2013届高三物理一轮复习(人教版)选修3-5综合测试题
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共5套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量()A．始终相同B．只有大小相同C．只有方向相同D．以上说法均不正确解析：选A做平抛运动的物体，只受重力作用，重力是恒力，其在相等时间内的冲量始终相等，根据动量定理，在相等的时间内，物体动量的变化量始终相同。
2．下列情形中，满足动量守恒的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析：选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零，所以选项B正确。
3.如图1所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如将细线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，细线被烧断的瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，小球与圆槽水平方向有共同速度，设为v′，设小球质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确。
4.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图像如图2所示，下列关系正确的是( )图2A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断解析：选B 由v t 图像可知，两球碰撞前a 球运动，b 球静止，碰后a 球反弹，b 球沿a 球原来的运动方向运动，由动量守恒定律得m a v a ＝－m a v a ′＋m b v b ′，解得m a m b ＝v b ′v a ＋v a ′<1，故有m a <m b ，选项B 正确。
高中物理选修3-5综合测试题含答案
高中物理选修3—5综合测试题一、 选择题1．天然放射现象的发现揭示了：（ ）A ．原子不可再分．B ．原子的核式结构．C ．原子核还可再分．D ．原子核由质子和中子组成． 2．下列说法正确的是（ ）A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B ．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C ．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小， 原子势能增大，总能量增大3．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A 中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（ ）A 增大入射光的频率B 增大入射光的强度C 滑片P 向右移动D 滑片P 向左移动 4、质量为m 的物体，在水平面上以加速度a 从静止开始运动，所受阻力是f ，经过时间t ，它的速度为V,在此过程中物体所受合外力的冲量是（ ）A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a5．用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是 （ ） A ．hv 1 C ．h(v 2+v 3) B ．h(v 1+ν2) D ．h(v 1+v 2+v 3)6．如图6—2—4所示，质量为m 的A 小球以水平速度u 与静止的光滑水平面上质量为3m 的 小球B 正碰后，A 球的速率变为原来的一半，则碰后B 球的速度是(以u 方向为正方向)( )A ．B ．u -C ． D7．一个氢原子处于第3能级时，外面射来了一个波长为6.63×10－7m 的光子，下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子B.氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9．如图所示，A 、B 两物体质量之比m A ︰m B ＝3︰2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ）A ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成系统的动量守恒 B ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A 、B 、C 组成系统的动量不守恒 C ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒D ．若A 、B 所受的摩擦力大小不相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒 10．如图8—3—2所示，在光滑水平面上，有一质量为M ＝3 kg 的薄板和质量为m ＝1 kg 的物都以v ＝4 m ／s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2．4 m ／s 时，物块的运动情况是( ) A.做加速运动 B ．做减速运动C ．做匀速运动D ．以上运动都可能 二、填空题11．如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。
人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套.doc
最新人教版高中物理选修3-5综合测试题及答案2套模块检测（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40分）1. 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a 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. 下列应用屮把放射性同位素作为示踪原子的是（）A. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C. 利用射线探伤法检查金属屮的砂眼和裂纹D. 给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131,诊断甲状腺的器质性和功能性疾病答案ABD解析 利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用Y 射线贯穿能力强的特点，因此C 选项不属于示踪原子的应用，A 、B 、D 都是作为示踪原子，故A 、B 、D 正确.D.MWi r-K 射的光经：梭傥 分光后•呈现线状光说 C.轰击金侑的a 粒产中竹少数运动方向发生较大何转 B.俳板诫萦外线射対 右电子逸出，但被町见 比照射时没右电子逸出A. X 射线被石星敷射后部分披长増大3.关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（）A.利用a粒子散射实验可以估算原子核的半径B.利用a粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C.原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D.处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大答案AD解析核外电子对粒子几乎没有什么阻挡作用，故无法估算核外电子的运动半径，选项B 错误；玻尔的氢原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，选项C错误.4.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乂把这部分能量以电磁波的形式释放岀来，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.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13.6 eV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答案D解析氢原子只吸收能量等于能级差的光子.5.图1红宝石激光器的工作物质红宝石含有洛离子的三氧化二铝晶体，利用其中的珞离子产生激光.珞离子的能级图如图1所示，&是基态，场是亚稳态，艮是激发态，若以脉冲気灯发出的波长为21的绿光照射晶体，处于基态的钻离子受到激发而跃迁到然后自发地跃迁到Q，释放波长为局的光子，处于亚稳态Q的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为（）答案A解析 由题意知E 3—E ]=hY®E 3-E 2=h~^®E2-E\=叱③由①②③式解得Q 令分故A 选项正确.5. 下列说法正确的是（）A. 相同频率的光照射到不同的金属上，逸出功越大，出射的光电子最大初动能越小B. 社核常Th,衰变成镁核彳孟Pa,放出一个中子，并伴随着放出Y 光子C. 根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小D. 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定答案AD解析 牡核衰变的核反应方程式为常Th —常pa+.c,选项B 错误；氢原子辐射出一个光 子后能量减小，核外电子轨道半径减小，由°=密，核外电子运动的加速度增大，选项C 错误；故只有选项A 、D 正确.6. （2014-江西吉安高二期末）2011年，日本发生9级地震，福岛笫一核电站严重受损，大量 放射性艳咯Cs 和碘咯1进入大气和海水，造成对空气和海水的放射性污染.下列说法正确的 是（）A. 核反应堆中的核废料不再具有放射性，对环境不会造成影响C.放射性碘咯I 发生B 衰变的核反应方程为咯I —哦Xe+一匕D?盘U 裂变形式有多种，每种裂变产物不同，质量亏损不同，但释放的核能相同 答案c 7 535久］*2 •久 2_2| B. 久I 人2 久1_久D. 久2_久1I /I 2 B.铀核裂变的一种可能核反应是囁UCs+芻 Rb + 2$n如图2所示，有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）.一位同学 想用一个卷尺粗略测定它的质量.他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻 从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离"，然后用卷尺测出 船长厶.已知他的自身质量为加，渔船的质量为（m （L +d ）tn （厶—d ） A. ------ ; ----- B.--------- ; ----- 答案B解析 设该同学在/时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间內的平均 动量大小相等，即〃?节=,诺，又s 人=L —d, 得 .9.图3如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为加和〃?的力、3两滑块，它们中间夹着一根 处于压缩状态的轻质弹簧（弹簧与A. B 不拴连），由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当 剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是（）A. 两滑块的动能之比£剧:E^=\ : 2B. 两滑块的动量大小之比刃：PB =2 : 1C. 两滑块的速度大小Z 比血：5=2 : 1D. 弹簧对两滑块做功之比W A : W B =\ : 1答案A解析 根据动量守恒定律知，两滑块脱离弹簧后动量大小相等，B 项错误；m A v A =m Ii v lif 故 V A : O B = M B : 1 ： 2, C 项错误；由 得 EkJ : EkB=~^=^, A 项正确；由 W= △mL V D. m (L+d) L 图2Ek知W A : W B=E kA : E kB=\ : 2, D 项错误.10.静止的氯核囁Rn放;12粒子后变为针核噹Po, a粒子动能为从.若衰变放出的能量全部变为反冲核和a粒子的动能.真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为（）4 E GA•丽•庄B. 0小222 Ea"218 EaC•丽* °方答案C解析由于动量守恒，反冲核和a粒子的动量大小相等，由垛=朽8需，它们的动能之比为4 ：218,因此衰变释放的总能量是緊•民，由质能方程得质量亏损是緊•号.二、填空题（共3小题，共18分）11.（6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、查徳威克等科学家在原子结构或原子核的研究方血做出了卓越的贡献.请选择其屮的两位，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，图4为三种射线在同一磁场屮的运动轨迹，请从三种射线屮任选一种，写出它的名称和一•种用途.图4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Y射线，利用Y射线的贯穿本领，工业用来探伤解析（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a射线；利用a射线的电离作用消除有害静电.或：2为Y射线；利用Y射线很强的贯穿本领，工业用来探伤.或：3为B射线；利用B射线自动控制铝板厚度.12.(6分)如图5所示，这是工业生产屮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、电磁继电器等儿部分组成.⑵光控继电器的原理是：当光照射光电管时(1)示意图中，。
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高中物理学习材料桑水制作综合检测(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40分)1．下列说法正确的是( )A．冲量是物体动量变化的原因B．冲量的方向与动量的方向一致C．物体受力越大，其动量变化越大D．冲量越大，动量也越大2．关于原子和原子核，下列说法正确的是( )A．1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核：147N＋42He→178O＋11H，发现中子B．1932年查德威克用α粒子轰击铍核：94Be＋42He→126C＋10n，发现质子C．1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核：2713Al＋42He→3015P＋10n，用人工方法得到放射性同位素D．1905年爱因斯坦发现质能方程：E＝mc2，解释了光电效应现象3．在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子：235 92U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋3X13015P→3014Si＋X223892U→23490Th＋X3234 90Th→23491Pa＋X4以下判断中错误的是( )A．X1是中子B．X2是中子C．X3是α粒子D．X4是电子4．用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)，光速c ＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)( )A．5.5×1014Hz B．7.9×1014HzC．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz图15．如图1所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开 始时B 静止，A 具有4 kg ·m /s 的动量(令向右为正)，刚开始绳松弛．在绳拉紧(可能拉断)的过程中，A 、B 动量的变化可能为( ) A ．Δp A ＝4 kg ·m /s ，Δp B ＝－4 kg ·m /s B ．Δp A ＝2 kg ·m /s ，Δp B ＝－2 kg ·m /s C ．Δp A ＝－2 kg ·m /s ，Δp B ＝2 kg ·m /s D ．Δp A ＝Δp B ＝2 kg ·m /s6．关于光电效应，下列说法正确的是( ) A ．极限频率越大的金属材料逸出功越大B ．只要光照射的时间足够长，任何金属都产生光电效应C ．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D ．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 7．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”的核反应方程是21H ＋31H →42He ＋10nB ．“人造太阳”的核反应方程是23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋310nC ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE ＝Δmc 2D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是E ＝12mc 28．质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的动量是7 kg ·m /s ，B 球的动量是5 kg ·m /s ，当A 球追上B 球发生碰撞，则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是( )A ．p A ＝6 kg ·m /s ，pB ＝6 kg ·m /s B ．p A ＝3 kg ·m /s ，p B ＝9 kg ·m /sC ．p A ＝－2 kg ·m /s ，p B ＝14 kg ·m /sD ．p A ＝－4 kg ·m /s ，p B ＝17 kg ·m /s9．一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni )和铜 两种金属作为长效电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜 片做电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是( )A ．镍63的衰变方程是6328Ni → 01e -＋6327CoB ．镍63的衰变方程是6328Ni → 01e -＋6329CuC ．外接负载时镍63的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从镍到铜片10．一物体竖直向上抛出，从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t ，上升的最大高 度是H ，所受空气阻力大小恒为F ，则在时间t 内( )A．物体动量的增量大于抛出时的动量大小B．在上升过程中和下降过程中空气阻力对物体的冲量大小相等，方向相反C．物体所受重力的冲量为零D．物体机械能的减少量等于FH题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 号答案二、非选择题(本题共5小题，共60分)11．(12分)(1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是______________．(2)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.4 eV和－1.51 eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．12．(12分)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.这个士兵用自动枪在2 s内沿水平方向射出10发子弹，每颗子弹质量为10 g，子弹离开枪口时相对地面的速度都是800 m/s.射击前皮划艇是静止的．(1)射击后皮划艇的速度约是多大？(2)士兵射击时枪所受到的平均反冲作用力有多大？13．(12分)已知锌板的极限波长λ0＝372 nm，氢原子的基态能量为－13.6 eV.若氢原子的核外电子从量子数n＝2跃迁到n＝1时所发出的光子照射到该锌板上，此时能否产生光电效应？若能，光电子的最大初动能是多少电子伏？(真空中光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子电荷量e＝1.6×10－19C)图214．(12分)一辆小车在光滑的水平面上以v＝1 m/s的速度向右运动，小车的质量为M ＝100 kg，如图2所示，一质量为m＝50 kg的人从小车的右端迎面跳上小车，接触小车前的瞬间，人的水平速度大小为v1＝5.6 m/s，求：(1)人跳上小车后，人和小车共同速度的大小和方向；(2)人跳上小车的过程中，人对小车的冲量．图315．(12分)光滑水平面上有一质量为M 的滑块，滑块的左侧是一光滑的14圆弧，圆弧半径为R ＝1 m ．一质量为m 的小球以速度v 0向右运动冲上滑块．已知M ＝4m.g 取10 m /s 2，若小球刚好没跃出14圆弧的上端，求：(1)小球的初速度v 0； (2)滑块获得的最大速度．综合检测1．A [由Ft ＝p ′－p 可得，A 正确．冲量的方向应与Δp 的方向一致，故B 错．由Ft＝Δp ，得F ＝Δpt，则物体受力越大，动量变化率越大，但动量变化不一定越大，故C 错．冲量越大，动量的变化量越大，故D 错．]2．C [考查核物理学史．A 项为卢瑟福发现质子的方程；B 项为查德威克发现中子的方程；D 项为爱因斯坦质能方程，用于计算核反应能量．]3．B [原子核反应前后，原子核的质量数守恒、核电荷数守恒，这是判断原子核反应方程正确与否的基本原则．同时还必须注意，对一些常见粒子的符号，例如氢核、中子、氦核、电子等必须熟记．根据核反应规律知X 2是正电子．]4．B [由光电效应方程得：E k ＝h c λ－W 0.又因为逸出功W 0＝h νc ，所以νc ＝7.9×1014Hz.] 5．C6．A [金属材料的逸出功与极限频率具有正比关系，即W ＝h νc ，故A 正确；只有照射光的频率大于极限频率才能发生光电效应，故B 错误；金属的逸出功由金属本身决定，与光电子的最大初动能无关，故C 错误；入射光的光强一定时，频率越高，光子数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故D 错误．]7．AC [人造太阳是全超导核聚变实验装置，核反应是核聚变而不是裂变，故A 正确，B错误．轻核聚变释放的核能由质能方程ΔE ＝Δmc 2计算，故C 正确，D 错误．]8．A9．BC [Ni 发生的是β衰变，根据质量数和电荷数守恒得，镍63的衰变方程是6328Ni → 01e -＋6329Cu ，故B 正确，A 错误．Ni 衰变时释放电子给铜片，故电流方向从Cu →Ni ，在电源内部电流从负极到正极，因此Cu 是负极，Ni 是正极，故C 正确，D 错误．]10．A [物体在上升过程中空气阻力对物体的冲量小于下降过程中空气阻力对物体的冲量，物体机械能的减少量等于2FH ，物体所受重力的冲量等于mgt ，物体动量的增量等于抛出时的动量大小与落回抛出点时动量大小之和，故选A.]11．(1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功) (2)见解析 解析 (1)见答案(2)氢原子放出的光子能量E ＝E 3－E 2，代入数据得E ＝1.89 eV 金属钠的逸出功W 0＝h νc ，代入数据得W 0＝2.3 eV 因为E <W 0，所以不能发生光电效应． 12．(1)0.67 m/s (2)40 N解析 (1)由动量守恒定律，得10mv 1＝(M －10m )v 2，则v 2＝10mv 1M －10m ≈10mv 1M＝10×0.01 kg ×800 m/s120 kg≈0.67 m/s.(2)设士兵射击时枪所受到的平均反冲作用力为F .由动量定理得Ft ＝(M －10m )v 2，得F ＝(M －10m )t v 2≈Mv 2t＝40 N.13．能 1.10×10－18J解析 氢原子跃迁发出光子的能量为E ＝E 2－E 1＝E 122－E 1＝10.2 eV ＝1.63×10－18 J锌板的逸出功为W 0＝h c λ0＝6.63×10－34×3×108372×10－9J ＝5.3×10－19J因E >W 0，所以能发生光电效应． 由光电效应方程E k ＝E －W 0代入数据得：E k ＝1.10×10－18J14．(1)1.2 m/s 向左 (2)220 N ·s 向左解析 (1)人和小车组成的系统水平方向不受外力，故水平方向系统动量守恒，取向右方向为正，由动量守恒定律得：Mv －mv 1＝(M ＋m )v 共所以v 共＝Mv －mv 1M ＋m ＝100×1－50×5.6100＋50m/s ＝－1.2 m/s ，则共同速度大小为1.2 m/s ，方向向左(2)由动量定理得，人对小车的冲量I ＝Mv 共－Mv ＝100×(－1.2－1) N ·s ＝－220 N ·s ，人对小车的冲量大小为220 N ·s ，方向向左15．(1)5 m/s (2)2 m/s解析 (1)当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v 1，根据水平方向动量守恒有：mv 0＝(m ＋M )v 1①因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律有：1 2mv20＝12(m＋M)v21＋mgR②联立①②式解得v0＝5 m/s③(2)小球到达最高点以后又滑回，滑块做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大．研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守恒和能量守恒有：mv0＝mv2＋Mv3④1 2mv20＝12mv22＋12Mv23⑤联立③④⑤式解得v3＝2 m/s⑥。
人教版高中物理选修3-5综合测试卷A
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）物理选修3-5综合测试卷A （含答案）(时间90分钟，满分100分)一、计算题(本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分．)1．卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是 ( ) A ．解释α 粒子散射现象B ．用α 粒子散射的实验数据估算原子核的大小C ．结合经典电磁理论，解释原子的稳定性D ．结合经典电磁理论，解释氢原子光谱2．一列现象中，与原子核内部变化有关是 ( ) A ．α粒子散射 B ．光电效应 C ．天然放射现象 D ．原子发光现象3．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有 ( ) A ．它彻底否定了经典的电磁理论 B ．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C ．它完全抛弃了经典的电磁理论 D ．它引入了普朗克的量子观念4．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n = 2能级上的电子跃迁到n = 1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n = 4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为 ，式中n =l ，2，3，…2n AEn -=表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是 ( )A ．B ．C ．D ． 5．下列说法正确的是 ( ) A ．当氢原子从n = 2的状态跃迁到n = 6的状态时，发射出光子B ．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需要的时间C ．同一元素的两种同位素具有相同的质子数D ．中子与质子结合成氘核时要吸收能量6．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 7．下面列出的是一些核反应方程 ( )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8．如图15 - 1所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A 单色光照 射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B 单色光照 射时不发生光电效应，那么 ( ) A ．A 光的频率大于B 光的频率 B ．B 光的频率大于A 光的频率C ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向bD ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a9．处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λl 、λ2、λ3的三种单色光，且λl ＞λ2＞λ3，则照射光的波长为 ( ) A ．λ3 B ．λl +λ2+λ3 C ． D ． 10．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成．u 夸克带电量为 e ，d 夸克带电量为 e ，e 为基元电荷．下列论断可能正确的是 ( ) A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成A163A 167A 1611A 1613XS P +→i 30143015YB H Be +→+1052194ZLi He He +→+7342423232λλλλ+2121λλλλ+3231-B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成答 题 卡题号 l2345678910答案二、填空题(本题有6小题．每小题5分。
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。
人教版高中物理选修3-5模块综合检测及答案解析
选修3-5综合检测B(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题，每题4分，共48分)1．光电效应实验中，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C ．遏止电压与入射光的频率无关D ．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li →2y ，y ＋14 7N →x ＋17 8O ，y ＋94Be →z ＋12 6C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有( )A ．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B ．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C ．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D ．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统4．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( )A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.Mm M －m E 05．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Po →X ＋42He ＋γ，则下列说法中错误的是( )A ．X 原子核含有124个中子B ．X 原子核含有206个核子C ．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D ．100 g 的210 84Po 经276天，已衰变的质量为75 g6．图1中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A．这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV8．如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A、B不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是()图3A．两滑块的动能之比E k A∶E k B＝1∶2B．两滑块的动量大小之比p A∶p B＝2∶1C．两滑块的速度大小之比v A∶v B＝2∶1D．弹簧对两滑块做功之比W A∶W B＝1∶19．关于天然放射性，下列说法正确的是()A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强10．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量．核反应方程分别为：X＋Y→42 He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应11．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致12．我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图4所示．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()图4A．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂变时释放出快中子，周围的23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成23994Pu.已知1个23992U核的质量为m1，1个23994Pu核的质量为m2，1个电子的质量为m e，真空中光速为c.(1)23992U的衰变方程是___________________________________________________；(2)23992U衰变释放的能量为_______________________________________________．14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度大小为2 m/s，另一个速度大小为4 m/s，然后他们就扭在了一起．图5(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.三、计算题(本题共4个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字．图616．(8分)一个铍核(94Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g物质反应过程中，其质量亏损是多少？17．(10分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7所示，运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行，最后停于C点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度为g.图7(1)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C点的冰壶能停于O′点，求A 点与B 点之间的距离．18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的14圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图8所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 02，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处．已知物块P 与木板AB 间的动摩擦因数为μ.求：图8(1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ；(2)木板的长度L ；(3)滑块CD 圆弧的半径．选修3-5综合检测B 答案解析1．光电效应实验中，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C ．遏止电压与入射光的频率无关D ．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析 由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eU 0＝E k ＝hν－W (其中U 0为遏止电压，E k 为光电子的最大初动能，W 为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A 、B 、C 错误，D 正确．2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li →2y ，y ＋14 7N →x ＋17 8O ，y ＋94Be →z ＋12 6C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C 解析 由于核反应前后电荷数守恒，则x ＋3＝2y ，①y ＋7＝x ＋8，②y ＋4＝z ＋6.③由①②③联立解得：x ＝1，y ＝2，z ＝0，故z 为中子，选项C 正确．3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有( )A ．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B ．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C ．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D ．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统 答案 A解析 判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定，B 选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C 选项末动量为零而初动量不为零．D 选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( )A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.Mm M －m E 0答案 C解析 由动量守恒定律(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m 由以上各式可得E k ＝m M －mE 0，C 正确． 5．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Po →X ＋42He ＋γ，则下列说法中错误的是( )A ．X 原子核含有124个中子B．X原子核含有206个核子C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D．100 g的21084Po经276天，已衰变的质量为75 g答案 C解析X原子核中的核子数为210－4＝206个，B项正确．中子数为206－(84－2)＝124个，A项正确．γ射线是核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出产生的，C项错．经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D 项正确．6．图1中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹答案 D解析γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d 粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确．7．如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A．这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV答案 D解析 这群氢原子能发生C 24＝6种频率不同的光子，其中从n ＝4跃迁到n ＝3所发出的光波的频率最小，波长最长，从n ＝4跃迁到n ＝1所发出的光的频率最高，故A 、B 错；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即ΔE ＝E 4－E 1＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV ，由光电效应方程知E k ＝ΔE －W ＝10.85 eV ，C 错，D 对．8．如图3所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m 和m 的A 、B 两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A 、B 不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是( )图3A ．两滑块的动能之比E k A ∶E kB ＝1∶2B ．两滑块的动量大小之比p A ∶p B ＝2∶1C ．两滑块的速度大小之比v A ∶v B ＝2∶1D ．弹簧对两滑块做功之比W A ∶W B ＝1∶1答案 A解析 根据动量守恒定律知，两滑块脱离弹簧后动量大小相等，B 项错误；m A v A ＝m B v B ，故v A ∶v B ＝m B ∶m A ＝1∶2，C 项错误；由E k ＝p 22m 得E k A ∶E k B ＝m B m A ＝12，A 项正确；由W ＝ΔE k 知W A ∶W B ＝E k A ∶E k B ＝1∶2，D 项错误．9．关于天然放射性，下列说法正确的是( )A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强答案 BCD解析 自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确．10．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量．核反应方程分别为：X＋Y→42 He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD11．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案ABD解析质子p即11H，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B项正确；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以C项错误；设质子的质量为m，则2814Si*的质量为28m，由动量守恒定律有m v0＝28m v，得v＝v028＝1.0×10728m/s≈3.6×105 m/s，方向与质子初速度的方向相同，故D项正确．12．我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图4所示．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()图4A．甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功答案AB解析在甲、乙相互作用的过程中，系统的动量守恒，即甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反，甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反，选项A、B正确．由E k＝p 22m和W＝ΔE k可知，选项C、D均错误．二、填空题(本题共2个小题，共12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是23994Pu，裂变时释放出快中子，周围的23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成23994Pu.已知1个23992U核的质量为m1，1个23994Pu核的质量为m2，1个电子的质量为m e，真空中光速为c.(1)23992U的衰变方程是___________________________________________________；(2)23992U衰变释放的能量为_______________________________________________．答案(1)23992U→23994Pu＋2 0－1e(2)(m1－m2－2m e)c2解析(1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：23992U→23994Pu ＋2 0－1e；(2)一次衰变过程中的质量亏损为：Δm＝m1－m2－2m e根据质能方程有：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－2m e)c2.14．(6分)如图5甲所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度大小为2 m/s，另一个速度大小为4 m/s，然后他们就扭在了一起．图5(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．(2)在图乙中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.答案(1)0.1 m/s(2)见解析图能解析(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1－M2v2－M2v3＝(M1＋2M2)v代入数据解得，v≈0.1 m/s(2)因v>0，故碰后总动量p的方向与p A方向相同，碰撞后的状态及动量如图所示，即他们都过了底线，该前锋能得分．三、计算题(本题共4个小题，共40分)15．(8分)氢原子的能级图如图6所示．原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留两位有效数字．图6答案 2.9×1015 Hz0.66 eV解析E3－E1＝hν解得ν≈2.9×1015 Hzn＝4向n＝1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子的最大初动能最大，根据爱因斯坦光电方程E k＝(E4－E1)－(E3－E1)得E k＝0.66 eV.16．(8分)一个铍核(94Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g物质反应过程中，其质量亏损是多少？答案 (1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n(2)5.4×1012 J(3)6.0×10－5 kg 解析 (1)94Be ＋42He →12 6C ＋10n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝μBe ＋μα＝(9＋4) g /mol ＝13 g/mol ，铍核和氦核各含的摩尔数n ＝M μ＝13013mol ＝10 mol ， 所以放出的能量ΔE ＝n ·N A ·E 放＝10×6.02×1023×5.6 MeV ≈3.371×1025 MeV ≈5.4×1012 J(3)质量亏损Δm ＝ΔE c 2＝5.4×1012(3.0×108)2kg ＝6.0×10－5 kg.17．(10分)冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图7所示，运动员将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OO ′推到A 点放手，此后冰壶沿AO ′滑行，最后停于C 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m ，AC ＝L ，CO ′＝r ，重力加速度为g .图7(1)求冰壶从O 点到A 点的运动过程中受到的冲量大小．(2)若将BO ′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C 点的冰壶能停于O ′点，求A 点与B 点之间的距离．答案 (1)m 2μgL (2)L －4r解析 (1)由－μmgL ＝0－12m v A 2，得v A ＝2μgL . 由I ＝m v A ，将v A 代入得I ＝m 2μgL .(2)设A 点与B 点之间的距离为s ，由－μmgs －0.8μmg (L ＋r －s )＝0－12m v A 2，将v A 代入得s ＝L －4r .18．(14分)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，滑块CD 上表面是光滑的14圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图8所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 02，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处．已知物块P 与木板AB 间的动摩擦因数为μ.求：图8(1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ；(2)木板的长度L ；(3)滑块CD 圆弧的半径．答案 (1)v 04，方向向左 (2)5v 2016μg (3)v 2064g解析 (1)由点A 到点B 时，取向左为正方向，由动量定恒定律得 m v 0＝m v B ＋2m ·v AB又v B ＝v 02，解得v AB ＝v 04，方向向左 (2)由点A 到点B 时，根据能量守恒定律得12m v 02－12×2m (v 04)2－12m (v 02)2＝μmgL 解得L ＝5v 2016μg(3)由点D 到点C ，滑块CD 与物块P 组成的系统在水平方向上动量守恒 m ·v 02＋m ·v 04＝2m v 共 滑块与CD 组成的系统机械能守恒mgR ＝12m (v 02)2＋12m (v 04)2－12×2m v 共2 联立解得滑块CD 圆弧的半径为R ＝v 2064g.。
高中物理选修3-5综合测试题及答案
高中物理选修3-5综合测试题及答案1.原子核式结构理论认为，原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里；带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转。
2.符合物理学史的叙述有：XXX通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在；XXX通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的；XXX根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式。
3.根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，电子绕核旋转的半径增大。
4.原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要发出波长为λ1-λ2的光子。
5.照射氢原子的单色光的光子能量为 12.09eV。
6.氢原子的发射光谱不是连续光谱，而是只发出特定频率的光，说明氢原子能级是分立的，光谱的频率与氢原子能级的能量差有关。
7.正确的说法是，先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右。
8.水平推力F1和F2合成的力的大小为√(F1²+F2²)。
1.分别作用于水平面上的同一物体，分别作用一段时间后撤去，使物体都从静止开始运动到最后停下。
如果物体在两种情况下的总位移相等，且F1＞F2，则F2的冲量大。
2.在任何相等的时间内，物体动量变化相等的是匀速圆周运动。
3.在光滑水平面上有一质量为m的物体，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下运动，物体动量的变化量等于Ftcosθ。
4.质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。
其中，弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接，弹簧与挡板P的质量均不计；滑块M以初速度V向右运动，它与挡板P碰撞（不粘连）后开始压缩弹簧，最后，滑块N以速度V向右运动。
在此过程中，M的速度为V/2时，弹簧的长度最长。
5.一质量为m=2kg的可以看作质点的物体，受到一个变力的作用，从静止开始做变加速直线运动，其加速度随时间的变化关系如图，则该物体4.0s末的动量大小为40kg.m/s。
6.关于原子核的衰变，下列说法中正确的是用任何方法都不能改变原子核的半衰期。
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2013届高三物理一轮复习（人教版）选修3－5综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，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：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[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．(2012·上海模拟)用α粒子轰击铝核(2713Al)，在变为磷核(3015P)的同时释放一个x粒子，磷核(3015P)具有放射性，它在衰变为硅核(3014Si)的同时释放一个y粒子，则x粒子和y粒子分别是() A．质子和电子 B．质子和正电子C．中子和电子D．中子和正电子[答案] D[解析]由核反应的质量数和电荷数守恒得42He＋2713Al→3015P＋10n，x粒子为中子；3015P→3014Si＋01e，y是正电子，D正确．3．(2012·乌鲁木齐模拟)下列说法正确的是()A.15 7N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程B.42He＋2713Al→3015P＋10n是β衰变方程C.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程D.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程[答案] C[解析]放射性元素的原子核发出α粒子，称之为α衰变，A选项错误；β衰变为10n→11H＋ 0－1e，B选项错误；铀的裂变反应方程为：23892U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，D选项错误；C选项正确．4．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动[答案] B[解析]因系统所受合外力为零，根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动．故B正确．5．(2012·太原模拟)下列说法正确的是()A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应B．大量的氢原子从n＝3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光C．一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．发生光电效应时，入射光的光强一定，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少[答案]AD[解析]太阳辐射的能量主要是氢核的聚变，所以A正确；大量氢原子从n＝3的能级向低能级跃迁时，能发出3种不同频率的光，所以B不正确；一束单色光照射到金属表面不能发生光电效应，则说明这种光的频率太低，波长太长．所以C不正确；发生光电效应时，当入射光的光强一定时，频率越高，光子数越少，则单位时间内逸出的光电子就少，所以答案D正确．6．如图1所示是研究光电效应的电路．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示．则下列说法正确的是()A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能B．甲光对乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔D．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等[答案]AB[解析]当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大(大于极限频率)，就会从K极发射出光电子．当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零．此时E km＝eU C，式中E km表示光电子的最大初动能，e为电子的电荷量，U C为遏止电压．所以丙光的最大初动能较大，A正确．对于甲、乙两束频率相同的光来说，入射光强越大，单位时间内照射到单位面积的光子数越多，所以单位时间内发射的光子数越多．因此甲光比乙光强．所以B正确．由于丙光产生的光电子的最大初动能较大，结合光电效应方程E k＝hν－W0可知，丙光的频率较大．而对甲、丙两束不同频率的光来说，光强相同是单位时间内照射到单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到单位面积上的光子数就较少，所以单位时间内发射的光电子数就较少．因此D错误．由于光的吸收和辐射是一份一份的，只要光的频率足够大，发射光电子几乎是瞬时的(10－9s)，发射时间与光的频率无关．因此C错误．7．(2012·深圳模拟)已知金属钾的逸出功为 2.22eV.氢原子的能级如图所示，一群处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有( )A ．一种B ．两种C ．三种D ．四种[答案] B[解析] 由题意知，处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光子种类是n (n －1)2＝3，即3到2(光波的能量为1.89eV)，3到1(光波能量为12.09eV)和2到1(光波能量为10.2eV)，金属钾的逸出功为2.22eV ，故能从金属钾表面打出光子的光波只有两种，B 选项正确．8．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d ，然后用卷尺测出船长L .已知他的自身质量为m ，渔船的质量为( )A.m (L ＋d )dB.m (L －d )dC.mL dD.m (L ＋d )L[答案] B[解析]如图所示，设该同学在t 时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即m s 人t ＝M d t ，又s 人＝L －d ，得M ＝m (L －d )d.9．(2012·天津十二区县模拟)一个X 核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y ，由于质量亏损放出的能量为ΔE ，核反应方程是X ＋31H ―→42He ＋Y ；Y 可以通过释放一个电子而转化为质子．下列说法正确的是( )A ．X 是氢的同位素B.235 92U 可以俘获Y 发生裂变反应C ．核反应X ＋31H ―→42He ＋Y 中亏损的质量为ΔE c 2D ．X ＋31H →42He ＋Y 是原子核的人工转变方程[答案] ABC[解析] 由于Y 释放一个电子转化为质子，可以判定Y 是中子，根据X 核与氚核的反应可判断X 是氘核，故A 正确；用中子轰击铀235可发生裂变反应，故B正确；由质能方程ΔE＝mc2得m＝ΔE/c2，故C正确；X核与氚核的反应在太阳内部可以发生，故D错误．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[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，M v－m v＝M v1＋m v2，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．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)(2012·信息卷)氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，32He核质量为3.0150u.若质量亏损1u 释放的核能为＝931.5MeV ，则两个氘核聚变成32He 核的核反应方程为____________________；上述反应中释放的核能为__________________．[答案] (1)221H →32He ＋10n 3.26MeV[解析] 由质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为221H →32He ＋10n ；在核反应中质量亏损为Δm ＝2×2.0136u －1.0087u －3.0150u ＝0.0035u ，所以释放的核能为0.0035×931.5MeV ＝3.26MeV .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 ＝________.[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p A p B＝M A ·OM M B ·ON ＝32×18.3055.14＝12 13．(6分)(2012·信息卷)某种紫外线波长为300nm ，该紫外线光子的能量为________J ．金属镁的逸出功为5.9×10－19J ，则让该紫外线照射金属镁时逸出光电子的最大初动能为________J(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)．[答案] 6.63×10－19 7.3×10－20[解析] 该紫外线光子的能量为E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－19J据光电效应方程E km ＝hν－W 0，让该紫外线照射金属镁时逸出光电子的最大初动能为E km ＝7.3×10－20J.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)(2012·信息卷)爱因斯坦提出对光电效应的解释时，实验测量尚不精确，加上这种观点与以往的观点大相径庭，因此并未立即得到承认．后来美国物理学家密立根开始用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据．密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压U c .与入射光频率ν，由此计算普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性．如图所示是根据某次实验作出的U c －ν图象，电子的电荷量为1.6×10－19C.试根据图象求：(1)这种金属的截止频率νc ；(2)普朗克常量h .[答案](1)4.27×1014Hz(2)6.30×10－34J· s[解析](1)由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋E k得hν＝hνc＋eU c变形得U c＝he(ν－νc)由题图可知，U c＝0对应的频率即为截止频率νc，得νc＝4.27×1014Hz(2)题图中图线的斜率he＝ΔU cΔν＝3.93×10－15V·s代入电子电量计算得h＝6.30×10－34J·s15．(10分)在光滑的水平地面上静止着一质量M＝0.4kg的薄木板，一个质量m＝0.2kg的木块(可视为质点)以v0＝4m/s的速度，从木板左端滑上，一段时间后，又从木板上滑下(不计木块滑下时的机械能损失)，两物体仍沿直线继续向前运动，从木块与木板刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0s，两物体之间的距离增加了s＝3m，已知木块与木板的动摩擦因数μ＝0.4，求薄木板的长度．[答案] 1.25m[解析]设木块与木板分离后速度分别为v1、v2，由动量守恒定律得m v0＝m v1＋M v2v 1－v 2＝s t解得v 1＝2m/s ，v 2＝1m/s由功能关系得μmgd ＝12m v 20－12m v 21－12M v 22 代入数据解得d ＝1.25m16．(11分)(2012·信息卷)用动能为E k1的中子轰击静止的锂核(63Li) ，发生核反应，产生动能为E k2的氚核和一个α粒子，并放出能量为E 的光子，已知氚和α粒子的运动方向相同，则(1)写出核反应方程式；(2)α粒子具有的动能；(3)求上述反应中的质量亏损．[答案] (1)63Li ＋10n →31H ＋42He (2)(E k1－3E k2)24(3)E ＋E k2－E k1c 2＋(E k1－3E k2)24c 2[解析] (1)63Li ＋10n →31H ＋42He(2)碰撞过程遵循动量守恒，则 m n v n ＝m T v T ＋m αv α 即2m n E k1＝2m T E k2＋2m αE kα解得E kα＝(E k1－3E k2)24(3)亏损的质量为Δm ＝ΔE c 2＝E ＋E k2＋E kα－E k1c 2＝E ＋E k2＋E k1c 2＋(E k1－3E k2)24c 217．(11分)(2012·信息卷)倾角为θ的斜面固定在地面上，质量为M ＝2.5m 的物体A 静止在斜面上，质量为m 的物体B 以某一速度向A 运动，已知刚与A 接触时，B 的速度为v 0，两者碰撞后迅速分开，设碰撞时间为t 且极短(AB 只能碰撞一次)．碰撞后A 获得的速度为v 03，试求： (1)第一次碰后瞬间B 的速度；(2)两物体第一次碰撞过程中的平均相互作用力的大小．[答案] (1)v 06 (2)5m v 06t[解析] (1)由题知，两物体碰撞时间极短，故内力远大于外力，故A 、B 组成的系统满足动量守恒定律．设碰后瞬间B 的速度为v ，取沿斜面向下为正方向，则有m v 0＝M v 03＋m v 解得v ＝v 06(2)以B 为研究对象，设A 对B 的平均作用力F ，则 由动量定理可得－Ft ＝m v －m v 0解得F ＝5m v 06t故A 、B 间的平均相互作用力大小为5m v 06t.。