物理成才之路选修3——5本册综合能力测试题b
2013《成才之路》高二物理选修3-5全册综合能力测试题(Word有答案)
本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，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．(2012·山东省实验中学高二检测)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()答案：AB解析：选项A为康普顿效应，选项B为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；选项C为α粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续。
2．(2012·泗水一中高二检测)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( )①球棒对垒球的平均作用力大小为1260N②球棒对垒球的平均作用力大小为360N③球棒对垒球做的功为126J④球棒对垒球做的功为36JA ．①③B ．①④C ．②③D ．②④答案：A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 ＝12mv 2t －12mv 20＝126J ，故①③正确，选项A 正确。
3．光子有能量，也有动量p ＝h λ，它也遵守有关动量的规律。
如图所示，真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片。
当用平行白光垂直纸面向里照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是()A．沿顺时针方向转动B．沿逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动答案：B解析：由动量定理可知，白光垂直照射到白纸片上，反射能力较好，白光垂直照射到黑纸片上时，吸收性较好，白纸片受到的冲力约为黑纸片受到的冲力的两倍，故俯视看到装置开始逆时针方向转动。
物理成才之路选修3——5 183
第18章第3节基础夯实1．白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．线状谱C．原子光谱D．吸收光谱答案：A2．关于光谱，下列说法正确的是()A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成答案：C3．下列关于光谱的说法正确的是()A．太阳光谱是连续光谱B．日光灯产生的光谱是连续光谱C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线光谱D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线光谱答案：C解析：太阳发出的白光本来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，被大气层内存在着的从太阳蒸发出来的多种元素的气体吸收，到达地球时形成吸收光谱，故选项A错．日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线光谱，故选项B错．酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱，故选项C正确，选项D错．4．(2010·大庆实验中学高二检测)关于光谱，下列说法正确的是()A．各种原子的发射光谱都是线状谱B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质组成成分答案：ACD5．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中会有钠的________光谱(填“明线”或“吸收”)．答案：明线解析：在酒精灯炽热的灯焰中钠离子由高能态向低能态跃迁发出明亮的黄光，所以可以看到钠的明线光谱．6．各种原子的光谱都是________，说明原子只发出几种特定频率的光．不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是________的．因此这些亮线称为原子的________．答案：线状谱 不一样 特征谱线7．计算巴耳末系中波长最大的光子的能量为多少？答案：3×10－19J解析：据巴耳末公式计算出波长，然后利用公式c ＝λν，E ＝hν，进行计算．据公式1λ＝R (122－1n 2) 可知当n ＝3时，波长最大λ＝656.3nm据公式c ＝λν，E ＝hν得E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3×108656.3×10－9J ＝3×10－19J 8．根据巴耳末公式，可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线，其波长分别为654.55×10－9m 和484.85×10－9m ，求所对应的n 值． 答案：n 1＝3 n 2＝4解析：据巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)得 1654.55×10－9＝1.10×107×(122－1n 21)， 所以n 1＝3，1484.85×10－9＝1.10×107×(122－1n 22)， 所以n 2＝4.能力提升1．(2010·吉林省实验中学高二检测)关于光谱，下面说法中正确的是( )A ．炽热的液体发射连续光谱B ．太阳光谱中的暗线说明太阳内部缺少与这些暗线相对应的元素C ．明线光谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D ．发射光谱一定是连续光谱答案：AC解析：炽热的固体、液体、高压气体发出的是连续光谱，故A正确．太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光经过太阳大气层时产生的吸收光谱，故B不正确．线状光谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可以用于对物质成分进行分析，故C正确．发射光谱可能是连续光谱，也可能是明线光谱，故D不正确．2．(2009·德州高二检测)以下说法正确的是()A．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C．线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析D．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素答案：BC解析：光谱分析既可以用线状谱也可以用吸收光谱，但不能用连续谱，A错，C对；利用光谱分析时，样品中元素达到10－10g就可以被检测的到，灵敏度很高，B对；月亮本身不发光，它的光是反射的太阳光，故通过分析月亮的光谱可以分析太阳的大气中所含的元素，但分析不出月球上有哪些元素，D错．3．如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素答案：BD4．光谱分析使用的光谱是________，光谱分析的优点是________．答案：线状谱灵敏度高5．利用①白炽灯②蜡烛③霓虹灯④在酒精火焰中烧钠和钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有________，能产生明线光谱的有________．答案：①和②③和④解析：白炽灯是炽热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱；在酒精火焰上钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，形成明线光谱，所以题中①和②属于连续光谱，③和④属于明线光谱．6．如图所示的分光镜是用来观察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色光由小孔S 进入平行光管，那么在光屏MN 上的P 处是________，Q 处是________光、R 处是________．答案：红 绿 紫解析：分光镜是根据光的色散现象制成的．复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小．7．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n 2)，n ＝4,5,6……，R ＝1.10×107m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求： ①n ＝6时，对应的波长？②帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？答案：①1.09×10－6m ②3×108m/s 2.75×1014Hz 解析：①由帕邢系公式1λ＝R (132－1n 2)，当n ＝6时，得λ＝1.09×10－6m. ②帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝c λ＝3×1081.09×10－6Hz ＝2.75×1014Hz。
2013《成才之路》高二物理选修3-5第19章限时测试题(Word有答案)
第十九章限时测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，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．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害答案：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，将静电导走，故A错；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，故B错；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，故C错；用γ射线治疗肿瘤对人体有副作用，因此要严格控制剂量，故D正确。
2．(2012·福建龙岩质检)关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是()A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知X是10n，此核反应属于聚变，A正确B错误。
当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。
3．关于核能和核反应，下列说法正确的是()A．根据E＝mc2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B．根据ΔE＝Δmc2，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量C．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变D．当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应，瞬时放出巨大能量答案：A解析：质量和能量存在一种简单的对应关系，不能说减少的质量变为能量，故A对，B错；太阳内部的热核反应属于轻核聚变，故C 错；发生链式反应时铀块的体积大于临界体积，故D错。
高中物理人教版选修3-5习题 本册综合能力测试题 Word版含答案
本册综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(山东师大附中2014～2015学年高二下学期检测)下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是导学号 96140512()答案：A解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。
2．如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A 端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。
则下述说法中正确的是导学号 96140513()①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒②若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒③小车的最终速度与断线前相同④全过程系统的机械能不守恒A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④答案：B解析：取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同。
但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒。
3．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是导学号 96140514() A．X是10n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料答案：A解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知X是10n，此核反应属于聚变，A正确B错误。
当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。
4．(河北邢台一中2014～2015学年高二下学期检测)氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是导学号 96140515()A．一个氢原子从n＝4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离C．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n＝4能级的氢原子，如果原子n＝2向n＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n＝4向n＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为2.55eV答案：A解析：根据C24＝6知，一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，它们向较低能级跃迁时可能辐射出6种不同频率的光子，这时动能增大，电势能减小，故A错误；可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV，则紫外线的能量高于3.11eV，而n＝3能级的氢原子能量为－1.51eV，因此处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故B正确。
物理成才之路选修3——5 19-5
第19章第5节基础夯实1．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在答案：D解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故A、B、C错．又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D正确．2．(2010·东北三省第一次联考)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是()A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大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．半衰期不但由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，还受压强、温度等外界因素的影响D．根据玻尔理论，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，同时电子的动能增大，电势能减小答案：BD解析：由E k＝hν－W0得，发生光电效应时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能由入射光的频率决定，入射光的强度只决定单位时间内从金属表面逸出的光电子的数量，选项A错误；放射性元素的半衰期不随外界条件(压强、温度)的变化而改变，选项C错误．3．对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是()A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm答案：ABD解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确，如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2，所以选项B正确，某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误．4．(2009·浙江台州调考)下列说法正确的是()A．中子与质子结合成氚核时需吸收能量B．同一元素的两种同位素具有相同的中子数C．当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，辐射出光子D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间答案：D解析：中子与质子结合成氚核属于轻核聚变，存在质量亏损，故放出热量，选项A错；同位素具有相同的质子数，选项B错；从低能级向高能级跃迁要吸收能量，故C错；故只有选项D正确．5．一个质子和一个中子结合成一个氘核，核反应方程是：________，这个过程释放出2.2MeV的能量，这个过程中质量亏损为________kg(要求两位有效数字)答案：11H＋10n―→21H 3.9×10－30解析：11H＋10n―→21H，根据公式ΔE＝Δmc2，可以计算质量亏损．6．已知：氮核质量M N＝14.00753u，氧17核的质量为M0＝17.004 54u，氦核质量M He ＝4.003 87u，氢核质量为M H＝1.008 15u.试判断147N＋42He―→178O＋11H这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？答案：吸收能量能量变化1.2MeV解析：反应前总质量：M N＋M He＝18.011 40u反应后总质量：M O＋M H＝18.012 69u可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应．吸收的能量利用ΔE＝Δm·c2来计算，若反应过程中质量增加1u，就会吸收931.5MeV的能量，故：ΔE＝(18.012 69－18.011 40)×931.5MeV＝1.2MeV7．三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量12.0000u，氦原子的质量为4.0026u.(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳．(3)这个能量合多少MeV?答案：(1)342He―→126C＋ΔE(2)1.165×10－12J(3)7.28 MeV解析：反应前后的质量发生改变，根据ΔE＝Δm·c2可求解出结论．(1)342He―→126C＋ΔE(2)Δm＝3×4.0026u－12.0000u＝0.0078u＝12.948×10－30kgΔE＝Δm·c2＝1.165×10－12J(3)ΔE＝1.165×10－12J＝7.28 MeV能力提升1．(2010·石家庄市第一中学高二检测)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是()A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能答案：D解析：E＝mc2中c为光速，所以物体的能量E与其质量成正比，A对，ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能，B对，一个中子和一个质子结合成氘核，释放出核能．表明此过程中出现了质量亏损，C对．E＝mc2中的E并不是特指核反应中释放的核能D错．2．(2010·山东济南二模)关于原子和原子核，下列说法正确的有()A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C．放射性元素发生衰变时，由于质量亏损，质量数不守恒D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的答案：B解析：汤姆孙发现电子后提出了原子的“枣糕式”模型，选项A错误；核反应电荷数与质量数均守恒，选项C错误；玻尔理论是关于原子结构的一种理论，它成功解释了氢原子光谱不连续的特点，解释了当时出现的“紫外灾难”，“玻尔理论”的提出，打破了经典物理学一统天下的局面，开创了揭示微观世界基本特征的前景，为量子理论体系奠定了基础，这是一种了不起的创举，选项D错误．3．如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是()A．若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B．若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C．若A能分裂成B、C，分裂过程一定要释放能量D．若A能分裂成B、C，分裂过程一定要吸收能量答案：AC解析：由图可知原子序数较小的核D、E结合成原子序数较大的核F时，因F的核子的平均质量小于D、E核子的平均质量，故出现质量亏损，由质能方程知，该过程一定放出核能，所以选项A正确，选项B错误．因为C、B的核子的平均质量小于A核子的平均质量，故A分裂成B、C，分裂过程一定要释放能量，所以选项C正确，选项D错误．4．(2010·福建四校联考)一个质子和一个中子聚变结合成一个氚核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氚核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A．核反应方程是11H＋10n→31H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝h(m1＋m2－m3)c2答案：B解析：11H＋10n→21H＋γ，选项A错误；由题可知，该反应的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m 3，选项B 正确；根据爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2得，该反应辐射出的γ光子的能量为E＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，选项C 错误；由E ＝hν＝h c λ得，λ＝h (m 1＋m 2－m 3)c，选项D 错误． 5．(2010·吉林实验中学高二检测)静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变为钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能．真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2 B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2 答案：C解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218·E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 6．(2009·武汉模拟)一个铍原子核(74Be)从最靠近核的k 层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核(73Li)并放出一个不带电的质量接近于零的中微子V e (质量不计)，人们把这种衰变叫铍核的Ec 衰变．核反应方程为：74Be ＋ 0－1e →73Li ＋Ve.已知一个铍原子质量为m 1，一个锂原子质量为m 2，一个电子质量为m e ，光速为c ，则一个铍原子核发生上述反应释放的能量是( )A ．(m 1－m 2)c 2B ．(m 1＋m 2＋m 2)c 2C ．(m 1＋m e －m 2)c 2D ．(m 2－m 1－m e )c 2答案：C解析：由爱因斯坦质能方程核反应前质量为m 1＋m e ，反应后为m 2，故释放的能量为(m 1＋m e －m 2)c 2，A 、B 、D 错，C 对．7．用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核(31H)和α粒子，并放出4.8MeV 的能量．(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？(4)α粒子的动能是多大？答案：(1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He (2)0.0052u (3)4∶3 (4)2.06MeV解析：(1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He(2)依据ΔE ＝Δmc 2得：Δm ＝4.8931.5u ＝0.0052u (3)根据题意有：0＝m 1v 1＋m 2v 2式中m 1、m 2、v 1、v 2分别为氚核和α粒子的质量和速度，由上式及动能E k ＝p 2/2m ，可得它们的动能之比为：E k 1∶E k 2＝p 22m 1∶p 22m 2＝m 2∶m 1＝4∶3. (4)α粒子的动能：E k 2＝37(E k 1＋E k 2)＝37×4.8MeV ＝2.06MeV .。
【2022成才之路】人教版高二物理 选修3-5习题 第十七章 波粒二象性 第3节 Word版含答案
第十七章其次、三节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．能够证明光具有波粒二象性的现象是()A．光的干涉、衍射现象和光电效应B．光的反射与小孔成像C．光的折射与偏振现象D．光的干涉、衍射与光的色散答案：A解析：小孔成像说明光沿直线传播，选项C、D说明光的波动性，故选项A正确。
2．下列说法中正确的是()A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案：C解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显而已，故只有C对。
3．有关光的本性，下列说法中正确的是()A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互冲突和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不冲突，A错、D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错。
4．以下说法正确的是()A．任何运动着的物体都具有波动性B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．通常状况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道答案：AD解析：任何运动着的物体都具有波动性，故A对，对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B错。
电子的动量往往比质子的动量小，由λ＝hp知，电子的波长长，故C错。
核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D对。
5．频率为ν的光子，德布罗意波长为λ＝hp，能量为E，则光的速度为()A.Eλh B．pEC.Ep D．h2Ep答案：AC解析：依据c＝λν，E＝hν，λ＝hp，即可解得光的速度为Eλh或Ep。
物理成才之路选修3——5 17-4、5
第17章第4节基础夯实1．下列各种波属于概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波答案：CD解析：光波的波动性具有概率波的规律，任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律．2．在双缝干涉实验中，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的某处，则该处()A．可能出现亮条纹B．可能出现暗条纹C．可能出现亮条纹，也可能出现暗条纹D．可能出现明暗相间的条纹答案：A解析：100个光子中有96个光子落在该处，说明该处落点概率相当大，即可能出现亮条纹．3．(2010·建陵中学高二检测)关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是()A．大量光子产生的效果显示出波动性．个别光子产生的效果显示出粒子性B．光波是一种概率波C．频率大的光较频率小的光的粒子性强，但波动性弱D．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强答案：ABC4．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过狭缝的运动路线是直线D．光的波动性是大量光子运动的规律答案：AD解析：个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A 、D 选项正确．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B 、C 选项错．5．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A ．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B ．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C ．质量为10－3kg 、速度为10－2m/s 的小球，其德布罗意波长约为10－28m ，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D ．人们常利用中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同答案：BD解析：肥皂泡呈现彩色花纹是光的干涉现象，利用热中子研究晶体的结构是利用了中子的衍射现象，干涉和衍射是波动性的表现，故B 、D 正确．6．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )①若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点②若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹③这一实验结果证明了光具有波动性④这一实验结果否定了光具有粒子性A ．①②③对B ．①②④对C ．①③④对D ．②③④对答案：A解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子行为表现为粒子性．上述实验表明光具有波粒二象性，故①②③正确，即A 正确．7．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9m ，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是____．答案：Δp ≥0.53×10－25kg·m/s解析：单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量即Δx ＝1.0×10－9m ， 由ΔxΔp ≥h 4π有： 1．0×10－9×Δp ≥6.63×10－344π，则Δp≥0.53×10－25kg·m/s8．在双缝干涉实验中，某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成．答案：在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点根本不能预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波．能力提升1．(2010·石家庄市第一中学高二检测)下列说法正确的是()A．光波是一种概率波B．光波是一种电磁波C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变答案：AB解析：据光的电磁说可知B选项正确．据光的波粒二象性可知，光是一种概率波，A 选项正确，任何单色光在传播过程中其频率总保持不变，但波速v却随介质的改变而改变(v＝cn)．据E＝hν知，单色光在传播过程中，单个光子的能量总保持不变，C选项不正确．据n＝cv，v＝νλ得λ＝cν·n，光密介质的折射率较大，故当光从光密介质进入光疏介质时波长变大，D选项错误．2．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，若减弱光波的强度，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子；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，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的轨道C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出波动性答案：BCD解析：曝光时间不长时，个别光子表现出粒子性，使底片上出现了不规则的点子，而曝光时间足够长时，大量光子的行为表现出波动性，底片上出现了规则的干涉条纹．综上所述B、C、D项正确．3．下列说法中正确的是()A．光的波粒二象性，就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B ．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C ．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征D ．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波 答案：CD解析：牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，都不正确．4．经150V 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：电子被加速后其德布罗意波长λ＝h p＝1×10－10m ，穿过铝箔时发生衍射． 5．1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图所示，图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．答案：概率 概率6．我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光，一个频率是106Hz 的无线电波的光子的能量是多大？一个频率为6×1014Hz 的绿色光子和1018Hz 的γ光子的能量各是多大？请结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明：为什么低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著．答案：由公式E ＝hν得：E 1＝hν1＝6.63×10－34×106J ＝6.63×10－28J E 2＝hν2＝6.63×10－34×6×1014J ＝3.978×10－19J E 3＝hν3＝6.63×10－34×1018J ＝6.63×10－16J低频电磁波的光子能量小，波长长，容易观察到干涉和衍射现象，波动性显著，在衍射的亮纹处表示到达的光子数多，概率大，而在暗纹处表示到达的光子数少，概率小，相比之下，高频电磁波光子能量大，波长极短，很难找到其发生明显衍射的狭缝或障碍物，因而波动性不容易观察到，粒子性显著．7．20世纪，剑桥大学学生G ·泰勒做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示，小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹，泰勒对此照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是5×10－13J.(1)假设起作用的光波长约为500nm ，计算从一个光子到来和下一光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离．(2)如果当时实验用的箱子长为1.2m ，根据(1)的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？答案：(1)8×10－7s 2.4×102m (2)见解析 解析：每秒到达底片的能量与每个光子的能量的比值就是每秒到达底片的光子数，认为光子是依次到达底片的，根据时间间隔，可计算出光子间的平均距离．(1)对于λ＝500nm 的光子能量为E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3.00×108500×10－9J ＝4.0×10－19J 因此每秒到达底片的光子数为n ＝E ′E ＝5×10－134.0×10－19＝1.25×106(个) 如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是：Δt ＝1n s ＝11.25×106s ＝8×10－7s 故相邻两个光子间平均距离为：d ＝cΔt ＝3.0×108×8×10－7m ＝2.4×102m (2)由(1)的计算结果可知，两光子间距有2.4×102m ，而箱子长只有1.2m ，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动．这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性，因此，衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域，这个实验支持了光波是概率波的观点．。
【成才之路】高中物理 本册综合能力检测B 新人教版选修3-4
【成才之路】2014-2015学年高中物理本册综合能力检测B 新人教版选修3-4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．分析下列物理现象：(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。
这些物理现象分别属于波的( )A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应答案：A2．(河北衡水中学2013～2014学年高二下学期二调)图(1)是利用砂摆演示简谐运动图象的装置。
当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系。
第一次以速度v1匀速拉动木板，图(2)给出了砂摆振动的图线；第二次仅使砂摆的振幅减半，再以速度v2匀速拉动木板，图(3)给出了砂摆振动的图线。
由此可知，砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是( )A．T1T2＝B．T1T2＝C．v1v2＝D．v1v2＝答案：D解析：单摆摆动的周期由摆长决定，与振幅无关，故T1T2＝，设板长为d，图(2)对应速度：v1＝d2T，图(3)对应的速度：v2＝d4T，则v1v2＝21，故选D。
3.a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b的折射光线更靠近法线，由此可判定( )A ．a 比b 更容易发生衍射现象B ．当光从介质射向空气中，a 、b 要发生全反射的临界角分别为C a 、C b ，则C a <C b C ．在介质中b 的速度较大D ．单色光b 的频率较低 答案：A解析：如图，由sin θ1sin θ2＝n 可知b 的折射率大于a 的折射率。
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物理成才之路选修3——5本册综合能力测试题Bwork Information Technology Company.2020YEAR本册综合能力测试题(B)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，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．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比()A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大 D．波长变长答案：D解析：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C错误；由λ＝h、E＝hν可知光子频p率变小，波长变长，故A错误，D正确；由于光子速度是不变的，故B错误．2．关于原子结构和核反应的说法中错误的是()A．卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C．据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量D．据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量答案：B解析：卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型即A正确；天然放射现象的发现，揭示了原子核具有复杂的结构，故B错误；A裂变为B和C，D和E聚变为F，由于核子的平均质量都减少，所以都发生质量亏损，都放出了能量，故C、D正确，所以选B.3．(2009·广东广州综合测试)仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是()A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的答案：D4．一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，下列各图中近似反映正电子和Si核轨迹的图是()答案：B 解析：把放出的正电子和衰变生成物Si 核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟Si 核的运动方向一定相反，且由于它们都带正电，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨迹，选项C 、D 错．因为由洛伦兹力提供向心力，即q v B ＝m v 2r ，所以半径r ＝m v qB.衰变时，放出的正电子获得的动量大小与反冲核Si 的动量大小相等，因此在同一个磁场中正电子和Si 核做匀速圆周运动的半径与它们的电量成反比，即r e r Si ＝q Si q e＝14，可见正电子运动形成的圆的半径较大．故选项B 正确，选项A 错误． 5．(2010·南通市高三检测)下列说法中正确的是( )A ．核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C ．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电子的动能增大，电势能减小D ．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变小答案：C解析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚反应，B 错误；在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大，D 错误．6．下表给出了一些金属材料的逸出功.材料 铯 钙 镁 铍 钛逸出功 (10－19J)3.04.35.96.2 6.6 现用波长为(普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s ，光速c ＝3.0×108m/s)( )A ．2种B ．3种C ．4种D ．5种答案：A解析：1nm ＝10－9m ，由题意可知，给定光子的能量为E ＝hν＝hc λ＝6.6×10－34×3.0×108400×10－9J ＝4.95×10－19J ，大于表中所给的铯、钙的逸出功，光照射到这两种金属上能产生光电效应，故A 正确． 7．(2009·哈尔滨高二检测)中子n 、质子p 、氚核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止的氚核使之分解，反应方程为γ＋D ＝p ＋n.若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] B.12[(m p ＋m n －m D )c 2－E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m p ＋m n －m D )c 2－E ]答案：C解析：根据能的转化与守恒定律可知E ＋Δmc 2＝2E k ，得E k ＝12(E ＋Δmc 2)＝12[(m D －m p －m n )c 2＋E ]，故C 正确．8．如图所示，静止在湖面的小船上有甲、乙两运动员，他们的质量相等，以相对于湖面相同的水平速率沿相反方向先后跃入水中，若甲先跳，乙后跳，则( )A ．小船末速度向右，乙受小船的冲量大B ．小船末速度向左，甲受小船的冲量大C ．小船末速度为零，甲受小船冲量大D ．小船末速度为零，乙受小船冲量大答案：C 解析：本题是多物体、多过程的反冲运动问题，并考查动量定理，要注意选择哪些物体作为一个系统，在哪个过程中应用动量守恒定律，且找准始末状态，对甲、乙两人与小船系统动量守恒，初始动量为0，最终甲、乙两人动量等大反向，合动量为0，故小船最终动量为0，末速度为0.甲跳时，受小船冲量为I 1＝m 甲v ，v 为甲对地速度．0＝m 甲v －(m 船＋m 乙)v 1乙跳时，受小船冲量为I 2＝m 乙(v －v 1)<I 19．如图所示质量为M 的密闭气缸置于光滑水平面上，缸内设一隔板P ，隔板右是真空，隔板左是质量为m 的高压气体，若将隔板突然抽去，则气缸的运动情况是( )A ．保持静止不动B ．向左移动一定距离后恢复静止C ．向左移动一定距离后继而做匀速直线运动D ．先向左移动，后向右移动回到原来位置答案：B 解析：抽去隔板前后，系统所受合外力皆为零，因此系统合质心位置始终保持不变，抽去隔板以后，气体向右扩散，气体质心右移，为保持系统合质心位置不变，气缸质心必左移，当整个气缸充满了气体而停止扩散时，气缸也就停止了向左的移动而静止，应选B.10．核磁共振成像(缩写为MRI)是一种人体不接触放射线，对人体无损害，可进行人体多部位检查的医疗影像技术．基本原理是：外来电磁波满足一定条件时，可使处于强磁场中的人体内含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，去掉外来电磁波后，吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波的形式释放出来，形成核磁共振信号．由于人体内各种组织所含氢原子数量不同，或同种组织正常与病变时所含氢原子数量不同，释放的能量亦不同，将这种能量信号通过计算机转换成图像，就可以用来诊断疾病．(1)关于人体内氢原子吸收的电磁波能量，正确的是( )A ．任何频率的电磁波氢原子均可吸收B ．频率足够高的电磁波氢原子才吸收C ．能量大于13.6eV 的光子氢原子才能吸收D ．氢原子只能吸收某些频率的电磁波(2)人体内吸收了电磁波能量的氢原子会( )A ．可能处于基态B ．可能处于激发态C ．一定电离成氢离子D ．一定处于激发态(3)吸收电磁波能量的氢原子释放能量形成的核磁共振信号属于( )A ．电信号，是电磁波谱B ．光信号，是吸收谱C ．光信号，是连续谱D ．光信号，是线状谱答案：(1)D (2)B (3)D解析：氢原子只吸收能量等于能级差的光子．氢原子释放能量是双电磁波方式，由于是原子光谱，所以是线状谱、发射光谱．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．如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成．(1)示意图中，a 端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，____________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K 时，可以发生光电效应，则下列________说法正确．A ．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B ．增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案：(1)正 (2)阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M .(3)B12．(2010·山东潍坊高二期末)气垫导轨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．现用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨和滑块A 和B 验证动量守恒定律，实验装置如图所示，有以下实验步骤： a ．松开手的同时，记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作，当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时计时器结束计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.b ．在A 、B 间水平放入一个轻弹簧，用手压住A 、B 使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．c ．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1；B 的右端至D 板的距离L 2.(1)实验步骤的顺序是________．(2)实验中还需要测量的物理量是______________．(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________________． 答案：(1)c 、b 、d 、a (2)滑块A 、B 的质量m A 、m B(3)m A L 1t 1＝m B L 2t 213．(2009·海门模拟)如图所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95kg 的橄榄球前锋以5m/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，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起．(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在框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)0.1m/s(2)能够得分解析：(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＝0.1m/s(2)因v>0，故碰后总动量p′的方向与p A方向相同，碰撞后的状态如图所示，即他们都过了底线，该前锋能够得分．三、论述·计算题(共5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．(7分)(2010·江苏南通市模拟)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．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．(7分)如图所示，擦得很亮的绝缘锌板A 水平固定放置，其下方水平放有接地的铜板B ，两板间距离为d ，两板面积均为S ，正对面积为S ′，且S >S ′.当用弧光灯照射锌板上表面后，A 、B 板间一带电液滴恰好处于静止状态．试分析：(1)液滴带何种电荷(2)用弧光灯再照射A 板上表面，滴液做何种运动(3)要使液滴向下运动，应采取哪些措施答案：(1)负电 (2)向上运动 (3)将B 板向右移 解析：(1)锌板受弧光灯照射发生光电效应，有光电子从锌板A 的上表面逸出，而使A 板带正电荷，接地的铜板B 由于静电感应而带负电，A 、B 板间形成方向向下的匀强电场，由液滴处于静止状态知qE ＝mg ，所以液滴带负电．(2)当再用弧光灯照射A 板上表面时，光电效应继续发生，使A 板所带正电荷增加，A 、B 板间场强增强，所以qE >mg ，使液滴向上运动．(3)要使液滴向下运动，即mg >qE ，mg 和q 不变，则必须使E 变小．因A 板电荷量Q 不变，则当B 板向右移动，增大两板正对面积时，电容增大，两板间电势差减小，而d 不变，故场强E 变小，qE <mg ，则液滴向下运动．16．(9分)40kg 的女孩骑自行车带30kg 的男孩(如图所示)，行驶速度2.5m/s.自行车行驶时，男孩要从车上下来．(1)他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤，为什么(2)计算男孩下车的瞬间，女孩和自行车的速度．(3)计算自行车和两个孩子，在男孩下车前后整个系统的动能的值．如有不同，请解释．答案：(1)由于惯性 (2)4m/s (3)250J 400J 男孩下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150J解析：(1)如果直接跳下来，人具有和自行车相同的速度，脚着地后，脚的速度为零，由于惯性，上身继续向前倾斜，因此他可能会摔跤．所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时可能不摔跤．(2)男孩下车前后，对整体由动量守恒定律有：(m 1＋m 2＋m 3)v 0＝(m 1＋m 2)v得v ＝4m/s(m 1表示女孩质量，m 2表示自行车质量，m 3表示男孩质量)(3)男孩下车前系统的动能E k ＝12(m 1＋m 2＋m 3)v 20＝12(40＋10＋30)×(2.5)2J ＝250J男孩下车后系统的动能E k ＝12(m 1＋m 2)v 2＝12(40＋10)×42J ＝400J 男孩下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150J ，17．(9分)人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程．请按要求回答下列问题．(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献．请选择其中的两位，指出他们的主要成绩．①__________________________________.②__________________________________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途．(3)在可控热核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与21H 核碰撞减速，在石墨中与126C 核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好答案：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律；查德威克发现了中子(2)2为γ射线；利用γ射线的贯穿本领，工业用来探伤．(3)重水减速效果更好解析：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)．玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律(或其他成就)．查德威克发现了中子(或其他成就)．(2)1为α粒射线；利用α射线的电离作用消除有害静电．或：2为γ射线；利用γ射线很强的贯穿本领，工业用来探伤．或：3为β射线；利用β射线自动控制铝板厚度．(3)设中子质量为M n ，靶核质量为M ，由动量守恒定律：M n v 0＝M n v 1＋M v 2①由能量守恒：12M n v 20＝12M n v 21＋12M v 22② 解得：v 1＝M n －M M n ＋Mv 0 在重水中靶核质量M H ＝2M nv ′＝M n －M H M n ＋M Hv 0＝－13v 0③ 在石墨中靶核质量：M C ＝12M n ，v ′＝M n －M C M n ＋M Cv 0＝－1113v 0④ 与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．18．(10分)(2010·天津和平区一模)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B ，区域足够大，方向垂直于纸面向里，直角坐标系xOy 的y 轴为磁场左边界，A 为固定在x 轴上的一个放射源，内装镭核(226 88Ra)沿着＋x 方向释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn)．在y 轴上放有粒子接收器，移动粒子接收器，在N 点能接收到α粒子，N 点到O 的距离为l ，已知OA 间距为l 2，α 粒子质量为m ，电荷量为q ，氡核的质量为m 0. (1)写出镭核的衰变方程；(2)求α粒子的动能．答案：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He (2)(5qBl )2128m解析：(1)镭核衰变方程为：226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)镭核衰变放出α粒子和氡核，分别在磁场中做匀速圆周运动．α粒子射出y 轴时被粒子接收器接收，设α粒子在磁场中的轨道半径为R ，其圆心位置如图中O ′点，有(l －R )2＋(l 2)2＝R 2.则R ＝58lα粒子在磁场中做匀速圆周运动，有q v B ＝m v 2R，即m v ＝qBR α粒子的动能为E 1＝12m v 2＝(qBR )22m ＝(5qBl )2128m.。