝p 22m 得E k A ∶E k B ＝m B m A ＝12，A 项正确；由W ＝ΔE k 知W A ∶W B ＝E k A ∶E k B ＝1∶2，D 项错误．9．关于天然放射性，下列说法正确的是( )A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强答案 BCD解析 自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确．10．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量．核反应方程分别为：X＋Y→42 He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD11．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案ABD解析质子p即11H，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B项正确；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以C项错误；设质子的质量为m，则2814Si*的质量为28m，由动量守恒定律有m v0＝28m v，得v＝v028＝1.0×10728m/s≈3.6×105 m/s，方向与质子初速度的方向相同，故D项正确．12．我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图4所示．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()图4A．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功答案AB解析在甲、乙相互作用的过程中，系统的动量守恒，即甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反，甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反，选项A、B正确．由E k＝p 22m和W＝ΔE k可知，选项C、D均错误．二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂变时释放出快中子，周围的23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成23994Pu.已知1个23992U核的质量为m1，1个23994Pu核的质量为m2，1个电子的质量为m e，真空中光速为c.(1)23992U的衰变方程是___________________________________________________；(2)23992U衰变释放的能量为_______________________________________________．答案(1)23992U→23994Pu＋2 0－1e(2)(m1－m2－2m e)c2解析(1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：23992U→23994Pu ＋2 0－1e；(2)一次衰变过程中的质量亏损为：Δm＝m1－m2－2m e根据质能方程有：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－2m e)c2.14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度大小为2 m/s，另一个速度大小为4 m/s，然后他们就扭在了一起．图5(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.答案(1)0.1 m/s(2)见解析图能解析(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1－M2v2－M2v3＝(M1＋2M2)v代入数据解得，v≈0.1 m/s(2)因v>0，故碰后总动量p的方向与p A方向相同，碰撞后的状态及动量如图所示，即他们都过了底线，该前锋能得分．三、计算题(本题共4个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字．图6答案 2.9×1015 Hz0.66 eV解析E3－E1＝hν解得ν≈2.9×1015 Hzn＝4向n＝1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子的最大初动能最大，根据爱因斯坦光电方程E k＝(E4－E1)－(E3－E1)得E k＝0.66 eV.16．(8分)一个铍核(94Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g物质反应过程中，其质量亏损是多少？答案 (1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n(2)5.4×1012 J(3)6.0×10－5 kg 解析 (1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝μBe ＋μα＝(9＋4) g /mol ＝13 g/mol ，铍核和氦核各含的摩尔数n ＝M μ＝13013mol ＝10 mol ， 所以放出的能量ΔE ＝n ·N A ·E 放＝10×6.02×1023×5.6 MeV ≈3.371×1025 MeV ≈5.4×1012 J(3)质量亏损Δm ＝ΔE c 2＝5.4×1012(3.0×108)2kg ＝6.0×10－5 kg.17．(10分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7所示，运动员将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OO ′推到A 点放手，此后冰壶沿AO ′滑行，最后停于C 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m ，AC ＝L ，CO ′＝r ，重力加速度为g .图7(1)求冰壶从O 点到A 点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO ′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C 点的冰壶能停于O ′点，求A 点与B 点之间的距离．答案 (1)m 2μgL (2)L －4r解析 (1)由－μmgL ＝0－12m v A 2，得v A ＝2μgL . 由I ＝m v A ，将v A 代入得I ＝m 2μgL .(2)设A 点与B 点之间的距离为s ，由－μmgs －0.8μmg (L ＋r －s )＝0－12m v A 2，将v A 代入得s ＝L －4r .18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的14圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图8所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 02，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处．已知物块P 与木板AB 间的动摩擦因数为μ.求：图8(1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ；(2)木板的长度L ；(3)滑块CD 圆弧的半径．答案 (1)v 04，方向向左 (2)5v 2016μg (3)v 2064g解析 (1)由点A 到点B 时，取向左为正方向，由动量定恒定律得 m v 0＝m v B ＋2m ·v AB又v B ＝v 02，解得v AB ＝v 04，方向向左 (2)由点A 到点B 时，根据能量守恒定律得12m v 02－12×2m (v 04)2－12m (v 02)2＝μmgL 解得L ＝5v 2016μg(3)由点D 到点C ，滑块CD 与物块P 组成的系统在水平方向上动量守恒 m ·v 02＋m ·v 04＝2m v 共 滑块与CD 组成的系统机械能守恒mgR ＝12m (v 02)2＋12m (v 04)2－12×2m v 共2 联立解得滑块CD 圆弧的半径为R ＝v 2064g.。
高中物理选修3-5综合测试题(一)(含答案)
选修3－5综合测试题(一)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，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些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．下面列出的是一些核反应方程：30P―→3014Si＋X，94Be＋21H―→105B＋Y，154He＋42He―→73Li＋Z.2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2．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3．2010年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻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．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，则有()A．m1v0＝m1v1＋m2v2B．m2v0＝m1v1＋m2v2C．(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2D．(m1＋m2)v0＝m1v14.“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱．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．月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的32He含量十分丰富，科学家认为，32He是发生核聚变的极好原料，将来32He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于32He，下列说法正确的是()A.32He的原子核内有三个中子两个质子B.32He的原子核内有一个中子两个质子C.32He发生聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.32He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起5．下列说法正确的是()A．中子和质子结合氘核时吸收能量B．放射性物质的温度升高，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，可用来消除有害静电6．(2011·温州模拟)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”的美韩联合军演正式开始．在现兵器体系中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头，整个二战期间，潜艇共击沉航母17艘，占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队，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化成动能和电能．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U＋n→14156Ba＋9236Kr＋αX是反应堆中发生的众多核反应的一种，n为中子，X反应方程23592为待求粒子，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＝2 D．X为中子α＝37．颜色不同的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．不一定能发生光电效应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8．(2011·合肥模拟)质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是()A．0.6v B．0.4vC．0.2v D．v9．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列论述中正确的是()A．核20983Bi比核23793Np少28个中子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10.如图所示，在光滑的水平面上，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B．做减速运动C．做匀速运动D．以上运动都有可能第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题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投掷冰壶的镜头．假设在此次投掷中，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的速度继续向前滑行．若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为________m/s.12．(6分)在做“验证动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况如图所示，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刻两球动量大小之比为p A∶p B ＝________.13．(6分)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．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得分，有数值计算的题，答案中必须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．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？(2)求此过程中释放的核能．15．(10分)(2011·江苏省姜堰市二中高三上学期学情调查)用速度为v0、质量为m1的42He核轰击质量为m2的静止的147N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为148O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的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反．16．(11分)(2011·烟台模拟)如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，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．17．(11分)氢原子的能级示意图如图所示，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区域，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)选修3－5综合测试题(一)参考答案1.[答案] D[解析]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.[答案] 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，故选D.3.[答案] C[解析]因两人分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，C正确．4.[答案]BC[解析]32He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A错误，B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误．5.[答案] C[解析]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，不可用来消除有害静电．6.[答案] D[解析]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.[答案] B[解析]由sinC＝1n可知na<nb，则a光的频率小于b光的频率，因此B对．8.[答案] B[解析]本题考查碰撞和动量守恒，意在考查学生对碰撞中的动量守恒和能量关系问题的处理能力．根据动量守恒得：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，由于碰撞过程中能量不增加，故选项A错误；当v2＝0.4v时，v1＝－0.2v，则碰撞后的总动能为E′＝12m(－0.2v)2＋12×3m(0.4v)2＝0.52×12mv2，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v2＝0.2v时，v1＝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球不可能穿透B球，故选项C错误；当v2＝v时，v1＝－2v，则显然碰撞后的总动能远大于碰撞前的总动能，故选项D错误．9.[答案] B[解析]因为核反应方程的质量和电荷数守恒，可以知道该核反应方程为23793Np→20983Bi ＋742He＋40－1e，B正确；20983Bi和23793Np的中子数分别为126和144，相差18个，A 错；β衰变是核内中子变为质子而放出的，故核内中子数要减少，D错．10.[答案] A[解析]当木板速度为v1＝2.4m/s时，由动量守恒定律可得，Mv－mv＝Mv1＋mv2，解得v2＝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．11.[答案]0.3[解析]由动量守恒定律m1v1＝mv′1＋m2v′2代入数值解得：v′2＝0.3m/s12.[答案]1∶2[解析]考查碰撞中动量守恒表达式的应用．实验中碰撞结束时刻的动量之比为pApB＝MA •OMMB•ON＝32×18.3055.14＝1213.[答案]质子α氮14.[答案](1)m1v0m1＋m2(2)(m1＋m2－m0－m3)c2[解析](1)设复核的速度为v，由动量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v解得v＝m1v0m1＋m2(2)核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m0－m3反应过程中释放的核能ΔE＝Δm•c2＝(m1＋m2－m0－m3)c215.[答案](1)m1v0－m3v3m4(2)v3>m1v0m3[解析]根据动量守恒定律可解得粒子B的速度，再根据粒子B的速度方向与42He核的运动方向相反，确定粒子A的速度符合的条件．(1)由动量守恒定律有：m1v0＝m3v3＋m4vB，解得：vB＝m1v0－m3v3m4(2)B的速度与42He核的速度方向相反，即：m1v0－m3v3<0，解得：v3>m1v0m316.[答案]23v0方向与平板车B初速度方向相同．[解析]由动量守恒可知：Mv0－mv0＝(M＋m)v得：v＝M－mM＋mv0将M＝5m代入上式可得：v＝23v0方向与平板车B初速度方向相同17.[答案]0.15eV[解析]以ve和vH表示碰撞前电子的速度和氢原子的速率，根据题意有：meve－mHvH＝0①碰撞前，氢原子与电子的总动能为：Ek＝12mHv2H＋12mev2e②联立①②两式并代入数据解得：Ek≈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：ΔE＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV④碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：E′k＝Ek－ΔE＝12.9eV－12.75eV＝0.15eV。
最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-5测试题及答案全套单元测评(一)动量守恒定律(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统解析：判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定．B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C选项末动量为零而初动量不为零．D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等．答案：A2．一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是()A．物体的机械能一定增加B．物体的机械能一定减少C．相同时间内，物体动量的增量一定相等D．相同时间内，物体动能的增量一定相等解析：不知力做功情况，A、B项错；由Δp＝F合·t＝mat知C项正确；由ΔE k＝F合·x＝max知，相同时间内动能增量不同，D错误．答案：C3．(多选题)如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动()A．运动方向不可能改变B．可能是匀速圆周运动C．可能是匀变速曲线运动D．可能是匀变速直线运动解析：由题意可知，物体受到的合外力为恒力，物体不可能做匀速圆周运动，B项错误；物体的加速度不变，可能做匀变速直线运动，其运动方向可能反向，也可能做匀变速曲线运动，A项错误，C、D项正确．答案：CD4．(多选题)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速率变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为() A．m(v－v0)B．mgtC．m v2－v20D．m gh解析：平抛运动的合外力是重力，是恒力，所以动量变化量的大小可以用合外力的冲量计算，也可以用初末动量的矢量差计算．答案：BC5．质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船头站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙，船头指向左方．若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则() A．小船向左运动，速率为1 m/sB．小船向左运动，速率为0.6 m/sC．小船向右运动，速率大于1 m/sD．小船仍静止解析：选向左的方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v－m乙v＋M v′＝0，船的速度为v′＝(m乙－m甲)vM＝(60－40)×3100m/s＝0.6 m/s，船的速度向左，故选项B正确．答案：B6．如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，A带电－q，B带电＋2q，下列说法正确的是()A．相碰前两球运动中动量不守恒B．相碰前两球的总动量随距离减小而增大C．两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力D．两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统合外力为零解析：两球组成的系统，碰撞前后相互作用力，无论是引力还是斥力，合外力总为零，动量守恒，故D选项对，A、B、C选项错．答案：D7．在光滑的水平面的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n 次后，剩余的总动能为原来的18，则n 为( ) A ．5 B ．6C ．7D ．8解析：整个过程动量守恒，则碰撞n 次后的整体速度为v ＝m v 0(n ＋1)m ＝v 0n ＋1，对应的总动能为：E k ＝12(n ＋1)m v 2＝m v 202(n ＋1)，由题可知E k ＝m v 202(n ＋1)＝18×12m v 20，解得：n ＝7，所以C 选项正确.答案：C8．两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次后，甲和乙最后速率关系是( )A ．若甲最先抛球，则一定是v 甲＞v 乙B ．若乙最后接球，则一定是v 甲＞v 乙C ．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v 甲＞v 乙D ．无论怎样抛球和接球，都是v 甲＞v 乙解析：将甲、乙、篮球视为系统，则满足系统动量守恒，系统动量之和为零，若乙最后接球，即(m 乙＋m 篮)v 乙＝m 甲v 甲，则v 甲v 乙＝m 乙＋m 篮m 甲，由于m 甲＝m 乙，所以v 甲＞v 乙．答案：B9．(多选题)如图所示，一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP′，PP′穿过金属环的圆心．现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则()A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来B．磁铁将不会穿越滑环运动C．磁铁与圆环的最终速度为M v0 M＋mD．整个过程最多能产生热量Mm2(M＋m)v20解析：磁铁向右运动时，金属环中产生感应电流，由楞次定律可知磁铁与金属环间存在阻碍相对运动的作用力，且整个过程中动量守恒，最终二者相对静止．M v0＝(M＋m)v，v＝M v0M＋m；ΔE损＝12M v20－12(M＋m)v2＝Mm v202(M＋m)；C、D项正确，A、B项错误．答案：CD10．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A 和B ，A 的质量为m A ，B 的质量为m B ，m A ＞m B .最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A 和B 对地面的速度大小相等，则车( )A ．静止不动B ．左右往返运动C ．向右运动D ．向左运动解析：两人与车为一系统，水平方向不受力，竖直方向合外力为零，所以系统在整个过程中动量守恒．开始总动量为零，运动时A 和B 对地面的速度大小相等，m A ＞m B ，所以AB 的合动量向右，要想使人车系统合动量为零，则车的动量必向左，即车向左运动．答案：D11．如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s ，g 取10 m/s 2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是( )A ．5 m/sB ．4 m/sC ．8.5 m/sD ．9.5 m/s解析：对小球落入小车前的过程，平抛的初速度设为v 0，落入车中的速度设为v ，下落的高度设为h ，由机械能守恒得：12m v 20＋mgh ＝12m v 2，解得v 0＝15 m/s ，车的速度在小球落入前为v 1＝7.5 m/s ，落入后相对静止时的速度为v 2，车的质量为M ，设向左为正方向，由水平方向动量守恒得：m v 0－M v 1＝(m ＋M )v 2，代入数据可得：v2＝－5 m/s，说明小车最后以5 m/s的速度向右运动．答案：A12．如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为m∶MC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：依据系统动量守恒，C向右运动时，A、B向左运动，或由牛顿运动定律判断，AB受向左的弹力作用而向左运动，故A项错；又M v AB＝m v C，得v C vAB ，即B项错；根据动量守恒得：0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故选C.＝Mm答案：C第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(5分)某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为2∶3，用A作入射球，初速度为v1＝1.2 m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是________.解析：根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC.答案：BC(5分)14．(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B .b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平．c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上．d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1.e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作．当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.(1)实验中还应测量的物理量是______________________________．(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是m v 的矢量和，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________________________．解析：(1)本实验要测量滑块B 的速度，由公式v ＝L t 可知，应先测出滑块B的位移和发生该位移所用的时间t ，而滑块B 到达D 端所用时间t 2已知，故只需测出B 的右端至D 板的距离L 2.(2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零．则由动量守恒可知0＝m A ·L 1t 1－m B ·L 2t 2即m A L 1t 1＝m B L 2t 2产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．答案：(1)测出B 的右端至D 板的距离L 2(3分)(2)m A L 1t 1＝m B L 2t 2(3分) 测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差(3分)三、计算题(本题有3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(10分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m 3.解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得(M －ρQt )v ′＝ρQt v (6分)代入数据解得火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s ＝4 m/s. (4分) 答案：4 m/s16．(12分)如图所示，有A 、B 两质量均为M ＝100 kg 的小车，在光滑水平面上以相同的速率v 0＝2 m/s 在同一直线上相对运动，A 车上有一质量为m ＝50 kg 的人至少要以多大的速度(对地)从A 车跳到B 车上，才能避免两车相撞？解析：要使两车避免相撞，则人从A 车跳到B 车上后，B 车的速度必须大于或等于A 车的速度，设人以速度v 人从A 车跳离，人跳到B 车后，A 车和B 车的共同速度为v ，人跳离A 车前后，以A 车和人为系统，由动量守恒定律：(M ＋m )v 0＝M v ＋m v 人(5分)人跳上B 车后，以人和B 车为系统，由动量守恒定律：m v 人－M v 0＝(m ＋M )v (5分)联立以上两式，代入数据得：v 人＝5.2 m/s. (2分)答案：5.2 m/s17．(16分)如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m ，现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t ；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过多少． 解析：(1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m 2v 0＝(m 1＋m 2)v (3分)设物块与车面间的滑动摩擦力为F ，对物块应用牛顿定律有F ＝m 2v 0－v t (2分)又F ＝μm 2g (1分)解得t ＝m 1v 0μ(m 1＋m 2)g(1分) 代入数据得t ＝0.24 s. (1分)(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′(3分)由功能关系有12m 2v ′20＝12(m 1＋m 2)v ′2＋μm 2gL (3分) 代入数据解得v 0′＝5 m/s故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s. (2分)答案：(1)0.24 s (2)5 m/s单元测评(二) 波粒二象性(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A ．能量的连续经典理论B ．普朗克提出的能量量子化理论C ．以上两种理论体系任何一种都能解释D ．牛顿提出的能量微粒说解析：根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 项正确．答案：B2．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.12Nhν C ．Nhν D ．2Nhν解析：光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν，N 个光子能量为Nhν，故C 正确．答案：C3．经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：电子被加速后其德布罗意波波长λ＝h p ＝1×10－10 m ，穿过铝箔时发生衍射．电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．所以A 、B 、C 项均错．答案：D4．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )A BC D 解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C 、D 错误．另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A 错误，B 正确．答案：B5．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ＜λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ＞λ′解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界，光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前，光子的能量E＝hν＝h cλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E′＝hν′＝h cλ′，由E＞E′，可知λ＜λ′，选项C正确．答案：C6．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处可能是()A．亮纹B．暗纹C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D．以上各种情况均有可能解析：按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b 处一定是亮纹，选项A正确．答案：A7．(多选题)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析：不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．答案：CD8．(多选题)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A．图像甲表明光具有粒子性B．图像丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析：从题图甲可以看出，少数粒子打在底片上的位置是随机的，没有规律性，显示出粒子性；而题图丙是大量粒子曝光的效果，遵循了一定的统计性规律，显示出波动性；单个光子的粒子性和大量粒子的波动性就是概率波的思想．答案：ABD9．近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A ．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B ．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C ．大量光子表现光具有粒子性D ．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性解析：由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D 项正确．答案：D10．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n ＞1.已知普朗克常量为h 、电子质量为m 和电子电荷量为e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B.md 2h 23n 2e 3 C.d 2h 22men 2 D.n 2h 22med 2解析：由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝m v ＝2meU ＝h λ，而λ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2. 答案：D11．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( )A ．不受外力作用时光子就会做匀速运动B ．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C ．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D ．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D.答案：D12．(多选题)如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像，由图像可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E解析：题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，选项B正确．根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A正确，而选项C、D错误．答案：AB第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)一颗近地卫星质量为m，求其德布罗意波长为多少？(已知地球半径为R ，重力加速度为g )解析：由万有引力提供向心力计算速度，根据德布罗意波长公式计算．对于近地卫星有：G Mm R 2＝m v 2R (2分) 对地球表面物体m 0有：G Mm 0R 2＝m 0g (2分) 所以v ＝gR ，(2分)根据德布罗意波长λ＝h p (2分)整理得：λ＝h m v ＝h m gR. (2分) 答案：h m gR14．(13分)波长λ＝0.71Å的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B 的匀强磁场区域内做最大半径为r 的匀速圆周运动，已知rB ＝1.88×10－4 m·T ，电子质量m ＝9.1×10－3 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v 2r ＝e v B所以v ＝erB m (3分) 电子的最大初动能E k ＝12m v 2＝e 2r 2B 22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×10－31J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103 eV(2分) (2)入射光子的能量ε＝hν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×1087.1×10－11×1.6×10－19 eV ≈1.75×104eV(3分) 根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为W 0＝hν－E k ＝1.44×104 eV(2分)(3)物质波的波长为λ＝h m v ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4m ≈2.2×10－11 m(3分) 答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11 m15．(14分)如图所示，相距为d 的两平行金属板A 、B 足够大，板间电压恒为U ，有一波长为λ的细激光束照射到B 板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B 的逸出功为W ，电子质量为m ，电荷量为e .求：(1)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子，到达A 板时的动能；(2)光电子从B 板运动到A 板时所需的最长时间．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，光子的频率为ν＝c λ.(3分)所以，光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W .(3分)能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，所以E k1＝eU＋hcλ－W.(3分)(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子．则d＝12at2＝Uet22dm，得t＝d2mUe.(5分)答案：(1)eU＋hcλ－W(2)d2mUe16．(15分)光子具有能量，也具有动量．光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压\”．光压的产生机理如同气体压强；大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0.已知光速为c，光子的动量为E/c.(1)若太阳光垂直照射到地球表面，则在时间t内照射到地球表面上半径为r 的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？(2)若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内光子被完全反射(即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽视不计)，则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少？(3)有科学家建议把光压与太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源．一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收．若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的1＋ρ2倍．设太阳帆的反射系数ρ＝0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r＝15 m，飞船的总质量m＝100 kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0＝1.4 kW，已知光速c＝3.0×108m/s.利用上述数据并结合第(2)问中的结果，求：太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化．(结果保留2位有效数字)解析：(1)在时间t 内太阳光照射到面积为S 的圆形区域上的总能量E 总＝P 0St ，解得E 总＝πr 2P 0t .照射到此圆形区域的光子数n ＝E 总/E .解得n ＝πr 2P 0t /E .(2)因光子的能量p ＝E /c ，到达地球表面半径为r 的圆形区域的光子总动量p 总＝np .因太阳光被完全反射，所以在时间t 内光子总动量的改变量Δp ＝2p 总．设太阳光对此圆形区域表面的压力为F ，依据动量定理Ft ＝Δp ，太阳光在圆形区域表面产生的光压I ＝F /S ，解得I ＝2P 0/c .(3)在太阳帆表面产生的光压I ′＝1＋ρ2I ， 对太阳帆产生的压力F ′＝I ′S .设飞船的加速度为a ，依据牛顿第二定律F ′＝ma .解得a ＝5.9×10－5 m/s 2.答案：(1)πr 2P 0t πr 2P 0t /E (2)2P 0/c(3)5.9×10－5 m/s 2单元测评(三) 原子结构(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．(多选题)下列叙述中符合物理史实的有( )A ．爱因斯坦提出光的电磁说B．卢瑟福提出原子核式结构模型C．麦克斯韦提出光子说D．汤姆孙发现了电子解析：爱因斯坦提出光子说，麦克斯韦提出光的电磁说．答案：BD2．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压能够对其加速，从而增加能量B．阴极射线通过偏转电场时不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场时能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变解析：X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，B正确．答案：B3．α粒子散射实验中α粒子经过某一原子核附近时的两种轨迹如图所示，虚线为原子核的等势面，α粒子以相同的速率经过电场中的A点后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹不能断定的是()A．原子核带正电B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质C．粒子在径迹1中的动能先减少后增大D．经过B、C两点两粒子的速率相等。
最新高中物理：选修3-5人教版全套教学同步练习及解析模块综合测试题及答案
模块综合测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
)1．关于α粒子的散射实验，下述不正确的是()A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的α粒子就越少解析：原子显电中性，而电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释α粒子的散射现象，所以α粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，所以A选项错误，而B选项正确；只有少数α粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，即C选项正确；使α粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，α粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的α粒子少，所以D选项正确，所以题中选不正确的答案为A选项。
答案：A2．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用。
下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误。
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高中物理选修3-5模块测试卷及答案高中物理选修3—5测试卷（满分：100分时间：90分钟）___班姓名_____ 座号_____ 成绩___________一、选择题（10个小题，共60分，1-9小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；10-12小题有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）1．下面关于冲量的说法中正确的是() A．物体受到很大的冲力时，其冲量一定很大B．当力与位移垂直时，该力的冲量为零C．不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同D．只要力的大小恒定，其相同时间内的冲量就恒定2．在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在某时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图象如图所示．则下列关系正确的是()A．m a＞m b B．m a＝m b C．ma＜m b D．无法判断23．下列叙述中不正确的是( )A.麦克斯韦提出了光的电磁说B.玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性4．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是( )A．甲图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由α粒子组成3D．丁图中，链式反应属于轻核裂变5．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中①②③三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列A、B、C、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）( )6．某单色光照射到一逸出功为W的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r，设电子的质量为m，带电量为e，普朗克常量为h，则该光波的频率为（）A．WhB．2222r e BmhC．2222W r e Bh mh-D．2222W r e Bh mh+457．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m 的小球从槽高h 处开始下滑,则 （ ）A ．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒B ．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C ．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h 处D ．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动8．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电 站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（Pu 23994），这种钚239可由铀239（U 23992） 经过n 次 衰变而产生，则n 为（ ）A ．2B ．239C ．145D ．929．质量为m 、速度为v 的A 球与质量为3m 的静止B 球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是( ) A．0.6v B．0.4v C．0.2v D．v10．（多选）在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的。
则碰后B球的速度大小可能是()A．0.6v B．0.4v C．0.3v D．0.2v 11．（多选）如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝4 kg的小物体B以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是()A．木板A获得的动能为2J B．系统损失的机械能为2JC．木板A的最小长度为2 m D．A、B间的动摩擦因数为0.1612．（多选）将一长木板静止放在光滑的水平面上，如下图甲所示，一个小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。
现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木块A的左端开始向右滑动，如图乙所示。
若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是() A．小铅块将从木板B的右端飞离木板B．小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量二、填空题（本大题共3小题，5+6+5=16分）713．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，并在两侧挂上重垂线；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间的轻弹簧处于压缩状态；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如果系统动量守恒，须满足的关系是______________________。
14．如图所示是使用光电管的原理图，当频率为v的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
8（1）当变阻器的滑动端P向滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将会增大。
（2）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为（已知电子电荷量为e）。
（3）如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将__________ （填“增加”、“减小”或“不变”）。
15．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是__________．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向外的磁场，阴极射线将__________ (填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏转。
三、计算题：本大题共3小题；共34分。
16．（10分）如右图所示，长L＝0.2m的细线上端固定在O点，下端连接一个质量为m＝0.5kg的小球，悬点O距地面的高度H＝0.35m，开始时将小球提到O点而静止，9然后让它自由下落，当小球到达使细线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，再经过t＝0.1 s落到地面。
如果不考虑细线的形变，g＝10 m/s2，试求：(1)细线拉断前后小球的速度大小和方向；(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为t s∆=，试确定细线的平均张力大小．0.117．（12分）如图所示，小物块A在粗糙水平面上做直线运动，经距离时与另一小物块B发生碰撞并粘在一起以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。
已知 5.0,=s=0.9m，l m10A、B质量相等且m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数µ=0.45，桌面高h=0.45m。
不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。
求：（1）A、B一起平抛的初速度v；（2）小物块A的初速度v。
18．(12分)两块质量都是m的木块A和B在光滑水平面上均以速度0v向左匀速运动，中间用一2根劲度系数为k的轻弹簧连接着，如图所示。
现从水平方向迎面射来一颗子弹，质量为m，速4度为v0，子弹射入木块A并留在其中。
求：(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A、B的速度v A和v B的大小。
(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
高中物理选修3—5测试卷参考答案一、选择题(每题5分，本大题共计60分，多项选择选不全者得3分，选错者得0分) 1 C 2 C 3 B 4 B 5 A 6 D 7 D 8 A 9 B 10 AB 11AD 12 BD 二、填空题（共18分，每题6分） 13. F （2分） ； 12A B m x m x = （3分）14 . 左 （2分） eU （2分） 不变（2分） 15 . 电子（2分）， 向上（3分）三、计算题(34分)（要求写出必要的文字说明、主要方程式和步骤） 16. （10分）解：(1)细线拉断前，小球下落过程机械能守恒： 2112mgL mv = 解得线断前小球速度大小为12/v m s =，方向竖直向下 （2分）设细线断后球速为2v ，方向竖直向下，由2212H L v t gt -=+可得：21/vm s=，方向竖直向下 （3分）(2)设细线的平均张力为F ，方向竖直向上．取竖直向上为正方向，由动量定理可得：21()()()F mg t m v m v -∆=--- （3分）解得：F ＝10 N （2分） (注：每问5分，用其它方法结果正确同样给分） 17、（12分）（1）两木块离开桌面后做平抛运动，设在空中飞行的时间为t ，则有： 竖直方向：212h gt = （2分） 水平方向有：s=vt （2分） 联立解得：v=3.0m/s （1分）（2）A 、B 碰撞过程，取向右方向为正方向，对AB 整体，由动量守恒定律得：mv ′=2mv （2分）则碰前A 物速度大小：v ′=2v=6m/s （1分）A 在桌面上滑行过程，由能量守恒有：2/201122mv mgl μ-=（3分）联立得：09/vm s= （1分）18.（12分）解：(1)在子弹打入木块A 的瞬间，由于相互作用时间极短，弹簧来不及发生形变，A 、B 都不受弹力的作用，故 02Bv v=（2分）子弹与A 作用后二者速度均变为Av ，对子弹与木块A ，动量守恒：1()244Av m m mv m v -=+ （2分） 解得05Av v=（2分）(2)当三者速度相同时，弹簧弹性势能最大。
设三者同速度为v ，弹簧的最大弹性势能为E pm ，由动量守恒定律，得： 55()44A B m mvmv m v +=+（2分）由机械能守恒定律，得： 22215115()()24224A B pm m m v mv m v E +=++（2分）联立解得：200,340pm v m v E v ==（2分）(注：每问6分，用其它方法结果正确同样给分）。