2018-2019学年物理(人教版)选修3-5试题：章末质量评估(四) Word版含解析
人教版高中物理选修3-5章末测试题及答案全套
人教版高中物理选修3-5章末测试题及答案全套阶段验收评估(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。
人教版物理选修3-5 第十九章 章末质量评估(四) 含答案
9．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为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H＋n→H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射中的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝h（m1＋m2－m3）c2解析：根据核反应过程中的质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：H＋n→H＋γ，故选项A错误；聚变过程中辐射出γ光子，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3)c2，故选项C错误；由E＝知，γ光子的波长λ＝c，故选项D错误．答案：B10．一个原来静止的238U核发生α衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)( )解析：由于发生的是α衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律Mv1＋mvα＝0，可得这两个新核的运动方向相反，受到的(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当He旋转3周时，粒子H旋转几周？图甲图乙解析：(1)反应前后动量守恒：m0v0＝m1v1＋m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氢核质量)代入数值可解得：v1＝－1.0×103 m/s，方向与v0相反．(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r1∶r2＝∶＝3∶40.(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比T1∶T2＝∶＝3∶2，所以它们的旋转周数之比n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，即He旋转三周，H旋转2周．答案：(1)大小为1.0×103 m/s，方向与v0相反(2)3∶40(3)2周。
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。
高中物理 章末综合测评4(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高中选修3-5物理试题
章末综合测评(四)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(此题包括10小题，每一小题4分，共40分．在每一小题给出的4个选项中，第1～6题只有一个选项符合要求，第7～10题有多个选项符合要求．全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．)1．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是( )A．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜测是正确的B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．玻尔通过原子核的人工转变发现了质子[答案] A2．关于原子核，如下说法正确的答案是( )A．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子B．核反响堆利用镉棒吸收中子控制核反响速度C．轻核的聚变反响可以在任何温度下进展D．一切核反响都只释放核能[解析]原子核是由质子和中子组成的，β衰变是中子释放一个电子转变为质子产生的，A错误；核反响堆利用镉棒吸收中子以控制核反响速度，B正确；轻核的聚变在几百万度的高温下才能进展，C错误；核反响不都是释放能量的反响，也有吸收能量的反响，D错误．[答案] B3．硼10俘获1个α粒子，生成氮13，放出x粒子，而氮13是不稳定的，它放出y粒子变成碳13，那么，x粒子和y粒子分别为( )A．中子和正电子B．中子和电子C．质子和正电子D．质子和中子[解析]由核反响方程10 5B＋42He→13 7N＋10n，13 7N→13 6C＋01e，所以A选项正确．[答案] A4．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子．假设在衰变过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，如此τ子的运动方向( )A．一定与μ子同方向B．一定与μ子反方向C ．一定与μ子在同一直线上D ．不一定与μ子在同一直线上[解析] 中微子衰变成μ子和τ子，满足动量守恒，μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，τ子必定也在这条直线上．[答案] C5．一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反响方程是21H ＋31H→42He ＋10n ，此反响过程产生的质量亏损为Δm .阿伏伽德罗常数为N A ，真空中的光速为c .假设1 mol 氘和1 mol 氚完全发生核反响生成氦，如此在这个核反响中释放的能量为( )A ．12N A Δmc 2 B ．N A Δmc 2 C ．2N A Δmc 2 D ．5N A Δmc 2[解析] 一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时，释放出的能量为Δmc 2,1 mol 的氘核和1 mol 的氚核结合成1 mol 的氦核释放能量为N A Δmc 2.[答案] B6．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x 个中子：235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋x 10n ，铀235质量为m 1，中子质量为m 2，钡144质量为m 3，氪89的质量为m 4，如下说法正确的答案是( )A ．该核反响类型属于人工转变B ．该反响放出能量(m 1－2m 2－m 3－m 4)c 2C ．x 的值是2D ．该核反响比聚变反响对环境的污染少[解析] 该核反响是核裂变，不是人工转变，故A 错误；核反响方程235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋x 10n 中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x ，解得：x ＝3；根据爱因斯坦质能方程，该反响放出能量为：ΔE ＝Δm ·c 2＝(m 1＋m 2－m 3－m 4－3m 2)c 2＝(m 1－m 3－m 4－2m 2)c 2，故B 正确，C 错误；该核反响生成两种放射性元素，核污染较大，故D 错误．[答案] B7．关于核力与结合能，如下说法正确的答案是( )A ．核力是短程力，与核子间的距离有关，可为引力也可为斥力B ．核力具有饱和性和短程性，重核的中子数多于质子数C ．比结合能小的原子核合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能D ．原子核的结合能越大，核子结合得越结实，原子核越稳定[解析] 由核力的概念知A 、B 正确；原子核的比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越结实，原子核越稳定，比结合能小的原子核合成或分解成比结合能大的原子核时一定发生质量亏损释放核能，选项C正确，选项D错误．[答案]ABC8．放射性元素238 92U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi，而210 83Bi可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Tl，210a X和b81Tl最后都变成206 82Pb，衰变路径如下列图．如此( )A．a＝84B．b＝206C．210 83Bi→210a X是β衰变，210 83Bi→b81Tl是α衰变D．210 83Bi→210a X是α衰变，210 83Bi→b81Tl是β衰变[解析]由210 83Bi→210a X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a＝84.由210 83Bi→b81Tl 是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝206.[答案]ABC9．“轨道电子俘获〞是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．假设一个静止的原子核发生“轨道电子俘获〞(电子的初动量可不计)，如此( ) A．生成的新核与衰变前的原子核质量数一样B．生成新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等[解析]质子与中子的质量数一样，所以发生“轨道电子俘获〞后新核与原核质量数一样，A正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，B错误；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，C错误；以静止原子核与被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D正确．[答案]AD10．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(32He)〞的化学元素，这是热核聚变的重要原料．关于“氦3(32He)〞与氘核的聚变，如下说法正确的答案是( )A．核反响方程为32He＋21H→42He＋11HB．核反响生成物的质量将大于反响物的质量C．“氦3(32He)〞一个核子的结合能小于氦4(42He)一个核子的结合能D．“氦3(32He)〞的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量[解析]A选项中的核反响方程就是32He和21H发生核聚变的方程，在生成42He和11H的同时释放大量的能量，A正确；由于核反响的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc2，可知生成物的质量小于反响物的质量，B错误；质量中等的核的比结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，32He一个核子的结合能小于42He一个核子的结合能，由此可知C、D正确．[答案]ACD二、非选择题(此题共6小题，共60分．按题目要求作答)11．(6分)由图所示可得出结论：质子和中子的质量之和________氘核的质量，氘核分解为质子和中子时要________能量．[解析]由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量．[答案]大于吸收12．(10分)我国自行设计并研制的“人造太阳〞——托卡马克实验装置运行，获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反响领域先进国家行列．该反响所进展的聚变过程是21H ＋31H→42He＋10n，反响原料氘(21H)富存于海水中，而氚(31H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(63Li)的人工核转变得到．(1)请把如下用中子轰击锂核(63Li)产生一个氚核(31H)和一个新核的人工核转变方程填写完整：________＋10n→________＋31H.(2)在(1)中，每产生1 g氚的同时有多少个63Li核实现了核转变？(阿伏伽德罗常数N A取6.0×1023 mol－1)(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10－13 J，求该核聚变过程中的质量亏损．[解析](1)核反响方程为63Li＋10n→42He＋31H.(2)因为1 g 氚为13 mol ，根据核反响方程，实现核转变的63Li 也为13mol ，所以有2.0×1023个63Li 实现了核转变．(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，核聚变反响中有5个核子参加了反响，5个核子释放总能量ΔE ＝5×5.6×10－13 J ＝2.8×10－12 J ，所以质量亏损为Δm ＝ΔE c 2＝2.8×10－123×1082kg ＝3.1×10－29kg.[答案] (1)63Li 42He (2)2.0×1023个(3)3.1×10－29kg13．(10分)太阳能资源，不仅包括直接投射到地球外表上的太阳辐射能，而且也包括所有矿物燃料能、水能、风能等间接的太阳能资源，严格地说，除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反响，这种核反响释放出的能量就是太阳的能源．(1)写出核反响方程．(2)假设m H ＝1.007 3 u ，m He ＝4.002 6 u ，m e ＝0.000 55 u ，如此该反响中的质量亏损是多少？(3)如果1 u 相当于931.5 MeV 的能量，如此该反响中释放的能量是多少？(4)由于核反响中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球公转的周期是“较长〞还是“较短〞，并说明理由(假设地球公转半径不变)．[解析] (1)411H→42He ＋201e.(2)核反响的质量亏损为Δm ＝4m H －m He －2m e ＝4×1.007 3 u－4.002 6 u －2×0.000 55 u ＝0.025 5 u.(3)该核反响释放的能量为ΔE ＝0.025 5×931.5 MeV＝23.753 25 MeV.(4)在很久很久以前，太阳的质量比现在的大，太阳和地球间的万有引力比现在的大，由F ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R 可知，很久很久以前，地球公转的周期较短． [答案] (1)411H→42He ＋201e (2)0.025 5 u (3)23.753 25 MeV (4)略14．(10分)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .用m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反响方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm . [解析] (2)设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πR v，得 α粒子在磁场中运动周期T ＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm. (3)由qvB ＝m v 2R ，得v ＝qBR m， 设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒，得Mv ′－mv ＝0如此v ′＝mv M ＝qBR M由Δmc 2＝12Mv ′2＋12mv 2 得Δm ＝M ＋m qBR 22mMc 2说明：假设利用M ＝A －44m 解答，亦可． [答案] (1)AZ X→A －4Z －2Y ＋42He (2)2πm qB q 2B 2πm (3)M ＋m qBR 22mMc 215．(12分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m 3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？[解析] 由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量． 设放射性同位素原有质量为m 0,10天后其剩余质量为m ，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量为m Q ，由每分钟衰变次数与其质量成正比m 0m /Q ＝8×10710，即10Q 8×107＝m m 0，由半衰期公式得：m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 由以上两式联立代入数据得10Q 8×107＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12102＝⎝ ⎛⎭⎪⎫125解得水库的存水量为Q ＝2.5×105 m 3.[答案] 2.5×105 m 316．(12分)31H 的质量是3.016 050 u ，质子的质量是1.007 277 u ，中子的质量是1.008 665 u ．如此：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出的，如此光子的频率是多少？[解析] (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反响方程式是11H ＋210n→31H ，反响前各核子总质量为m p ＋2m n ＝1.007 277 u ＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u反响后新核的质量为m H ＝3.016 050 u质量亏损为Δm ＝3.024 607 u －3.016 050 u ＝0.008 557 u因反响前的总质量大于反响后的总质量，故此核反响为放出能量的反响． 释放的核能为ΔE ＝Δm ×931.5 MeV＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV.(2)氚核的结合能即为ΔE ＝7.97 MeV它的比结合能为ΔE 3＝2.66 MeV. (3)放出光子的频率为ν＝ΔE h ＝7.97×106×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝1.92×1021Hz. [答案] (1)释放核能 7.97 MeV(2)7.97 MeV 2.66 MeV(3)1.92×1021Hz。
高中物理选修3-5：高中物理《选修3-5》全册综合卷含解析
高中物理《选修3-5》全册综合测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为()A.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B.光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的C.大量光子表现出粒子性D.光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性2.在橄榄球比赛中，一个85 kg的前锋队员以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4 m/s，然后他们就扭在了一起，则()A.他们碰撞后的共同速度是0.2 m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分3.质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度变为v2，B的动量变为p.已知A、B都做直线运动，则动量p可以表示为()A.m(v2－v1)B.2m(2v2－v1)C.4m(v2－v1)D.m(2v2－v1)4.关于下列四幅图说法正确的是()A.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围5.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E ′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中光速，则E ′等于( )A.E －h λcB.E ＋h λcC.E －h cλD.E ＋h cλ6.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示.以下说法正确的是( )A.新核为2412MgB.发生的是α衰变C.轨迹1是新核的径迹D.新核沿顺时针方向旋转7.下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量8.氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )A.λb ＝λa ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λcC.λb ＝λa λcD.E b ＝E a ＋E c9.钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随有γ射线产生，其方程为234 90Th →23491Pa ＋x ，钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是( )A.x 为质子B.x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.γ射线是镤原子核放出的D.1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.2 g10.氢原子的能级如图.某光电管的阴极由金属钾制成，钾的逸出功为2.25 eV.处于n ＝4激发态的一群氢原子，它们向各较低能级跃迁时，哪两能级间跃迁产生的光子不能使光电管产生光电子( )A.从n ＝4向n ＝3跃迁B.从n ＝3向n ＝1跃迁C.从n ＝4向n ＝1跃迁D.从n ＝2向n ＝1跃迁11.现有核反应方程为2713Al ＋42He →3015P ＋X ，新生成的3015P 具有放射性，继续发生衰变，核反应方程为3015P →3014Si ＋Y.平行金属板M 、N 间有匀强电场，且φM >φN ，X 、Y 两种微粒竖直向上离开放射源后正确的运动轨迹是( )12.如图所示，位于光滑水平桌面，质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点，Q 与轻质弹簧相连，设Q 静止，P 以某一初动能E 0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E 1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E 2表示Q 具有的最大动能，则( )A.E 1＝E 02B.E 1＝E 0C.E 2＝E 02D.E 2＝E 0的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)13.(6分)经研究，核辐射的影响最大的是铯137(137 55Cs)，可广泛散布到几百千米之外，且半衰期大约是30年左右.请写出铯137发生β衰变的核反应方程： Ｗ.如果在该反应过程中释放的核能为E ，则该反应过程中质量亏损为 Ｗ.[已知碘(I)为53号元素，钡(Ba)为56号元素]14.(9分)如图所示的装置中，质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.(1)图中x应是B球初始位置到的水平距离.(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得等物理量.(3)用测得的物理量表示：m A v A＝；m A v′A＝；m B v′B＝Ｗ.15.(12分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8`MeV的能量.(1)写出核反应方程式；(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？`16.(13分)(2016·高考全国卷甲)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？参考答案与解析1．[209] 【解析】选D.由题意知像素越高，形成照片的光子数越多，表现出的波动性越强，照片越清晰，故D 项正确．2．[210] 【解析】选BC.取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：M v 1－m v 2－m v 3＝(M ＋m ＋m )v ，代入数据得：v ≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，B 、C 两项正确．3．[211] 【解析】选D.由动量定理 对A ：I ＝2m v 2－2m v 1① 对B ：I ＝p －m v 1②所以由①②得p ＝m (2v 2－v 1)． 故D 正确．4．[212] 【解析】选BCD.原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A 错误．易知B 正确．电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C 正确．发现少数α粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D 正确．5．[213] 【解析】选C.由于电子跃迁的过程中，原子辐射光子，所以电子由高能级轨道向低能级轨道跃迁，即E ′＜E ，故E ′＝E －h cλ.6．[214] 【解析】选A.衰变过程中，新核和粒子运动方向相反．但由图可知两曲线内切，受力方向一致，因此可以判断两粒子电性相反，所以发生的是β衰变，B 选项不正确．由2411Na →2412Mg ＋ 0－1e可知，A 选项正确．因为R ＝m v qB ，m 1v 1＝m 2v 2，所以R 1R 2＝q 2q 1.由此可知，1是电子的运动轨迹，由左手定则可知新核沿逆时针方向旋转，C 、D 选项不正确．7．[215] 【解析】选B.放射性元素的半衰期由元素的原子核来决定，与元素以单质或化合物的形式存在无关，与压强、温度无关，即与化学、物理状态无关，故A 项错误．由玻尔理论可知，氢原子从激发态跃迁到基态的过程放出光子，B 项正确．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，C 项错误．核子结合成原子核放出核能，因此核子单独存在时的总质量大于结合成原子核时核的质量，D 项错误．8．[216] 【解析】选BD.E a ＝E 3－E 2，E b ＝E 3－E 1，E c ＝E 2－E 1，所以E b ＝E a ＋E c ，D 正确；由ν＝c λ得λa ＝hc E 3－E 2，λb ＝hc E 3－E 1，λc ＝hc E 2－E 1，取倒数后得到1λb ＝1λa ＋1λc ，B 正确．9．[217] 【解析】选BC.根据核反应方程质量数守恒和电荷数守恒，可判断x 的质量数为234－234＝0，电荷数为90－91＝－1，所以x 是电子，选项A 错；放射性元素的放射性来自于原子核内部，电子是由原子核内部的一个中子转化为一个质子而形成的，选项B 对；γ射线同β射线一样都是来自于原子核，即来自于镤原子核，选项C 对；半衰期是针对大量原子核衰变的一个统计规律，1 g钍234 90Th经过120天即5个半衰期，剩余的质量为⎝⎛⎭⎫125g＝132g ，不是0.2 g ，选项D 错． 10．[218] 【解析】选A.要使光电管产生光电子，两能级间跃迁产生的光子的能量应该不小于钾的逸出功2.25 eV ，由hν＝E m －E n 得，E 43＝0.66 eV ，E 31＝12.09 eV ，E 41＝12.75 eV ，E 21＝10.2 eV ，所以选A.11．[219] 【解析】选B.由核反应方程知X 是中子(10n)，Y 是正电子(0＋1e)，MN 间场强方向水平向右，X 不受力做直线运动，Y 受向右的电场力方向向右偏转，B 正确．12．[220] 【解析】选AD.P 、Q 相互作用的过程中满足动量守恒和机械能守恒，当P 、Q 速度相等时，系统的动能损失最大，此时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒可以求得A 项正确．由于P 、Q 的质量相等，故在相互作用过程中发生速度交换，当弹簧恢复原长时，P 的速度为零，系统的机械能全部变为Q 的动能，D 正确．13．[221] 【解析】铯137发生β衰变的方程为：137 55Cs →137 56Ba ＋ 0－1e ，该反应的质量亏损为Δm ，由爱因斯坦质能方程知E ＝Δmc 2，有Δm ＝E c2.【答案】137 55Cs →137 56Ba ＋－1eEc 214．[222] 【解析】小球A 在碰撞前后摆动，满足机械能守恒定律，小球B 在碰撞后做平抛运动，则x 应为B 球的平均落点到初始位置的水平距离，要得到碰撞前后的m v ，应测量m A 、m B 、α、β、L 、H 、x 等，对A ，由机械能守恒定律得 m A gL (1－cos α)＝12m A v 2A ， 则：m A v A ＝m A 2gL （1－cos α）. 碰后对A ，有m A gL (1－cos β)＝12m A v ′2A ， 则：m A v ′A ＝m A 2gL （1－cos β）. 碰后B 做平抛运动，有 x ＝v B ′t ，H ＝12gt 2，所以m B v B ′＝m B xg 2H. 【答案】(1)B 球平均落点 (2)m A 、m B 、α、β、L 、H 、x(3)m A 2gL （1－cos α） m A 2gL （1－cos β） m B xg2H15．[223] 【解析】(1)63Li ＋10n →31H ＋42He ＋4.8 MeV.(2)Δm ＝ΔE c 2＝4.8×106×1.6×10－19（3×108）2kg ≈8.5×10－30kg.(3)设m 1、m 2、v 1、v 2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得 0＝m 1v 1＋m 2v 2 氦核、氚核的动能之比E k1∶E k2＝（m 1v 1）22m 1∶（m 2v 2）22m 2＝m 2∶m 1＝3∶4.【答案】(1)见解析 (2)8.5×10－30kg (3)3∶416．[224] 【解析】(1)规定向右为速度正方向．冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v ，斜面体的质量为m 3，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m 2v 20＝(m 2＋m 3)v① 12m 2v 220＝12(m 2＋m 3)v 2＋m 2gh ②式中v 20＝－3 m/s 为冰块推出时的速度， 联立①②式并代入题给数据得m 3＝20 kg.③ (2)设小孩推出冰块后的速度为v 1，由动量守恒定律有 m 1v 1＋m 2v 20＝0 ④ 代入数据得v 1＝1 m/s⑤ 设冰块与斜面体分离后的速度分别为v 2和v 3，由动量守恒和机械能守恒定律有 m 2v 20＝m 2v 2＋m 3v 3 ⑥ 12m 2v 220＝12m 2v 22＋12m 3v 23 ⑦联立③⑥⑦式并代入数据得v 2＝1 m/s由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩．【答案】见解析。
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册课时跟踪检测（一） 动量和动量定理1．(多选)下列说法正确的是( )A ．运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B ．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动量一定发生变化C ．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动能一定发生变化D ．物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析：选AB 动量的方向总与速度即运动方向相同，故A 对；合外力的冲量不为零，由动量定理I合＝Δp ，可知动量的变化量Δp 一定不为零，即动量一定变化，但动能不一定变化，有可能动量的大小不变，方向变化，故B 对，C 错；I合的方向一定与动量变化量的方向相同，但不一定与动量的方向相同，故D 错。
2．篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。
接球时，两手随球迅速收缩至胸前。
这样做可以( ) A ．减小球对手的冲量 B ．减小球对手的冲击力 C ．减小球的动量变化量 D ．减小球的动能变化量解析：选B 由动量定理Ft ＝Δp 知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项B 正确。
3．(多选)古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。
若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s ，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )图1A ．1 m/sB ．1.5 m/sC ．2 m/sD ．2.5 m/s解析：选CD 根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F ，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有－Ft ＝0－m v ，所以v ＝Ft m ＝mgtm＝gt ＝10×0.2 m/s ＝2 m/s 。
4.质量为1 kg 的物体做直线运动，其速度图像如图2所示。
则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )图2A ．10 N·s,10 N·sB ．10 N·s ，－10 N·sC ．0,10 N·sD ．0，－10 N·s解析：选D 由图像可知，在前10 s 内初、末状态的动量相等，p 1＝p 2＝5 kg·m/s ，由动量定理知I 1＝0；在后10 s 内p 3＝－5 kg·m/s ，I 2＝p 3－p 2＝－10 N·s ，故选D 。
2018-2019学年人教版物理选修3-5同步配套练习：模块综合检测 Word版含答案
模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~10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,有错选或不答的得0分)1.下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是()A.只有甲、乙正确B.只有丙、丁正确C.只有甲、丙正确D.只有乙、丁正确解析：甲中子弹和木块组成的系统所受外力为零,故动量守恒;乙中剪断细线时,墙对系统有作用力,故动量不守恒;丙中系统所受外力为零,故系统动量守恒;丁中斜面固定,系统所受外力不为零,动量不守恒,故只有选项C正确。
答案：C2.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)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料,能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s)()A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件,光子的能量及光的波长、波速与频率的关系。
当单色光的频率大于金属的截止频率时便能产生光电效应,即照射光子的能量大于金属的逸出功。
由E=hν及c=λν得E=E=6.6×10-34J=4.95×10-19 J照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功,能产生光电效应的材料有2种,故选项A 正确。
答案：A3.氢原子核外电子从外层轨道(半径为r b)向内层轨道(半径为r a)跃迁时(r a<r b),电子动能的增量ΔE k=E k a-E k b,电势能增量ΔE p=E p a-E p b,则根据玻尔的理论,下列表述正确的是()A.ΔE k<0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p=0B.ΔE k<0,ΔE p>0,ΔE k+ΔE p=0C.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p>0D.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p<0解析：根据向心力公E k,所以ΔE k>0;由于核外电子和核内质子是相互吸引的,当电子从外层轨道向内层轨道跃迁时,电场力做正功,电势能减小,所以ΔE p<0;又由于内层轨道比外层轨道原子的能级低,所以ΔE k+ΔE p<0。
人教版高中物理选修3-5章末测试题全套含答案
人教版高中物理选修3-5章末测试题全套含答案章末检测试卷(一)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共计40分.1～6题为单选题，7～10题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．下列说法错误的是( )A ．根据F ＝ΔpΔt 可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力B ．力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的累积效应，是一个标量C ．动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时用起来更方便D ．易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 答案 B解析 A 选项是牛顿第二定律的另一种表达方式，所以A 正确；冲量是矢量，B 错误；F ＝ΔpΔt是牛顿第二定律的最初表达方式，实质是一样的，C 正确；易碎品运输时用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力，D 正确．2.如图1所示，在光滑的水平面上有两物体A 、B ，它们的质量均为m .在物体B 上固定一个水平轻弹簧处于静止状态．物体A 以速度v 0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B 发生作用．下列说法正确的是( )图1A ．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A 的速度为零B ．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B 的速度为零C ．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B 所做的功为12m v 02D ．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A 和物体B 的冲量大小相等，方向相反 答案 D3．一位质量为m 的运动员从下蹲状态向上跳起，经Δt 时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v ，在此过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A ．地面对他的冲量为m v ＋mg Δt ，地面对他做的功为12m v 2B ．地面对他的冲量为m v －mg Δt ，地面对他做的功为零C ．地面对他的冲量为m v ，地面对他做的功为12m v 2D ．地面对他的冲量为m v ＋mg Δt ，地面对他做的功为零 答案 D解析 人的速度原来为零，起跳后变为v ，以向上为正方向，由动量定理可得I －mg Δt ＝m v －0，故地面对人的冲量为m v ＋mg Δt ，人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故D 正确．4．如图2所示，半径为R 的光滑半圆槽质量为M ，静止在光滑水平面上，其内表面有一质量为m 的小球被竖直细线吊着位于槽的边缘处，现将线烧断，小球滑行到最低点向右运动时，槽的速度为(重力加速度为g )( )图2A ．0 B.m M 2MgRM ＋m，方向向左 C.m M2MgRM ＋m，方向向右 D ．不能确定 答案 B解析 以水平向右为正方向，设在最低点时m 和M 的速度大小分别为v 和v ′，根据动量守恒定律得：0＝m v －M v ′，根据机械能守恒定律得：mgR ＝12m v 2＋12M v ′2，联立以上两式解得v ′＝mM2MgRM ＋m，方向向左，故选项B 正确． 5．如图3所示，小车由光滑的弧形段AB 和粗糙的水平段BC 组成，静止在光滑水平面上，当小车固定时，从A 点由静止滑下的物体到C 点恰好停止．如果小车不固定，物体仍从A 点静止滑下，则( )图3A ．还是滑到C 点停止B ．滑到BC 间停止 C ．会冲出C 点落到车外D ．上述三种情况都有可能 答案 A解析 设BC 长度为L .小车固定时，根据能量守恒可知，物体的重力势能全部转化为因摩擦产生的内能，即有：Q 1＝F f L ，若小车不固定，设物体相对小车滑行的距离为s .对小车和物体组成的系统，水平方向动量守恒，最终两者必定均静止，根据能量守恒可知物体的重力势能全部转化为因摩擦产生的内能，则有：Q 2＝Q 1，而Q 2＝F f s ，得到物体在小车BC 部分滑行的距离s ＝L ，故物体仍滑到C 点停止，故A 正确． 6．如图4所示，总质量为M 带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上，质量为m 的小球通过细线悬挂于框架顶部O 处，细线长为L ，已知M >m ，重力加速度为g ，某时刻小球获得一瞬时速度v 0，当小球第一次回到O 点正下方时，细线拉力大小为( )图4A ．mgB ．mg ＋m v 02LC ．mg ＋m (2m )2v 02(M ＋m )2LD ．mg ＋m (M －m )2v 02(M ＋m )2L答案 B解析 设小球第一次回到O 点正下方时，小球与框架的速度分别为v 1和v 2.取水平向右为正方向，由题可知，小球、框架组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒，即m v 0＝m v 1＋M v 2，12m v 02＝12m v 12＋12M v 22，解得v 1＝m －M m ＋M v 0，v 2＝2m m ＋M v 0.当小球第一次回到O 点正下方时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得F T －mg ＝m (v 1－v 2)2L ，解得细线的拉力F T ＝mg ＋m v 02L，B 正确．7．A 、B 两球沿一直线运动并发生正碰．如图5所示为两球碰撞前后的位移—时间图象．a 、b 分别为A 、B 两球碰前的位移—时间图象，c 为碰撞后两球共同运动的位移—时间图象，若A 球质量是m ＝2 kg ，则由图可知下列结论错误的是( )图5A ．A 、B 碰撞前的总动量为3 kg·m/s B ．碰撞时A 对B 所施冲量为－4 N·sC ．碰撞前后A 的动量变化为6 kg·m/sD ．碰撞中A 、B 两球组成的系统损失的动能为10 J 答案 AC解析 由x －t 图象可知，碰撞前有：A 球的速度v A ＝Δx A Δt A ＝4－102m /s ＝－3 m/s ，B 球的速度v B ＝Δx B Δt B ＝42 m /s ＝2 m/s ；碰撞后A 、B 两球的速度相等，为v A ′＝v B ′＝v ＝Δx C Δt C ＝2－42m /s ＝－1 m/s ，则碰撞前后A 的动量变化Δp A ＝m v －m v A ＝4 kg·m/s ；对A 、B 组成的系统，由动量守恒定律m v A ＋m B v B ＝(m ＋m B )v 得：m B ＝43 kg.A 与B 碰撞前的总动量为：p 总＝m v A＋m B v B ＝2×(－3)＋43×2 kg·m/s ＝－103 kg·m /s ；由动量定理可知，碰撞时A 对B 所施冲量为：I B ＝Δp B ＝－4 kg·m/s ＝－4 N·s.碰撞中A 、B 两球组成的系统损失的动能：ΔE k ＝12m v A 2＋12m B v B 2－12(m ＋m B )v 2，代入数据解得：ΔE k ＝10 J ，故A 、C 错误，B 、D 正确． 8．如图6所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m 的木板B ，木板表面光滑，左端固定一水平轻质弹簧．质量为2m 的木块A 以速度v 0从木板的右端水平向左滑上木板B .在木块A 与弹簧相互作用的过程中，下列说法正确的是( )图6A ．弹簧压缩量最大时，B 板运动速率最大 B ．B 板的加速度先增大后减小C ．弹簧给木块A 的冲量大小为2m v 03D ．弹簧的最大弹性势能为m v 023答案 BD解析 当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大，此后弹簧要恢复原状，木板进一步加速，故A 错误；弹簧压缩量先增加后减小，故B 板的加速度先增大后减小，故B 正确；当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大； 以v 0的方向为正方向，有： 2m v 0＝(m ＋2m )v ①E p ＝12×2m v 02－12(2m ＋m )v 2②由①②解得E p ＝13m v 02，故D 正确；从木块与木板作用至弹簧恢复原长时，有：2m v 0＝2m v 1＋m v 2③， 根据机械能守恒定律，有 12×2m v 02＝12×2m v 12＋12m v 22④ 解得v 1＝13v 0，v 2＝43v 0，对木块A ，根据动量定理，有I ＝2m v 1－2m v 0＝－43m v 0(负号表示方向向右)，故C 错误．9.小车静置于光滑的水平面上，小车的A 端固定一个水平轻质小弹簧，B 端粘有橡皮泥，小车的质量为M ，长为L ，质量为m 的木块C 放在小车上，用细绳连接于小车的A 端并使弹簧压缩(细绳未画出)，开始时小车与C 都处于静止状态，如图7所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块C 离开弹簧向B 端冲去，并跟B 端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是( )图7A ．如果小车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒B ．当木块对地运动速度大小为v 时，小车对地运动速度大小为mM vC ．小车向左运动的最大位移为mLM ＋mD ．小车向左运动的最大位移为mM L答案 BC解析 小车、弹簧与C 这一系统所受合外力为零，系统在整个过程动量守恒，但粘接过程有机械能损失．M v ′－m v ＝0，则v ′＝mMv ，同时该系统属于“人船模型”，Md ＝m (L －d )，所以车向左运动的最大位移应等于d ＝mLM ＋m ，综上，选项B 、C 正确．10．两个小球A 、B 在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是m A ＝4 kg ，m B ＝2 kg ，A 的速度v A ＝3 m/s(设为正)，B 的速度v B ＝－3 m/s ，则它们发生正碰后，其速度可能分别为( ) A ．均为＋1 m /s B ．＋4 m/s 和－5 m/s C ．＋2 m /s 和－1 m/s D ．－1 m /s 和＋5 m/s答案 AD解析 由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化情况：E k 前＝12m A v A 2＋12m B v B 2＝27 JE k 后＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2由于碰撞过程中总动能不可能增加，所以应有E k 前≥E k 后，据此可排除B ；选项C 虽满足E k前≥E k 后，但A 、B 沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C 选项错误．验证A 、D 均满足E k 前≥E k 后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A 、D.二、实验题(本题共2小题，共计13分)11．(5分)在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a 的质量为m 1，被碰球b 的质量为m 2，各小球的落地点如图8所示，下列关于这个实验的说法正确的是________．图8A ．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B ．每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下C ．要验证的表达式是m 1ON ＝m 1OM ＋m 2OPD ．要验证的表达式是m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON 答案 D解析 为让两球发生对心碰撞，两球的直径应相等，即两球大小相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故A 错误；为保证入射小球碰撞前的速度相等，每次都使入射小球从斜槽上相同的位置由静止滚下，故B 错误；小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t 相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，两边同时乘以t 得：m 1v 0t ＝m 1v 1t ＋m 2v 2t ，即m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON ，故D 正确，C 错误．12．(8分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图9所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．图9(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨中通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图10所示；图10⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g ，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 试完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，计算可知，两滑块相互作用前动量之和为________kg·m /s ；两滑块相互作用以后动量之和为________kg·m/s(结果保留三位有效数字)． (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________. 答案 (1)⑥接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器的限位孔之间有摩擦解析 (2)作用前滑块1的速度v 1＝0.20.1 m /s ＝2 m/s ，其动量为0.310×2 kg·m /s ＝0.620 kg·m/s ，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v ＝0.1680.14 m /s ＝1.2 m/s ，其动量之和为(0.310＋0.205)×1.2 kg·m /s ＝0.618 kg·m/s.三、计算题(本题共4小题，共计47分)图1113．(10分)如图11，光滑水平地面上静止放置三个滑块A 、B 、C ，A 和B 的质量均为2m ，C 的质量为m .A 、B 之间用一根水平轻质弹簧连接，B 、C 接触但不粘连，现给A 施加一向右的瞬时冲量，使A 获得一水平向右的初速度v 0.在此后的运动过程中，求： (1)C 最终的速度大小．(2)当弹簧第二次被压缩至最短时，弹簧储存的最大弹性势能． 答案 (1)0.8v 0 (2)12m v 02解析 (1)弹簧第一次压缩至最短时弹性势能最大，此后第一次恢复原长时，C 的速度达到最大值，设向右为正方向，由动量守恒定律可知：2m v 0＝2m v 1＋3m v 2 由能量守恒可知：12×2m ×v 02＝12×2m v 12＋12×3m ×v 22联立解得：v 1＝－0.2v 0，v 2＝0.8v 0 即C 最终的速度大小为0.8v 0.(2)弹簧第二次压缩到最短时，A 、B 速度相等，以向右为正方向，故：2m v 1＋2m v 2＝4m v 解得：v ＝0.3v 0故此时弹簧储存的弹性势能为： E p ＝12(2m )v 12＋12(2m )v 22－12(4m )v 2＝12m v 0214．(10分)如图12(a)所示，在光滑的水平面上有甲、乙两辆小车，质量为30 kg 的小孩乘甲车以5 m/s 的速度水平向右匀速运动，甲车的质量为15 kg ，乙车静止于甲车滑行的正前方，两车碰撞前后的位移随时间变化的图象如图(b)所示．求：图12(1)甲、乙两车碰撞后的速度大小； (2)乙车的质量；(3)为了避免甲、乙两车相撞，小孩至少要以多大的水平速度从甲车跳到乙车上？答案 (1)1 m/s 3 m/s (2)90 kg (3)203 m/s解析 (1)由题图(b)可知，碰撞后甲车的速度为v 1＝－1 m /s ，负号表示方向向左．所以甲车速度大小为1 m/s.乙车的速度为v 2＝3 m /s ，方向向右，乙车速度大小为3 m/s. (2)在碰撞过程中，三者组成的系统满足动量守恒，以向右为正方向． (m 小孩＋m 甲)v 0＝(m 小孩＋m 甲)v 1＋m 乙v 2 解得：m 乙＝90 kg(3)设小孩跳向乙车的速度为v 小孩，以向右为正方向，由动量守恒定律得，小孩跳离甲车： (m 小孩＋m 甲)v 0＝m 小孩v 小孩＋m 甲v 3 小孩跳至乙车：m 小孩v 小孩＝(m 小孩＋m 乙)v 4 为使两车避免相撞，应满足v 3≤v 4当v 3＝v 4时，小孩跳离甲车的速度最小，v 小孩＝203 m/s因此小孩至少要以203m/s 的水平速度从甲车跳到乙车上．15．(13分)如图13所示，可看成质点的A 物体叠放在上表面光滑的B 物体上，一起以v 0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C 发生完全非弹性碰撞，B 、C 的上表面相平且B 、C 不粘连，A 滑上C 后恰好能到达C 板的最右端，已知A 、B 、C 质量均相等，木板C 长为L ，求：图13(1)A 物体的最终速度大小； (2)A 在木板C 上滑行的时间． 答案 (1)3v 04 (2)4Lv 0解析 (1)设A 、B 、C 的质量为m ，B 、C 碰撞过程中动量守恒，令B 、C 碰后的共同速度为v 1，以B 的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得m v 0＝2m v 1， 解得v 1＝v 02B 、C 共速后A 以v 0的速度滑上C ，A 滑上C 后，B 、C 脱离，A 、C 相互作用过程中动量守恒，设最终A 、C 的共同速度为v 2，以向右为正方向， 由动量守恒定律得m v 0＋m v 1＝2m v 2，解得v 2＝3v 04.(2)在A 、C 相互作用过程中，由能量守恒定律得： F f L ＝12m v 02＋12m v 12－12×2m v 22，解得F f ＝m v 0216L，此过程中对C ，由动量定理得F f t ＝m v 2－m v 1， 解得t ＝4Lv 0.16．(14分)如图14所示，物块A 和B 通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝1 kg.初始时A 静止于水平地面上，B 悬于空中．现将B 竖直向上再举高h ＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A 、B 以大小相等的速度一起运动，之后B 恰好可以和地面接触．取g ＝10 m/s 2，空气阻力不计．求：图14(1)B 从释放到细绳刚绷直时的运动时间t ； (2)A 的最大速度v 的大小； (3)初始时B 离地面的高度H . 答案 (1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m解析 (1)B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有 h ＝12gt 2① 代入数据解得t ＝0.6 s ②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ，有 v B ＝gt ③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A 、B 的重力，A 、B 相互作用，由动量守恒得m B v B ＝(m A ＋m B )v ④之后A 做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v 即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得 v ＝2 m/s ⑤(3)细绳绷直后，A 、B 一起运动，B 恰好可以和地面接触，说明此时A 、B 的速度为零，这一过程中A 、B 组成的系统机械能守恒，有12(m A ＋m B )v 2＋m B gH ＝m A gH ⑥ 代入数据解得H ＝0.6 m ⑦章末检测试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共计60分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．关于热辐射，下列说法中正确的是( )A ．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B ．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C ．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D ．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动答案 C2．关于光电效应，以下说法正确的是( )A ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C ．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D ．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应答案 C解析 由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，A 错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B 错．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，D 错，C 对．3．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于( )A ．等效替代B ．控制变量C ．科学假说D ．数学归纳答案 C解析为了解释光电效应的实验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功．从科学研究的方法来说，这属于科学假说．C正确，A、B、D错误．4．关于光的波粒二象性，下列理解正确的是()A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播C．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述D．大量光子出现的时候表现为粒子性，个别光子出现的时候表现为波动性答案 C解析光子是不会静止的，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A、D错误；光子不是宏观粒子，光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B 错误；光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，故C正确．5．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是()A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案 B解析光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p也相等，动能则不相等，D错误．6．经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则() A．所有电子的运动轨迹均相同B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置答案 D解析电子在运动中表现出波动性，没有一定的运动轨迹，牛顿运动定律不适用于电子的运动．故正确选项为D.7．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象．已知钨的逸出功是4.54 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()答案 B解析 依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k －ν图线的斜率代表了普朗克常量h ，因此钨和锌的E k －ν图线应该平行．图线的横截距代表了极限频率νc ，而νc ＝W 0h，因此钨的νc 大些．故正确答案为B.8．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象如图1中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E 1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E 2，E 2<E 1，关于这种金属的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( )图1A ．aB ．bC ．cD ．上述三条图线都不正确答案 A解析 根据光电效应方程知，E k －ν为一次函数，普朗克常量h 是斜率，h 是确定的值，虽然两金属的逸出功不同，但两个E k －ν图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用E k ＝hν－W 0，结合图象E 2<E 1，hν相同，所以W 1<W 2，即直线在纵轴上的截距的绝对值W 2大，故选项A 正确．9.金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图象如图2所示．则由图象可知( )图2A ．该金属的逸出功等于hνcB ．入射光的频率发生变化时，遏止电压不变C ．若已知电子电荷量e ，就可以求出普朗克常量hD ．入射光的频率为3νc 时，产生的光电子的最大初动能为2hνc答案 ACD解析 当遏止电压为零时，最大初动能为零，W 0＝hνc ，故A 正确．根据光电效应方程E km＝hν－W 0和eU c ＝E km 得，U c ＝hνe －W 0e，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故B 错误．由U c ＝hνe －W 0e ，知图线的斜率等于h e，从图象上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷量，可以求出普朗克常量，故C 正确．从图象上可知，逸出功W 0＝hνc .根据光电效应方程，E km ＝hν－W 0＝hν－hνc .入射光的频率为3νc 时，产生的光电子的最大初动能为2hνc ，故D 正确．10．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长，根据表中数据可知( )A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B ．无线电波通常只能表现出波动性C ．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D ．只有可见光才有波粒二象性答案 ABC解析 弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A 正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B 正确；电子波长与金属晶体原子尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C 正确；由物质波理论知，D 错误．11．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )A ．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B ．单个光子的运动表现出波动性C ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D ．大量光子的行为表现出波动性答案CD解析光是一种概率波，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是中央亮纹处，可达95%以上，还可能落到暗纹处，不过落在暗纹处的概率最小(注意暗纹处并非无光子到达)．故C、D选项正确．12．如图3所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是()图3A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f答案ACD解析由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：单色光a频率大于金属的极限频率，b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率．(2)c接正极，d接负极：a、b两光都能发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率．故A、C正确，B错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f.故D正确．二、填空题(本题共2小题，共计10分)13．(4分)如图4所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表____(选填“有”或“无”)示数．若此时改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表________(选填“有”或“无”)示数．图4答案 无 有解析 光电效应的原理是当有频率足够大的光照射到金属表面时，将会使金属中的电子获得足够能量而从表面逸出，逸出的光电子向另一极板定向移动而形成电流．当增加黄光照射的强度时，不能增加光电子的最大初动能，故毫安表无示数．当改用蓝光照射时，光电子的最大初动能增大，光电子能到达A 极，形成电流．14．(6分)如图5所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s(直线与横轴的交点坐标为4.17，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知，斜率表示________．该金属的截止频率为________Hz ，该金属的逸出功为________ J ，(结果保留三位有效数字)若用频率为5.5×1014 Hz 的光照射该种金属时，则对应的遏止电压应为______ V .图5答案 普朗克常量h 4.17×1014 2.76×10－19 0.5解析 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，E k －ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由题图知该金属的截止频率为4.17×1014 Hz.由E k ＝hν－W 0得，该图线的斜率表示普朗克常量h ，金属的逸出功W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.17×1014 J ≈2.76×10－19 J ，由题图得，当入射光的频率为ν＝5.5×1014 Hz ，最大初动能为E km ＝0.5 eV .依据U c ＝E km e解得：U c ＝0.5 V. 三、计算题(本题共3小题，共计30分)15．(10分)钨的逸出功是4.54 eV ，现用波长200 nm 的光照射钨的表面．求：(结果均保留三位有效数字)(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)钨的截止频率．答案 (1)1.68 eV (2)1.68 V (3)1.10×1015 Hz解析 (1)由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0可得：E k ＝h c λ－W 0＝(6.63×10－34×3×1082×10－7－4.54×1.6×10－19)J ＝2.681×10－19 J ≈1.68 eV . (2)由eU c ＝E k 得遏止电压U c ＝E k e＝1.68 V. (3)由W 0＝hνc 得截止频率。
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章末质量评估(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.下列关于放射线的说法中不正确的是（）A.放射线可以用来进行工业探伤B.放射线可以使细胞发生变异C.放射同位素可以用来做示踪原子D.放射线对人体无害解析：γ射线具有比较强的穿透性，可以用来进行工业探伤.所以A选项是正确的；射线具有比较高的能量，可以使细胞发生变异，对人体有害，所以B选项是正确的，D错误；放射性同位素可以利用它的放射性的特点，用来做示踪原子.所以C选项是正确的，本题选择不正确的，所以本题答案是D.答案：D2.下列所述不正确的是（）A.强子是参与强相互作用的粒子B.轻子是不参与强相互作用的粒子C.目前发现的轻子只有8种D.夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的＋23或－13解析：根据作用力的不同，粒子分为强子、轻子和传播子三大类.强子就是所有参与强力作用的粒子的总称.轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称.目前发现的轻子只有6种，分别是电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子，C是错误的.因选不正确的，故选C.答案：C3.原子核23490Th表示（）A.核外有90个电子B.核内有234个质子C.核内有144个中子D.核内有90个核子解析：原子核23490Th其中234是质量数，90是电荷数，所以Th内有90个质子，中子数234－90＝144个，质子和中子统称为核子，所以核内有234个核子，故C正确；A、B、D错误.答案：C4．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为：32He ＋32He→211H＋42He.关于32He聚变下列表述正确的是() A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚应反应没有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反应发电解析：由于核聚变过程中存在质量亏损，故C错误；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可以判断核聚变会释放能量，故A错误；由于该核反应的生成物有42He和11H，故该反应产生了新的原子核，故B正确；目前的核电站都采用了U235的核裂变，而核聚变仍处于实验阶段，故D错误．故选B.答案：B5．下列说法中正确的是()A．核反应堆是人工控制链式反应的装置B.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋d10n，式中d＝3C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变解析：核电站的核心是核反应堆，核反应堆中核的链式反应可以在人工控制下进行，A项正确；根据核反应前后电荷数守恒规律，B 选项中的d＝2，B项不正确；β衰变是原子核内释放出电子的核反应，不是核外电子的逃逸，C项不正确；4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后，衰变的结果有多种情况，半衰期是对大量原子核的行为的统计预测，对几个核的衰变无法预测，D项不正确．答案：A6.某核反应方程为21H＋31H→42He＋X.已知（1 u＝931 Mev），21H 的质量为2.0136 u，31H的质量为3.018 0 u，42H的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u，则下列说法中正确的是（）A.X是中子，该反应释放能量，放出18.27×1016J能量B.X是中子，该反应释放能量，放出18.90 MeV能量C.X是质子，该反应吸收能量，吸收18.90 MeV能量D.X是中子，该反应吸收能量，吸收18.27×1016J能量解析：某核反应方程为21H＋31H→32He＋X.根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：X的质量数为1，核电荷数为0.所以X是中子.反应前质量为2.013 6 u＋3.018 u＝5.031 6 u.反应后质量为4.002 6 u ＋1.008 7 u＝5.0113 u.所以该反应释放能量，放出的能量为E＝Δmc2＝（5.031 6－5.011 3）×931 MeV≈18.90 MeV，B正确.答案：B7．下面列出的是一些核反应方程：3015P→3014Si＋X，94Be＋21H→105B ＋Y，42He＋42He→73Li＋Z，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是质子解析：根据质量数和电荷数守恒，可知X为正电子，Y为中子，Z为质子，故D正确．答案：D8．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量．这几种反应的总效果可以表示为621H―→k42He＋d11H＋210n＋43.15 MeV由平衡条件可知()A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得12＝4k＋d＋2，①6＝2k＋d.②解①②得k＝2，d＝2.答案：B9．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为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－m3 C．辐射中的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝h（m1＋m2－m3）c2解析：根据核反应过程中的质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：11H＋10n→21H＋γ，故选项A错误；聚变过程中辐射出γ光子，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3)c2，故选项C错误；由E＝hcλ知，γ光子的波长λ＝hm1＋m2－m3c，故选项D错误．答案：B10．一个原来静止的238U核发生α衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)()解析：由于发生的是α衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律M v1＋m vα＝0，可得这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则判断洛伦兹力的方向，故D项正确．答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋k10n(2)21H＋31H→42He＋d10n关于这两个方程的下列说法，正确的是()A．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1B．方程(2)是氢弹涉及的核反应方程C．方程(1)属于轻核聚变D．方程(2)属于α衰变解析：由电荷数和质量数守恒，可知(1)中235＋1＝90＋136＋k，得k＝10；(2)中2＋3＝4＋d，得d＝1，故A正确；(1)属于重核裂变，是原子弹的一个反应方程式，(2)属于轻核聚变，是氢弹涉及的核反应方程．故B正确．答案：AB12.某实验室工作人员，用初速度为v0＝0.09c（c为真空中的光速）的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核2311Na，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动.通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1∶10，已知质子质量为m.则（）A.该核反应方程是42He＋2311Na→2612Mg＋11HB.该核反应方程是42He＋2311Na→2612Mg＋10nC.质子的速度约为0.225cD.质子的速度为0.09c解析：根据质量数和电荷数守恒可知，新原子核的质量数：m ＝23＋4－1＝26，核电荷数：z ＝11＋2－1＝12，核反应方程为42He ＋2311Na→2612Mg ＋11H ，A 正确B 错误；质子质量为m ，则α粒子、新核的质量分别为4 m 、26 m ，设质子的速度为v ，对心正碰，选取α粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得4mν0＝26m ·v 10－m v ，解得v ＝0.225c ，C 正确D 错误.答案：AC13. 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 发生核聚变，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．答案：BC14．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 84Pu →X ＋42He ＋γ，则下列说法中正确的是( )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射线是由于核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出，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．答案：ABD三、非选择题(本题共4小题，共54分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15.（12分）用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（73Li），发生核反应后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.（1）写出核反应方程；（2）求氚核和α粒子的速度大小；（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损.解析：（1）根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为：1n＋63Li→31H＋42He.（2）由动量守恒定律得m n v＝－m H v1＋m He v2.由题意得v1∶v2＝7∶8，解得v1＝711v，v2＝811v.（3）氚核和α粒子的动能之和为E k ＝12·3m v 21＋12·4m v 22＝403242m v 2，释放的核能为ΔE ＝E k －E k n ＝403242m v 2－12m v 2＝141121m v 2， 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm ＝ΔE c 2＝141m v 2121c 2. 答案：（1） 10n ＋63Li →31H ＋42He （2） 7v 11，8v 11 （3） 141m v 2121c 216．(14分)钚的放射性同位素239 94Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U*和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核235 92U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu 、235 92U 和α粒子的质量分别为m Pu＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u ，1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量．(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．解析：(1)衰变方程为：239 94Pu →235 92U *＋42He ，①235 92U *→235 92U ＋γ.②合起来有239 94Pu →235 92U ＋42He ＋γ.③(2)上述衰变过程的质量亏损Δm ＝m Pu －m U －m α，④放出的能量ΔE ＝Δmc 2，⑤此能量是铀核235 92U 的动能E kU 、α粒子的动能E k α和γ光子的能量E γ之和，即ΔE ＝E kU ＋E k α＋E γ，⑥由④⑤⑥式，得E kU ＋E k α＝(m Pu －m U －m α)c 2－E γ，⑦设衰变后的铀核和α粒子的速率分别为v U 和v α，由动量守恒，有m U v U ＝m αv α，⑧又由动能的定义知E kU ＝12m U v 2U ，E k α＝12m αv 2α.⑨ 由⑧⑨式得E kU E k α＝m αm U.⑩ 由⑦⑩式得E k α＝m U m U ＋m α[(m Pu －m U －m α)c 2－E γ]． 代入题给数据得E k α≈5.034 MeV .答案：(1)239 94Pu →235 92U *＋42He 235 92U *→235 92U ＋γ(或239 94Pu →235 92U ＋42He ＋γ) (2)5.034 MeV17．(14分)(2014·海南卷)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．解析：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：q v B ＝m v 2R.① 设衰变后新核的速度大小为v 1，衰变前后动量守恒，有：0＝M v 1－m v .②设衰变前原子核质量为M 0，衰变前后能量守恒，有：M 0c 2＝Mc 2＋12M v 21＋mc 2＋12m v 2.③ 联立以上三式解得：M 0＝(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋（qBR ）22Mmc 2. 答案：(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋（qBR ）22Mmc 2 18．(14分)如图甲所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为v 0＝7.7×104 m/s 的中子而发生核反应，即63Li ＋10n →31H ＋42He ，若已知42He 的速度v 2＝2.0×104 m/s ，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)31H 的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当42He 旋转3周时，粒子31H 旋转几周？图甲 图乙解析：(1)反应前后动量守恒：m 0v 0＝m 1v 1＋m 2v 2(v 1为氚核速度，m 0、m 1、m 2分别代表中子、氚核、氢核质量)代入数值可解得：v 1＝－1.0×103 m/s ，方向与v 0相反．(2)31H 和42He 在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r 1∶r 2＝m 1v 1Bq 1∶m 2v 2Bq 2＝3∶40. (3)31H 和42He 做匀速圆周运动的周期之比T 1∶T 2＝2πm 1Bq 1∶2πm 2Bq 2＝3∶2， 所以它们的旋转周数之比n 1∶n 2＝T 2∶T 1＝2∶3，即42He 旋转三周，31H 旋转2周．答案：(1)大小为1.0×103 m/s ，方向与v 0相反(2)3∶40 (3)2周。