教科版高中物理选修3-5考前过关训练专题一
物理选修3-5综合复习测试卷1 (选修3-5)
高二物理综合测试卷1 （选修3-5）一、选择题 (下列四个选项中有的只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，每题4分)1. 卢瑟福通过对a 粒子散射实验结果的分析，提出（ ）A ．原子的核式结构模型．B ．原子核内有中子存在．C ．电子是原子的组成部分．D ．原子核是由质子和中子组成的．2.原子弹和氢弹各是根据什么原理制造的（ ）A ．都是依据重核的裂变B ．都是依据轻核的聚变C ．原子弹是根据轻核聚变，氢弹是根据重核裂变D ．原子弹是根据重核裂变，氢弹是根据轻核聚变3.下面说法中正确的是（ ）A ．用α粒子轰击铍( 9 4B e ) 核，铍核转变为碳核（12 6C ），同时放出β射线 B ．β射线是由原子核外电子受激发而产生的C ．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强D ．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹4. 一个氘核（H 21）与一个氚核（H 31）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，聚变过程中（ ）A ．吸收能量，生成的新核是He 42B ．放出能量，生成的新核是He 42C ．吸收能量，生成的新核是He 32D ．放出能量，生成的新核是He 325. 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ）A ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应7.下列说法正确的是（ ）A 、α射线与γ射线都是电磁波B 、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流，它具有中等的穿透能力。
C 、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D 、原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量8.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（ ）A ．1401214H He+2e → B ．1441717281N+He O+H → C ．235113690192054380U+n Xe+Sr+10n → D ．238234492902U Th+He → 9. 按照玻尔理论，氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B 跃迁到能级C 时，吸收频率为ν2的光子，且ν1＞ν2 。
物理选修3-5达标测试
物理选修3-5考试卷一、选择题（4×12=48分）1、人从高处跳到低处，为了安全，一般都是脚尖先着地，这样做的目的是为了（）A．减小着地时所受冲量B．使动量增量变的更小C．增大人对地面的压强，起到安全作用D．延长对地面的作用时间，从而减小地面对人的作用力2、关于物体的动量和动能,下列说法中正确的是（）A．一物体的动量不变,其动能一定不变B．一物体的动能不变,其动量一定不变C．两物体的动量相等,其动能一定相等D．两物体的动能相等,其动量一定相等3、质量为m的钢球自高处落下,以速度v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速度为v2。
在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为()A.向下,m(v1-v2)B.向下,m(v1+v2)C.向上,m(v1-v2)D.向上,m(v1+v2)4、某物体在运动过程中,受到的冲量为-1N·s,则（）A．物体原动量方向一定与这个冲量方向相反B．物体的末动量一定是负值C．物体的动量一定要减少D．物体动量的增量一定与所规定的止方5、两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止。
则可以推断碰之前（）A．两个球的动量一定相等 B．两个球的质量一定相等C．两个球的速度一定相等D．两个球的动量大小相等，方向相反6、如图所示,木块A静置于光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙,现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则以下叙述正确的是()A.A、B最终以同一不为零的速度运动B.A、B最终速度均为零C.A物体先做加速运动,后做减速运动D.A物体先做加速运动,后做匀速运动7、如图所示,在光滑水平面上,有一质量为m=3kg的薄板和质量为m'=1kg的物块,都以v=4m/s的初速度向相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4m/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.以上运动都可能8、在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动.假定两板与冰面间的摩擦因数相同.已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于（）A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小9、用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则（）A．光电子的最大初动能不变B．光电子的最大初动能减小C．单位时间内产生的光电子数减少D．可能不发生光电效应10、如图所示，一验电器与锌板用导线相连，现用一紫外线灯照射锌板，关灯之后，验电器指针保持一定的偏角（）A．将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大B．将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将不变C．使验电器指针回到零，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转11、下列事例中表明光子不但具有能量，而且象实物粒子一样具有动量的是（）A．康普顿效应B．光的偏振现象C．光的色散现象D．光的干涉现象12、下表给出了一些金属材料的逸出功。
教科版 高中物理 选修3-5 第一章 碰撞与动量守恒 寒假复习题(解析版)
绝密★启用前教科版高中物理选修3-5 第一章碰撞与动量守恒寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.在光滑的水平面上，动能为E0的钢球1与静止钢球2发生碰撞，碰后球1反向运动，其动能大小记为E1，球2的动能大小记为E2，则必有 ()A．E1＜E0B．E1＝E0C．E2＞E0D．E2＝E0【答案】A【解析】根据碰撞前后动能关系得E1＋E2≤E0，必有E1＜E0，E2＜E0.故只有A项对．2.如图所示，在地面上固定一个质量为M的竖直木杆，一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬，经时间t，速度由零增加到v，在上述过程中，地面对木杆的支持力的冲量为()A． (Mg＋mg－ma)tB． (m＋M)vC． (Mg＋mg＋ma)tD．mv【答案】C【解析】杆与人之间的作用力为F，对人，F－mg＝ma，地面与杆的作用力为F N，对杆，F N＝F＋Mg，地面对杆的冲量，I＝F N t.3.一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120 kg.这个士兵用自动步枪在2 s时间内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是10 g，子弹离开枪口时相对枪口的速度是800 m/s.射击前皮划艇是静止的()A．每次射击后皮划艇的速度改变2 m/sB．连续射击后皮划艇的速度是2 m/sC．每次射击后子弹的速度改变m/sD．连续射击时枪所受到的平均反冲作用力约40 N【答案】D【解析】射击过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒可知：mv－Mv′＝0，代入数据解得：v′＝v≈0.06 m/s，A错误；连续射击2 s过程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，则有：10mv－Mv″＝0代入数据解得：v″＝＝0.67 m/s，船的速度改变0.67 m/s，所以射出10发子弹后，子弹速度的改变量为0.67 m/s，B、C错误；每颗子弹的发射时间为：t＝s＝0.2 s，对子弹，由动量定理可知：Ft＝mv－0，代入数据解得：F＝＝40 N，由牛顿第三定律可知，枪受到的平均作用力F′＝F＝40 N，D正确．4.质量为m的钢球自高处落下，以速度大小v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速度大小为v2.在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为()A．向下，m(v1－v2)B．向下，m(v1＋v2)C．向上，m(v1－v2)D．向上，m(v1＋v2)【答案】D【解析】物体以大小为v1的竖直速度与地面碰撞后以大小为v2的速度反弹．设垂直地面向上的方向为正方向，对钢球应用动量定理得Ft－mgt＝mv2－(－mv1)＝mv2＋mv1由于碰撞时间极短，t趋于零，则mgt趋于零．所以Ft＝m(v2＋v1)，即弹力的冲量方向向上，大小为m(v2＋v1)．5.一运动员踢质量为1 kg的球时的力F＝100 N，球在地上滚了10 s才停下来，则运动员踢球的冲量为()A． 1 000 N·sB． 500 N·sC． 0D．无法确定【答案】D【解析】运动员踢球瞬间作用力为F＝100 N，但其作用时间t≠10 s，运动员踢球的冲量不为零，但无法求解其大小，D正确．6.手持铁球的跳远运动员起跳后，欲提高跳远成绩，可在运动到最高点时，将手中的铁球() A．竖直向上抛出B．向前方抛出C．向后方抛出D．向左方抛出【答案】C【解析】欲提高跳远成绩，则应增大水平速度，即增大水平方向的动量，所以可将铁球向后抛出，人和铁球水平方向的总动量守恒，因为铁球的动量向后，所以人向前的动量增加．7.甲、乙两个溜冰者质量分别为48 kg和50 kg，甲手里拿着质量为2 kg的球，两人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度的大小为()A． 0B． 2 m/sC． 4 m/sD．无法确定【答案】A【解析】设甲溜冰者的运动方向为正方向，根据动量守恒定律，选择开始和最后两个状态列方程得：(M甲＋m)v0－M乙v0＝M乙×0＋(M甲＋m)v，代入数据解得v＝0，A正确．8.如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A，B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时()A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大【答案】C【解析】根据动量守恒可知，若小车不动，两人的动量大小一定相等，因不知两人的质量，A错误．若小车向左运动，A的动量一定比B的大，B错误，C正确．若小车向右运动，A的动量一定比B的小，D错误．9.质量为ma＝1 kg，mb＝2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移—时间图象如图所示，下列说法正确的是()A．此碰撞属于弹性碰撞B．此碰撞非弹性碰撞C．a球碰撞前后速度方向没有改变D．b球碰撞前后速度方向改变【答案】A【解析】根据x－t图象可知：a球的初速度为：v a＝m/s＝3 m/s，b球的初速度为v b＝0，碰撞后a球的速度为：v a′＝－m/s＝－1 m/s，碰撞后b球的速度为：v b′＝m/s＝2 m/s，可知碰撞前后两球碰撞过程中a球的速度方向发生改变，b球由静止到运动，C、D错误；系统动能变化量为：ΔE k＝ma v＋0－ma v a′2－mb v b′2＝×1×32－×1×12－×2×22＝0，则知碰撞前后系统的总动能不变，此碰撞是弹性碰撞；A正确．10.如图，横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上，已知水的密度为1×103kg/m3，假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下，则墙壁所受水柱冲击力为()A． 5×105NB． 50 NC． 5×103ND． 5×102N【答案】B【解析】t s时间内喷水质量为：m＝ρSvt＝1000×0.0005×10t kg＝5t kg，水在时间t s内受到墙的冲量为：I＝0－mv＝Ft所以：F＝＝N＝－50 N负号表示水受到的墙的作用力的方向与运动的方向相反．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)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mA＝4 kg、mB＝2 kg.A的速度v A＝3 m/s(以vA的方向为正方向)，B的速度vB＝－3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为()A．均为＋1 m/sB．＋4 m/s和－5 m/sC．＋2 m/s和－1 m/sD．－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前＝mA v＋mB v＝27 JE后＝mA v A′2＋mB v B′2由于碰撞过程中动能不可能增加，所以应有E前≥E后，据此可排除B；选项C虽满足E前≥E后，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍能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前≥E后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A、D.12.(多选)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，使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【答案】BC【解析】小车AB与木块C组成的系统动量守恒，C向右运动时，AB应向左运动，A错误；设碰前C的速率为v1，AB的速率为v2，则0＝mv1－Mv2，得＝，B正确；设C与油泥粘在一起后，AB、C的共同速度为v共，则0＝(M＋m)v共，得v共＝0，C正确，D错误．13.(多选)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．如图甲所示，曲线上A点的曲率圆定义为：在曲线上某一点A 和邻近的另外两点分别做一圆，当邻近的另外两点无限接近A点时，此圆的极限位置叫做曲线A 点处的曲率圆，其曲率圆半径R叫做A点的曲率半径．现将一质量为m的物体沿与水平面成θ角的方向以某一速度抛出，如图乙所示．不计空气阻力，在其轨迹最高点P处的曲率半径为r，则( )A．物体抛出时，速度大小是B．物体抛出时，速度大小是C．抛出物体时，至少需要对物体做功D．抛出物体时，对物体施加的冲量最小值是【答案】BCD【解析】物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为v0cosθ，在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力提供向心力，由向心力的公式得mg＝，所以初速度为：v0＝，B正确；抛出物体时，至少需要对物体做功mv＝，抛出物体时，对物体施加的冲量最小值是I＝Ft＝mv0＝，C、D正确．14.(多选)下面的说法正确的是()A．冲量与动量的单位在国际单位制下是相同的，所以冲量就是动量B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小【答案】BD【解析】冲量等于动量改变量，A错误；根据动量定理Ft＝Δmv可得，速度变化时，合外力肯定不为零，合外力的冲量肯定不为零，但这种情况下，物体的速度可能增大，可能减小，也可能大小不变，只是方向发生变化，所以B正确，C错误；做匀速圆周运动的物体受到的向心力即合力的冲量只改变速度的方向，D正确．分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动. 图乙为某次实验打出的、点迹清晰的两条纸带各自的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后的两滑块的总动量大小为________. 重复上述实验，多做几次. 若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证.【答案】0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1－s3)0.4abs2【解析】动量p＝mv,根据v＝可知两滑块碰前的速度分别为v1＝0.2s1b、v2＝0.2s3b,则碰前两滑块动量分别为0.2abs1和0.2abs3,总动量大小为av1－av2＝0.2ab(s1－s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2av＝＝0.4abs2.四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小．【答案】2 m/s【解析】长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上，两者碰撞时间极短，碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计，长木板A与滑块C组成的系统，在碰撞过程中动量守恒，则mA v0＝mA v A＋mC v C两者碰撞后，长木板A与滑块B组成的系统，在两者达到同速之前系统所受合外力为零，系统动量守恒，则mA v A＋mB v0＝(mA＋mB)v长木板A和滑块B达到共同速度后，恰好不再与滑块C碰撞，则v C＝v联立以上各式，代入数值解得：v A＝2 m/s.17.如图所示，物体A和B的质量分别为m2和m1，其水平直角边长分别为a和b.设A、B之间以及B与水平地面间均无摩擦，当A由B顶端从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是多少？【答案】【解析】设下滑过程中A相对于B的水平平均速度为，B对地的平均速度为′，对A和B组成的系统，水平方向的动量守恒，则0＝m1′＋m2(′－)，解得′＝.两边同乘以下滑时间t，得sB＝.18.光滑水平面有两个物块A、B在同一直线上相向运动，A的速度为4 m/s，质量为2 kg，B的速度为2 m/s，二者碰后粘在一起沿A原来的方向运动，且速度大小变为1 m/s.求：(1)B的质量；(2)这一过程产生的内能．【答案】(1) 2 kg(2) 18 J【解析】(1)设A、B两物块的质量分别为mA、mB，碰前速度为v A、v B，碰后共同速度为v，以A物块的运动方向为正方向，由碰撞过程动量守恒有：mA v A－mB v B＝(mA＋mB)v，解得mB＝2 kg.(2)碰撞过程产生的内能为Q＝ΔE k＝mA v＋mB v－(mA＋mB)v2＝×2×42J＋×2×22J－×(2＋2)×12J＝18 J.。
高考物理选修3-5专题训练
物理选修3-5一、高考考点回顾在《考试大纲》中选修3-5涉及7个主题，但高考试题主要涉及：动量及守恒定律、原子结构、原子核、波粒二象性四个主题.动量、动量守恒定律及其应用的能力要求仅限于一维空间中的Ⅱ级要求.全国卷试题，这部分内容的题型以计算题为主，往往从一个物理状态经过一定的物理过程过渡到另一物理状态，涉及其它力学知识的综合.复习时要注重分析物体之间的相互作用的过程；要针对某一过程确定状态，列出方程；要抓住典型问题，建立有效的解题模型.近代物理都是Ⅰ能力级要求，题型以选择题和填空题为主，重点考查：光电效应及爱因斯坦光电效应方程、氢原子光谱、氢原子的能级结构及能级公式、核反应方程.由于考查的范围和题型相对稳定，所以“回归教材”、“不避陈题”是高考命这部分试题时的一个公开的密秘.二、例题精选[例1]．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E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线［解析］：只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期决定于由原子核内部的结构，与外界温度及化学作用等无关，B正确；放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，C正确；α、β和γ；三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，D正确；一个原子核在一次衰变中，要是α衰变、要么是β衰变，同时伴随着能量的释放，即γ射线，E错误.[例2]．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是 .A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子E ．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的 粒子组成的，并测出了该粒子的比荷［解析］：考察原子物理部分的物理学史知识.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为 1.6×10-19C ，A 正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了中子， B 错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po ）和镭（Ra ）两种新元素，C 正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，D 错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，E 正确.[例3]：用频率1ν绿光照射一光电管，能产生光电流，若要增大电子逸出时的最大初动能，应 A ．增大绿光的照射强度 B ．增长绿光的照射时间 C ．改用频率12νν<的红光照射 D ．改用频率13νν>的紫光照射 E ．增大加在光电管上的电压[解析]：光电效应的考题一般是应用光电效应的四条规律对有关现象进行判断和解释.这四条规律是：（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.（3）光电效应的发生几乎是瞬间的.（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度无关.对照这4条规律，很快就可以判断，五个选项只有D 选项是正确的.用光电效应方程：W h mv m -=ν221来解释当然也很方便，但用它的前提条件仍然要掌握4条规律，知道光电效应与时间无关；W 是金属极限频率对用的逸出功.[例4]：用质子轰击锂核Li 73生成两个α粒子，已知质子、α粒子、锂核的质量分别为H m 、αm 、Li m .（1）写出核反应方程： .（2）该核反应的质量亏损m ∆= .（3）该核反应释放的能量=E ∆ .[解析]：核反应方程的书写，主要是遵守质量数守恒和核电荷数守恒.所以，本题中的核反应方程为：He Li H 4273112→+.爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的关系，它们之间的关系为2mc E =，m 是物体的质量，c 是光在真空中的传播速度.核子在结合成原子核时总质量减少，这种现象叫做质量亏损，用m ∆表示，即：后前m m m ∑∑∆-=.亏损的质量所释放出来的能量为2m c ∆.所以，该核反应的质量亏损为：αm )m m (Li H 2-+；释放的核能为：22c ]m )m m [(Li H α-+[例5]．光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ，质量分别为mA＝3m 、m B ＝m C ＝m ，开始时B 、C 均静止，A 以初速度v 0向右运动，A 与B 碰撞后分开，B 又与C 发生碰撞并粘在一起，此后A 与B 间的距离保持不变．求B 与C 碰撞前B 的速度大小．［解析］：（1）根据12n E E n =可得1112242E E h ν=-，12122E h E ν=-，两式联立解得1214νν=． （2）设A 与B 碰撞后，A 的速度为v A ，B 与C 碰撞前B 的速度为v B ，B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ，由动量守恒定律得：对A 、B 木块：m A v 0＝m A v A ＋m B v B ① 对B 、C 木块：m B v B ＝（m B ＋m C ）v ② 由A 与B 间的距离保持不变可知：v A ＝v ③ 联立①②③式，代入数据得：065B v v =．[例6].全如图，小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O ．让球a 静止下垂，将球b 向右拉起，使细线水平．从静止释放球b ，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求：（1）两球a 、b 的质量之比；（2）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b 在碰前的最大动能之比．[解析]：（1）设球b 的质量为m 2，细线长为L ，球b 下落至最低点，但未与球a 相碰时的速率为v ，由机械能守恒定律得：m 2gL ＝12m 2v 2① 式中g 是重力加速度的大小．设球a 的质量为m 1；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v ′，以向左为正方向．由动量守恒定律得m 2v ＝（m 1＋m 2）v ′②设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律得12（m 1＋m 2）v ′2＝（m 1＋m 2）gL （1－cos θ）③联立①②③式得：121m m =④代入题给数据得：121m m =⑤ （2）两球在碰撞过程中的机械能损失是：Q ＝m 2gL －（m 1＋m 2）gL （1－cos θ）⑥ 联立①⑥式，Q 与碰前球b 的最大动能E k （E k ＝12m 2v 2）之比为： ()12k 211cos m m Q E m θ+=--⑦联立⑤⑦式，并代入题给数据得：k 1Q E =．[例7].一静止的23892U 核经α衰变成为23490Th 核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后23490Th 核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?[解析]：本题将动量守恒定律与原子核物理结合在一起，以计算题的形式出来. 据题意知，此α衰变的衰变方程为：23892U →23490Th ＋42He 根据动量守恒定律得：m αv α＝m Th v Th ①式中，m α和m Th 分别为α粒子和Th 核的质量，v α和v Th 分别为α粒子和Th 核的速度的大小．由题设条件知12m αv 2α＋12m Th v 2Th ＝E k ② 2344=Th m m α③ 式中E k ＝4.27 MeV 是α粒子与Th 核的总动能． 由①②③式得：12m Th v 2th ＝Thm m m αα+E k ④ 代入数据得，衰变后23490Th 核的动能：12m Th v 2Th ＝0.07 MeV ⑤三、试题选编一、选择题(在所给的5个选项中，有3项是符合题目要求的.选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给5分．有选错的得0分)1．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.放射性元萦与别的元紊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E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线2．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，下列说法正确的是______A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关B ．对于同种金属，E k 与照射光的波长成反比C ．对于同种金属，E k 与光照射的时间成正比D ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系 E ．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k 与金属的逸出功成线性关系3．原子核23290Th 具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核.下列原子核中，有三种是23290Th 衰变过程中可以产生的，它们是 A ．20482Pb B ．20382Pb C ．21684Po D ．22488Ra E ．22688Ra 4．氢原子能级如图1所示，当氢原子从3=n 跃迁到2=n 的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是______A ．氢原子从2=n 跃迁到1=n 的能级时，辐射光的波长大于656nmB ．氢原子从2=n 跃迁到1=n 的能级时，辐射光的波长小于656nmC ．用波长为325nm 的光照射，可使氢原子从1=n 跃迁到2=n 的能级D ．一群处于3=n 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线E ．用波长为633nm 的光照射，不能使氢原子从2=n 跃迁到3=n 的能级 图15．关于原子核的结合能，下列说法正确的是________A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核（13355Cs ）的结合能小于铅原子核（20882Pb ）的结合能1234eVE /085.0-51.1-4.3-6.13-neVE /D ．比结合能越大，原子核越不稳定E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能6．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应.对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是A ．遏止电压B ．饱和光电流C ．光电子的最大初动能D ．逸出功E ．发生光电效应的时间 7.关于光谱，下列说法正确的是A ．炽热的液体发射连续光谱B ．发射光谱一定是连续光谱C ．明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成份进行分析D ．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素E ．氢原子光谱不连续的原因是其辐射（或吸收）光子的能量不连续8．正电子发射计算机断层显象（PET ）的基本原理是：将放射性同位素O 158注入人体，O 158在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET 的原理，下列选项正确的是A ．O 158的衰变的方程式是：e N O 01157158+→ B ．正负电子湮灭方程式是：γ→+-2e e 0101C ．在PET 中，O 158的半衰期随压强的增大而变短.D ．在PET 中，O 158的主要用途是作为示踪原子E ．在PET 中，O 158的主要用途是参与人体的代谢过程 9．我国科学家研制“两弹”所涉及到的基本核反应方程有：（1）n Xe S r n U 101365490381023592k ++→+ （2）n He H H 10423121d +→+关于这两个方程的下列说法，正确的是A ．方程（1）属于α衰变B ．方程（1）属于重核裂变C ．方程（2）属于轻核聚变D ．方程（1）中k =10，方程（2）中d =1E ．方程（1）中k = 6，方程（2）中d =110．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称 “人造太阳”）已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是A ．“人造太阳”的核反应是轻核聚变B ．“人造太阳”的核反应方程是23411120H H He n +→+C ．“人造太阳”的核反应方程是235114192192056360U n Ba Kr 3n +→++D ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是2mc E ∆=∆ E. “人造太阳”核能大小的计算公式是221mc E =二、填空题（将答案填写在横线上，每题6分）11．在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 .12．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天． ①碘131核的衰变方程：13153I →______(衰变后的元素用X 表示)． ②经过________天有75%的碘131核发生了衰变．13．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：234112H H He x +→+，式中x 是某种粒子．已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.014 1 u 、3.016 1 u 、4.002 6 u 和1.0087 u ；1 u ＝931.5 MeV/c 2，c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x 是______，该反应释放出的能量为______ MeV （结果保留3位有效数字）．14．2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程，它们分别是______和______(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是______和______．A ．X 1→13756Ba ＋10n B ．X 2→13154Xe ＋01- e C ．X 3→13756Ba ＋01- e D ．X 4→13154Xe ＋11p15．一质子束入射到能止靶核Al 2713上，产生如下核反应：n X Al 2713+→+p ，式中p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新核 .由反应式可知，新核X 的质子数为 ，中子数为 .16．在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .17．氢原子第n 能级的能量为12n E E n =，其中E 1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则12νν=________． 18．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K 时，可以发生“氦燃烧”.①完成“氦燃烧”的核反应方程：γBe ___He 8442+→+.②Be 84是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10-16s.一定质量的Be 84，经7.8×10-16s 后所剩Be84占开始时的_______.19．如图2所示，有一群氢原子处于量子数n =3的激发态. 跃迁过程最多能发出 条光谱线.设基态能量为-E 1，普朗克 常量为h .这几条谱线中最大频率为图220．有两个原子核C 126和C 146，这两个具有相同的 和不同质量数的原子核互称为 .C 126是稳定的，而C 146则能发生+→N C 147146 +γ的核反应 ，γ称中微子，是无1234∞neV/E 1E电荷无质量的粒子.三、计算题（每题10分）21．如图3所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m 、12m ，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v 0、v 0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)图322．如图4所示，A 、B 、C 三个木块的质量均为m ，置于光滑的水平桌面上，B 、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B 和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B 、C 可视为一个整体．现A 以初速v 0沿B 、C 的连线方向朝B 运动，与B 相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0.求弹簧释放的势能．图423．如图5所示，质量为m 、长度为L 的木块A 放在光滑的水平面上，另一质量为M =3m 的小球B 以速度v 0在水平面上向右运动并与A 在距离竖直墙壁为6L 处发生碰撞，已知碰后木块A 的速度大小为v 0，木块A 与墙壁碰撞过程中无机械能损失，且作用时间极短，小球的半径可以忽略不计.求：（1）木块和小球发生碰撞过程中的能量损失；（2）木块和小球发生第二次碰撞时，小球到墙壁的距离.图524．在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ，两者相距为d .现给A 一初速度，使A 与B 发生弹性正碰，碰撞时间极短.当两木块都停止运动后，相距仍然为d .已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B 的质量为A 的2倍，重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小.25．如图6所示，在足够长的光滑水平面上，物体A 、B 、C 位于同一直线上，A 位于B 、C 之间.A 的质量为m ，B 、C 的质量都为M ，三者都处于静止状态，现使A 以某一速度向右运动，求m 和M 之间满足什么条件才能使A 只与B 、C 各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.图626．如图7所示，光滑水平直轨道上两滑块A 、B 用橡皮筋连接，A 的质量为m .开始时橡皮筋松驰，B 静止，给A 向左的初速度0v .一段时间后，B 与A 同向运动发生碰撞并粘在一起.碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B 的速度的一半.求：（1）B 的质量;（2）碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失.图727．质量分别为3m 和m 的两个物体，用一根细线相连，中间夹着一个被压缩的轻质弹簧，在光滑水平面以速度v 0匀速运动.某时刻细线断裂，质量为m 的物体离开弹簧时的速度变为2v 0，如图8所示.求弹簧在这个过程中做了多少功？图828．如图9所示，在光滑的水平面上有三个小物块A 、B 、C ，三者处于同一直线上，质量分别为m A =3m 、m B =m C =m ，初始A 、B 用弹簧栓连处于静止状态，C 以初速度0v 向左运动，B 、C 相碰后以相同的速度向左运动但不粘连，求弹簧伸长量最大时储存的弹性势能E P图929．一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直进入磁感应强度大小为B 的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R 的圆.已知α粒子的质量为m ，电荷量为q ；新核的质量为M ；光在真空中的速度大小为c .求衰变前原子核的质量.30．如图10所示，质量分别为m A 、m B 的两个弹性小球A 、B 静止在地面上方，B 球距地面的高度b =0.8m ，A 球在B 球的正上方.先将B 球释放，经过一段时间后再将A 球释放.当A 球下落t = 0.3s 时，刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A 球的速度恰为零.已知m B =3m A ，重力加速度大小g =10m/s 2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.求：(1)B 球第一次到达地面时的速度； (2)P 点距离地面的高度.图10v 0参考答案一、选择题答案1．BCD 2．ADE 3．ACD 4．BDE 5．ABC 6．ACD 7．ACE 8．ABD 9．BCD 10.ABD二、填空题 11．ek ek12．①13154X ＋01- e ②1613．10n （或中子） 17.6（提示：根据质量数和电荷数守恒有x 的电荷数为0，质量数为（2＋3－4）＝1，可知x 为中子；根据质能方程有∆E ＝∆mc 2＝931.5×（2.014 1＋3.016 1－4.002 6－1.008 7）MeV ＝17.6 MeV ．）14．B ，C ； 78，82 15．14 13 16．h0c λ 0hce λλ (λ0－λ) 17．1418．He 42或α，81或12.5% 19．3；hE 98120．β射线；e N C 01147146-+→；11460（提示：根据021m )(m T t=求得：t =11460.）三、计算题21．解：设抛出货物的速度为v ，由动量守恒定律得： 乙船与货物：12mv 0=11mv 1-mv ， 甲船与货物：10m ×2v 0-mv =11mv 2，两船不相撞的条件是：v 2≤v 1，解得：v ≥4v 0；22．解：（1）设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得：mv 0=3mv ，设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒得3mv =2mv 1+mv 0， 解得：v 1=0；（2）设弹簧的弹性势能为E P ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有：2021221221321mv v )m (E )m (P +=+ , 解得：2031mv E P =.23．解：（1）设小球与木块第一次碰撞后的速度大小为v ，并取水平向右为正方向，由动量守恒：0033mv mv mv += ， 得：032v v =. 碰撞过程中的能量损失为：20202203121321321mv mv mv mv E =-⨯-⨯=∆. （2）设第二次碰撞时小球到墙壁的距离为x ，则在两次碰撞之间： 小球运动的路程为：6L -x , 木块运动的路程为：6L +x -2L. 由于小球和木块在两次碰撞之间运动的时间相同，所以有：0026326v Lx L v x L -+=-, 解得：x =2L. 24．解：设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为v ；在碰撞后的瞬间，A 和B 的速度分别为v 1和v 2．在碰撞过程中，由能量守恒定律和动量守恒定律．得：mv 2=mv 12+2mv 22， mv =mv 1+2mv 2，式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．联立解得：v 1=221v , 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得： μmgd 1=2121mv μ（2m ）gd 2= 22221mv ⋅ 按题意有：d =d 2+d 1．设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd =2022121mv mv - 联立解得：v 0= gd μ52825．解：A 向右运动与C 发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒.设速度方向向右为正，开始时A 的速度为v 0，第一次碰撞后C 的速度为v C1，A 的速度为v A1．由动量守恒定律和机械能守恒定律得：011A C mv mv Mv =+ ,①222011111222A C mv mv Mv =+ ② 联立①②式得：10A m M v v m M -=+, ③ 102C mv v m M=+ ④ 如果m >M ，第一次碰撞后，A 与C 速度同向，且A 的速度小于C 的速度，不可能与B 发生碰撞；如果m =M ，第一次碰撞后，A 停止，C 以A 碰前的速度向右运动，A 不可能与B 发生碰撞；所以只需考虑m <M 的情况.第一次碰撞后，A 反向运动与B 发生碰撞.设与B 发生碰撞后，A 的速度为v A2，B 的速度为v B1，同样有：2210A A m M m M v v v m M m m --⎛⎫== ⎪++⎝⎭, ⑤根据题意，要求A 只与B 、C 各发生一次碰撞，应有： 21A C v v < . ⑥联立④⑤⑥式得：2240m mM M +-≥ , ⑦ 解得：2)m M ≥.⑧舍去2)m M ≤-.所以，m 和M 应满足的条件为2)M m M ≤<.⑨26．解：（1）以初速度0v 的方向为正方向，设B 的质量为B m ，A 、B 碰撞后的共同速度为v ，由题意知：碰撞前瞬间A 的速度为2v ，碰撞瞬间B 的速度为2v ，由动量守恒定律得：2()2B B v m m v m m v +=+ ,① 由①式得：2B m m = . ② （2）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得：0()B mv m m v =+ , ③设碰撞过程A 、B 系统机械能的损失为E ∆,则：222111=()(2)()2222B B v E m m v m m v ∆+-+, ④ 联立②③④式得：2016E mv ∆= .⑤ 27．解：根据动量守恒：（3m +m ）v 0=m +3mv ′得另一物体的速度：032v v =' 根据动能定理，弹簧对两个物体做的功分别为：20202012321)2(21mv mv v m W =-=, 202020265321)32(321mv v m v m W -=⨯⨯-⨯⨯=, 弹簧做的总功：202132mv W W W =+=. 28．解：B 、C 相碰，动量守恒：m C v 0=（m B +m C ）v 1B 、C 碰后至弹簧第一次恢复原长为研究过程，A 、B 、C 组成的系统为研究对象.由动量守恒： （m B +m C ）v 1=（m B +m C ）v 2+ m A v 3 机械能守恒：23222121)(21)(21v m v m m v m m A C B C B ++=+ 解得：02101v v -=，0352v v =. 即弹簧第一次恢复原长时B 、C 正向右运动，此后C 将一直向右匀速运动，B 先向右减速到零，再向左加速至与A 共速时弹簧的伸长量最大，该过程A 、B 组成的系统动量守恒、机械能守恒： m B v 2+m A v 3=（m A +m B ）v 4,242322)(212121v m m v m v m E B A A B P +-+=, 解得： 20323mv E P =.29．解：设衰变产生的α粒子的速度大小为v ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：R v m qvB 2=, 设衰变后新核的速度大小为'v ，衰变前后动量守恒，有： mv Mv -='0,设衰变前原子核质量为M 0，衰变前后能量守恒，有：222'2202121mv mc Mv Mc c M +++=, 解得： ]2)(1)[(220MmcqBR m M M ++=.30． 解：(1)设B 球第一次到达地面时的速度大小为v B ，由运动学公式有；v B 将h =0.8m 代入上式，得： v B =4m/s ②(2)设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为v 1和v 1′(v 1′ =0)，B 球的速度分别为v 2和v 2′，由运动学规律可得： v 1 =gt ③由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变.规定向下的方向为正，有： m A v 1+ m B v 2 =m B v 2′ ④12m A v 21+12m B v 22=12m B 22v ' ⑤设B 球与地面相碰后的速度大小为v B ′，由运动学及碰撞的规律可得：v B ′= v B ⑥设P 点距地面的高度为h ′，由运动学规律可得：h ′ =2222B v v g'-⑦ 联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得：h ′ =0.75m。
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。
高中物理选修3-5综合测试题(1)(2)(3)有详细答案分解
选修3-5综合测试题一1．下列说法中正确的是()A．为了说明光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成α粒子散射试验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发觉了放射现象D．在原子核人工转变的试验中，查德威克发觉了质子2．关于下面四个装置说法正确的是()A．图甲试验可以说明α粒子的贯穿本事很强B．图乙的试验现象可以用爱因斯坦的质能方程说明C．图丙是利用α射线来监控金属板厚度的改变D．图丁中进行的是聚变反应3．下列说法正确的是()A．汤姆孙提出了原子核式结构模型B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数削减3个E．放射性物质的温度上升，则半衰期减小4．斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)马上爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。
则以下说法中正确的是()A．爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B．爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西C．爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D．爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆炸前的总动能5．自然放射现象中可产生α、β、γ三种射线。
下列说法正确的是()A．β射线是由原子核外电子电离产生的B．23890Th92U经过一次α衰变，变为238C．α射线的穿透实力比γ射线穿透实力强D．放射性元素的半衰期随温度上升而减小6．一颗手榴弹以v0＝10m/s的水平速度在空中飞行。
设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2kg，沿原方向以250m/s的速度飞去，那么，质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是()A．125m/s，与v0反向B．110m/s，与v0反向C．240m/s，与v0反向D．以上答案均不正确7．如图1所示是探讨光电效应的电路。
高三物理选修3-5训练题5套
选修3-5训练（第一套）【原子结构】1、氢原子光谱 2、氢原子的能级结构、能级公式【知识归纳】1、电子的发现：汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。
后来并把这种负电粒子流称作电子。
电子的发现让人们意识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也是具有结构的。
2、α粒子散射实验：卢瑟福——说明了原子中存在原子核，提出了核式结构模型3、波尔理论对氢原子光谱的解释：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，静电力对核外电子做正功，同时电子的动能增大，电势能减小。
4、元电荷的测定：密立根——油滴实验【小试牛刀】1．在卢瑟福的a粒子散射实验中，有极少数a粒子发生大角度偏转，其原因是：A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中2．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。
关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是：A．安培提出了分子电流假说B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说C．牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因D．牛顿首先通过实验测出万有引力常量3．在原子物理学中，下面一些说法正确的是：A．汤姆逊发现了电子，使人们想到了原子核具有复杂结构B．当氢原子的核外电子由距核较近的轨道跃迁至较远的轨道时，原子要吸收光子，电子的动能减小，电势能增加C．重核裂变过程中有质量亏损，轻核聚变过程中质量有所增加D．在电磁波中红外线比紫外线的粒子性更显著4．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子：A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B．从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C．处于高能级时，核外电子速度较大、周期较大、加速度较小D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量5．有关氢原子光谱的说法中不正确．．．的是：A．氢原子的发射光谱是连续光谱 B．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱说明氢原子只发出一系列特定频率的光6．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大7．(多选）如图所示为氢原子的能级图。
教科版 高中物理 选修3-5 寒假复习题(解析版)
绝密★启用前教科版高中物理选修3-5 寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.核反应方程Be＋He→6C＋X中的X表示()A．中子B．电子C．α粒子D．质子【答案】A【解析】根据电荷数、质量数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1，可知X为中子．2.某放射性元素经过6次α衰变和8次β衰变，生成了新核．则新核和原来的原子核相比() A．质子数减少了12B．质子数减少了20C．中子数减少了14D．核子数减少了24【答案】D【解析】某放射性元素经过6次α衰变和8次β衰变共产生：6个He和8个e，所以质子数减少：2×6＋8×(－1)＝4，中子数减少：4×6－4＝20，核子数减少：4×6＝24.3.下列关于动量的说法中，正确的是()A．物体的动量越大，其惯性也越大B．做匀速圆周运动的物体，其动量不变C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变D．竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一位置时动量一定相同【答案】C【解析】因为p＝mv，所以动量越大，质量不一定越大，故其惯性也不一定越大，A错；做匀速圆周运动的物体速度的方向时刻变化，所以其动量时刻变化，B错；速度的大小、方向有一个量发生变化都认为速度变化，动量也变化，C对；竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一位置时速度方向不同，动量不同，D错误．4.两个质量相等的物体A和B，并排静止在光滑水平面上，现用一大小为F的水平恒力推物体A，同时给B物体一个与F同方向的瞬时冲量I，使两物体开始运动，当两物体重新相遇时所经历的时间为()A．B．C．D．【答案】B【解析】相遇时两物体位移s相同，对A：s＝at2＝··t2对B：s＝vt＝·t解得：t＝5.如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A，B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时()A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大【答案】C【解析】根据动量守恒可知，若小车不动，两人的动量大小一定相等，因不知两人的质量，A错误．若小车向左运动，A的动量一定比B的大，B错误，C正确．若小车向右运动，A的动量一定比B的小，D错误．6.近年来军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为()A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体均在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线【答案】B【解析】一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动，故只有B正确．7.有一种核反应为：H＋H→H＋X.已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为1.007 3 u，X的质量为3.018 0 u．则下列说法正确的是()A． X是质子，该反应吸收能量B． X是氕，该反应吸收能量C． X是氘，该反应释放能量D． X是氚，该反应释放能量【答案】D【解析】根据核反应过程中的质量数、电荷数守恒，X应为氚；又2×2.013 6 u>3.018 0 u＋1.007 3 u，所以核反应过程中存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该反应释放能量．8.“蹦极”是一项刺激的极限运动，一个重为F0的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处跳下，测得弹性绳的弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示．若将蹦极过程视为在竖直方向上的运动，且空气阻力不计，下列说法正确的是()A．t1～t2时间内运动员处于超重状态B．t3时刻运动员的速度最大C．t1～t3时间内运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小相等D．t1～t5时间内运动员的机械能先减小后增大【答案】D【解析】在t1～t2时间内，运动员合力向下，加速下降，处于失重状态，A错误；t3时刻运动员受到的弹力最大，速度为零，处于最低点，B错误；t1～t3时间内，运动员先加速，后减速，初速度不为零，末速度为零，根据动量定理，合力的冲量向上，故运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小不相等，故C错误；t1～t5时间内，弹性绳先拉长后恢复原长，弹性势能先增加后减小，由于运动员和弹性绳系统机械能守恒，故运动员的机械能先减小后增大，D正确．9.如图所示是定量研究光电效应的实验电路图，则()A．如果断开开关S，电流表示数一定为零B．如果把电源反接，电流表示数一定为零C．如果电压表示数一直增大，电流表示数肯定也一直增大D．如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低【答案】D【解析】如果断开开关S，在光照下有电子从K极发射出来，电流表的示数就不为零，A错误；如果把电源反接，在光照下有电子从K极发射出来，当玻璃管中两极的电压较小时，电流表的示数就不为零，B错误；在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，如果电压表示数一直增大，电流表示数也不会再增大，即存在着饱和电流，C错误；如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低，频率低于金属的截止频率时，就不会发生光电效应，电流表的示数就会为零，D正确．10.分析以下反应方程，其中描述正确的是()A．Na→Mg＋e是原子核衰变方程B．U＋n→Ba＋Kr＋3n是原子核人工转变方程C．N＋He→O＋H是原子核聚变方程D．H＋H→He＋n是原子核裂变方程【答案】A【解析】核反应Na→Mg＋e的过程中有电子产生，是原子核β衰变方程，故A正确；重核裂变是粒子轰击原子核，产生中等核，所以U＋n→Ba＋Kr＋3n是重核的裂变，故B错误；N＋He→O＋H有α粒子参与，是人工核反应，故C错误；轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，H＋H→He＋n是原子核聚变方程，故D错误．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)光子的发射和吸收过程是()A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值【答案】CD【解析】12.(多选)有关原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱反映了原子结构特征B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C．太阳光谱是连续谱D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析【答案】ABD【解析】原子光谱的特征间接地反映了原子的结构特征，不同元素的原子结构是不同的，产生的光谱也不相同，正因如此，我们可以利用光谱来鉴别物质的化学组成．故A、B、D正确．13.(多选)目前在居室装修中经常用到的花岗岩等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变等疾病．氡的衰变方程为Rn→Po＋X，已知γ射线的频率范围为1018～1022Hz，锌发生光电效应的极限频率为8.07×1014Hz.下列说法正确的是()A．氡的半衰期为3.8天，若在高温下其半衰期会缩短B．用γ射线照射锌板时，锌板会发生光电效应C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2【答案】BD【解析】半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故A错误；根据光电效应发生条件，入射光的频率大于极限频率，而γ射线的频率范围为1018～1022Hz，锌发生光电效应的极限频率为8.07×1014Hz，则有γ射线照射锌板时，锌板会发生光电效应，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；α衰变后，电荷数少2，质量数少4，知质子数少2，中子数少2，故D正确．14.(多选)下列说法中正确的是()A．原子核的半衰期与环境的温度、压强有关B．某放射性原子核经两次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个C．原子核的比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，若两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则该核反应释放的核能是(2m1＋2m2－m3)c2【答案】BCD【解析】原子核的半衰期与环境的温度、压强无关，故A错误；一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变，质量数不变，质子数增加1，所以核内质子数减少2×2－1＝3个，故B 正确；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，故C正确；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，若两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则该核反应释放的核能是(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确．分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)；②如图所示，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC 连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的________点，m2的落点是图中的________点．(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量守恒．(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．【答案】(1)D F(2)m1＝m1＋m2(3)m1LE＝m1LD＋m2LF【解析】(1)因为小球m1和m2发生碰撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，两球都做平抛运动，由平抛运动规律不难判断出碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点．(2)碰撞前，小球m1落在图中的E点，令水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的D点，令水平初速度为v1′，m2的落点是图中的E点，令水平初速度为v2.设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律知：LD sinα＝gt2，LD cosα＝v1′t整理得：v1′＝同理可解得：v1＝，v2＝只要满足关系式：m1v1＝m1v1′＋m2v2，即m1＝m1＋m2则说明碰撞中动量守恒．(3)若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．只要满足关系式：m1v＝m1v＋m2v，即m1LE＝m1LD＋m2LF.四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.有一内表面光滑的质量为M＝1 kg的金属盒静止在水平地面上，其与水平面间的动摩擦因数μ＝0.05，金属盒内前后壁距离为L＝10 m，如图所示，在盒内正中央处有一质量m＝3 kg可视为质点的静止小球，现在给盒一个向右的瞬时初速度v0＝6 m/s，已知球与盒发生的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短．g取10 m/s2，求金属盒与小球发生第二次碰撞前金属盒前进的总位移？【答案】4 m【解析】对金属盒，由牛顿第二定律有：a＝＝2 m/s2由v2－v＝－2as，s＝5 m，解得：v＝4 m/s金属盒与球发生第一次碰撞的过程，取向右为正方向，设碰后小球速度为v1，金属盒速度为v2，由动量守恒定律和能量守恒定律有：Mv＝mv1＋Mv2；Mv2＝mv＋Mv；解得：v2＝－2 m/s，v1＝2 m/s金属盒停下时用时：t＝＝1 s金属盒运动的位移为：x1＝at2＝1 m此时小球匀速运动的位移为：x2＝v1t＝2 m有x1＋x2＜10 m，即金属盒停下来时小球还未与金属盒发生第二次碰撞，故金属盒与小球发生第二次碰撞前金属盒运动的总位移为：x＝s－x1＝5 m－1 m＝4 m.17.如图所示，光滑水平面上有一左端靠墙的长板车，车的上表面BC段是水平轨道，水平轨道左侧是固定在车上的一光滑斜面轨道，斜面轨道与水平轨道在B点平滑连接．C点的右侧光滑，长板车的右端固定一个处于原长状态的轻弹簧，弹簧自由端恰在C点．质量m＝1 kg的物块(视为质点)从斜面上A点由静止滑下，A、B间的高度差h＝1.8 m，经AB和BC段后压缩弹簧，弹簧弹性势能的最大值E p＝3 J．斜面和长板车的总质量M＝2 kg.物块与长板车的水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2，求：(1)车的上表面BC段的长度；(2)物块向右压缩弹簧的过程中，弹簧对物块的冲量大小．【答案】(1)3 m(2)2 N·s【解析】(1)下滑过程中，对物块有：mgh＝mv－0物块滑下后，当两者第一次等速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律和功能关系可知：mv0＝(m＋M)v′μmgL＋E p＝mv－(M＋m)v′2解得：v′＝2 m/s，L＝3 m.(2)物块从B点运动到C点的过程中，有：mv0＝mv1＋Mv2－μmgL＝mv＋Mv－mv解得：v1＝4 m/s由动量定理有：I＝mv′－mv1解得：I＝－2 N·s.18.如图所示，质量为mA＝2 kg的平板车A静止在水平地面上，车长d＝5 m．物块B静止在平板车左端，在物块B正前方某处．有一小球C，球C通过长l＝ 0.32 m的细绳与固定点O相连，球C恰好与物块B等高，且C始终不与平板车A接触．在t＝0时刻，平板车A突然获得水平初速度v0开始向左运动，后来某一时刻物块B与球C发生弹性碰撞，碰后球C恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动．若B、C可视为质点，mB＝mC＝1 kg，物块B与平板车A、平板车A与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g取10 m/s2，求：(1)B、C碰撞瞬间，细绳拉力的大小；(2)B、C碰撞前瞬间物块B的速度大小．【答案】(1)60 N(2)4 m/s【解析】(1)当球C在最高点处时．由牛顿第二定律，得m C g＝碰后球C从最低点到最高点过程中：－m C g×2l＝mCv2－mCv当球C在最低点处：F－m C g＝解得：F＝60 N(2)物块B与球C碰撞前速度为v B，碰撞后速度为v B′，则m B v B′＋m C v C＝m B v B m B v B′2＋m C v＝m B v解得：v B＝4 m/s。
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考前过关训练
1.(多选)从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是( )
A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小
B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
【解析】选C、D。
由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同,动量相同,故选项A错;最后速度减为零,动量变化量相同,故选项B错;由动量定理可知落在水泥地上作用时间短,受到的作用力大,故选项C、D对。
2.质量m=100kg的小船静止在平静水面上,船两端载着m甲=40kg、m乙=60kg的游泳者,在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3m/s的速度跃入水中,如图所示,则小船的运动速率和方向为( )
A.0.6m/s,向左
B.3m/s,向左
C.0.6m/s,向右
D.3m/s,向右
【解析】选A。
甲、乙和船组成的系统动量守恒,以水平向右为正方向,开始时总动量为零,根据动量守恒定律有:+m乙v乙+mv,解得:
v=,代入数据解得v=-0.6m/s,负号说明小船的速度方向向左,故选项A正确。
3.在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m,B球静止,A球向B球运动,发生正碰。
已知碰撞过程中机械能守恒,两球压缩最紧时弹性势能为E p,则碰前A球的速度等于( )
A. B. C.2 D.2
【解析】选C。
两球压缩最紧时速度相等,mv A=2mv;①
弹性势能E p=m-×2mv2; ②
由①②得:v A=2。
故C正确。
4.如图所示,质量为M的天车静止在光滑水平轨道上,下面用长为L的细线悬挂着质量为m的沙箱,一颗质量为m0的子弹以v0的水平速度射入沙箱,并留在其中,在以后运动过程中,求:
(1)沙箱上升的最大高度。
(2)天车的最大速度。
【解析】(1)子弹打入沙箱过程中动量守恒
m0v0=(m0+m)v1
摆动过程中,子弹、沙箱、天车系统水平方向动量守恒,机械能守恒。
沙箱到达最大高度时,系统有相同的速度,设为v2,则有
(m0+m)v1=(m0+m+M)v2
(m0+m)=(m0+m+M)+(m0+m)gh
联立三式可得沙箱上升的最大高度
h=
(2)子弹和沙箱再摆回最低点时,天车速度最大,设此时天车速度为v3,沙箱速度为v4,由动量守恒得
(m0+m)v1=Mv3+(m+m0)v4
由系统机械能守恒得
(m0+m)=M+(m+m0)
联立两式可求得天车的最大速度
v3=v1=v0
答案:(1)
(2)v0
【补偿训练】
(多选)如图所示,在光滑水平面上,质量为m的小球A和质量为m的小球B通过轻弹簧相连并处于静止状态,弹簧处于自然伸长状态;质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动,并与小球A发生弹性碰撞。
在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板(图中未画出),当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走。
不计所有碰撞过程中的机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,小球B与挡板的碰撞时间极短,碰后小球B的速度大小不变,但方向相反。
则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值E m可能是( )
A.m
B.m
C.m
D.m
【解析】选B、C。
质量相等的C球和A球发生弹性碰撞后速度交换,当A、B两球的动量相等时,B球与挡板相碰,则碰后系统总动量为零,则弹簧再次压缩到最短即弹性势能最大(动能完全转化为弹性势能),
根据机械能守恒定律可知,系统损失的动能转化为弹性势能E p=m,选项B正确;当B球速度恰为零时与挡板相碰,则系统动量不变化,系
统机械能不变;当弹簧压缩到最短时,mv0=,弹性势能最大,由功
能关系和动量关系可求出E p=m-×m=m。
所以,弹性势能的最大值介于二者之间都有可能,选项C正确。
精美句子
1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠，读出了它坦荡豪放的胸怀；读太阳，读出了它普照万物的无私；读春雨，读出了它润物无声的柔情。
读大海，读出了它气势磅礴的豪情。
读石灰，读出了它粉身碎骨不变色的清白。
2、幸福幸福是“临行密密缝，意恐迟迟归”的牵挂；幸福是“春种一粒粟，秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下，悠然见南山”的闲适；幸福是“奇闻共欣赏，疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜，润物细无声”的奉献；幸福是“夜来风雨声，花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘，只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉，笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的胸怀。
幸福是“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”的气节。
3、大自然的语言丰富多彩：从秋叶的飘零中，我们读出了季节的变换；从归雁的行列中，我读出了集体的力量；从冰雪的消融中，我们读出了春天的脚步；从穿石的滴水中，我们读出了坚持的可贵；从蜂蜜的浓香中，我们读出了勤劳的甜美。
4、成功与失败种子，如果害怕埋没，那它永远不能发芽。
鲜花，如果害怕凋谢，那它永远不能开放。
矿石，如果害怕焚烧（熔炉），那它永远不能成钢（炼成金子）。
蜡烛，如果害怕熄灭（燃烧），那它永远不能发光。
航船，如果害怕风浪，那它永远不能到达彼岸。
5、墙角的花，当你孤芳自赏时，天地便小了。
井底的蛙，当你自我欢唱时，视野便窄了。
笼中的鸟，当你安于供养时，自由便没了。
山中的石！当你背靠群峰时，意志就坚了。
水中的萍！当你随波逐流后，根基就没了。
空中的鸟！当你展翅蓝天中，宇宙就大了。
空中的雁！当你离开队伍时，危险就大了。
地下的煤！你燃烧自己后，贡献就大了
6、朋友是什么？
朋友是快乐日子里的一把吉它，尽情地为你弹奏生活的愉悦；朋友是忧伤日子里的一股春风，轻轻地为你拂去心中的愁云。
朋友是成功道路上的一位良师，热情的将你引向阳光的地带；朋友是失败苦闷中的一盏明灯，默默地为你驱赶心灵的阴霾。
7、一粒种子，可以无声无息地在泥土里腐烂掉，也可以长成参天的大树。
一块铀块，可以平庸无奇地在石头里沉睡下去，也可以产生惊天动地的力量。
一个人，可以碌碌无为地在世上厮混日子，也可以让生命发出耀眼的光芒。
8、青春是一首歌，她拨动着我们年轻的心弦；青春是一团火，她点燃了我们沸腾的热血；青春是一面旗帜，她召唤着我们勇敢前行；青春是一本教科书，她启迪着我们的智慧和心灵。