物理成才之路选修3——5 本册综合能力测试题B
【成才之路】高中物理 综合能力检测 新人教版选修3-3
本册综合能力检测本卷分第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．假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N A取6×1023mol－1)() A．10年B．1千年C．10万年D．1千万年答案：C解析：1克水的水分子数是6.0×102318个，60亿人一年数的个数是60×108×5000×24×365个，所以完成任务所需时间最接近C选项．2．已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10－3kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为() A．4×1016m3B．4×1018m3C．4×1020m3D．4×1022m3答案：B解析：由mg＝p0s可得m＝p0s g所以地球表面大气在标准状况下的体积为V＝mM×22.4×10－3＝p0sgM×22.4×10－3＝1.0×105×4×3.14×(6.4×106)210×29×10－3×22.4×10－3≈4×1018(m3)故正确答案应为B.3．(2010·江苏盐城中学高二检测)下列说法中正确的是()A．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与摄氏温度t成正比B．液体的表面张力是由于液体表面层分子间表现为相互吸引所致C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强不变D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性答案：BD4．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小()A．从外界吸热 B．内能增大C．向外界放热 D．内能减小答案：C解析：金属筒缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而内能不变．5．如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下列哪几个图象表示()答案：AC解析：由题意知，从状态①到状态②，温度不变，所以AC正确．6．如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向右移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中()A．外力对乙做功；甲的内能不变B．外力对乙做功；乙的内能不变C．乙传递热量给甲；乙的内能增加D．以上说法全错答案：D解析：因容器及活塞P绝热，在P向远离隔板B移动过程中，外力对乙做负功，使乙内能减小，温度降低，压强变小，因隔板B导热，甲传热给乙，甲乙内能都减小A、B、C 均错，D正确．7．一根粗细不均匀的水平放置的管道如图所示，用横截面积为S1和S2的两个活塞封闭住一定质量的气体，S2＝2S1，在两个活塞上分别施以水平力F1和F2时，整个系统处于平衡状态，则关于气体作用在活塞S1和S2上的压强p1和p2以及水平力F1和F2的大小(不计活塞与管壁间的摩擦)有()A．F1＝F2，p1＝2p2B．F2＝2F1，p1＝p2C．F1≠2F2，p1＝p2D．F1＝F2，p1＝p2答案：B8．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能()A．先增大后减小B．先减小后增大C．单调变化D．保持不变答案：B解析：由图线可知，气体由状态Ⅰ到状态Ⅱ，温度先降低再升高，所以气体内能先减小后增大．9．(2010·南通市高二检测)氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，不考虑氧气分子之间的相互作用，则在该漏气过程中瓶内氧气()A．分子总数减少，分子总动能不变B．密度降低，分子平均动能不变C．吸收热量，膨胀做功D．压强降低，不对外做功答案：BC解析：气体等温膨胀过程中，吸收热量对外做功，瓶内气体密度降低，分子平均动能不变，所以BC选项正确．10．如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F >0为斥力，F <0为引力．A 、B 、C 、D 为x 轴上四个特定的位置．现把乙分子从A 处由静止释放，下图中A 、B 、C 、D 四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是( )答案：B解析：速度方向始终不变，A 错误；加速度与力成正比，方向相同，故B 正确；分子势能不可能增大到正值，故C 错误；乙分子动能不可能为负值，故D 错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题5分，共15分．把答案直接填在横线上)11．(2008·济宁模拟)某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如图，但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述，不要画图)，并指出这样画的物理依据．(1)正确的画法应为：________________________.(2)物理学依据：____________________________.(3)试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因______________________________． 答案：(1)正确画法应为：上面的气泡体积比下面的气泡体积要大．(2)物理学依据：由理想气体状态方程得V 2＝p 1T 2p 2T 1V 1. 因为p 1>p 2，T 2>T 1，所以V 2>V 1.(3)由于水面的表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体的表面向下凹，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中．12．(2010·山东潍坊高二期末)一位重mg 的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是________．A ．大于大气压强B ．是由于气体重力而产生的C ．是由于气体分子之间的斥力而产生的D ．是由于大量气体分子的碰撞而产生的(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是________．A ．球内气体体积变大B ．球内气体体积变小C ．球内气体内能变大D ．球内气体内能不变(3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板接触气球一侧表面贴上小方格面积为S 的方格纸．表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的4个“印迹”如图所示，每个“印迹”大约占N 个小方格．若表演时大气压强为p 0，则气球内气体的压强为________．答案：(1)AD (2)BD (3)mg 4NS＋P 0 13．开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求．太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式．太阳能热水器的构造示意图如图所示，下方是像日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管的下方是一块光亮的铝合金反光板，做成凹凸一定的曲面．(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？(2)下图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿________时针方向流动，这是因为____________________．C是辅助加热器，其作用是______________________．请在下图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由．答案：(1)日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内，水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流．(2)顺；集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动；在阴天用电加热的方式使水温升高；在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充．三、论述·计算题(共5小题，45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．(2010·潍坊高二期末)(8分)一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示．开始时，气体的体积为2.0×10－3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙，活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为137℃(大气压强为1.0×105Pa)．(1)求气缸内气体最终的压强和体积；(2)在p－V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向)．答案：(1)2.0×105Pa 1.5×10－3 m3(2)如图所示解析：(1)p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝2.0×10－3m 3， T 1＝273Kp 2＝p 1V 1V 2＝2.0×105Pa ，V 2＝1.0×10－3m 3，T 2＝273K p 3＝2.0×105Pa ，V 3＝？，T 3＝410KV 3＝V 2T 3T 2＝1.0×10－3×410273＝1.5×10－3m 3 (2)如上图所示15．(8分)全自动洗衣机中的水位开关是一个压力开关，它是利用开关内的空气随着水位上升所增加的压力来关闭水阀．在排水时，随着水位的下降，空气室内的压力随之下降，开关回复到初始位置．如图所示，当水被注入洗衣桶后，其中的空气很快被封闭在左侧的小管中，随着水位的上升，被封闭的空气的压强将增大．已知桶内外液面差h 的范围为15～35cm.(1)求被封闭的空气的压强P 的范围．(2)若橡胶膜片的半径r ＝2.5cm ，则压缩空气对橡胶膜片产生的最大压力为多大？ (设水的密度为1.0×103kg/m 3，标准大气压为1.0×105Pa ，g 取10m/s 2)答案：(1)1.015×105Pa ～1.035×105Pa(2)203.1N解析：(1)由压强公式p ＝p 0＋ρgh 得p 1＝p 0＋ρgh 1＝(1.0×105＋1×103×10×15×10－2)Pa ＝1.015×105Pa. p 2＝p 0＋ρgh 2＝(1.0×105＋1×103×10×35×10－2)Pa ＝1.035×105Pa. 所以，被封闭的空气的压强p 的范围是1.015×105～1.035×105Pa.(2)压缩空气对橡胶膜片产生的最大压力为F m ＝p 2S ＝p 2πr 2＝1.035×105×3.14×(2.5×10－2)2N ＝203.1N. 16．(9分)(2008·上海物理)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低会造成耗油上升．已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm ，最低胎压不低于1.6atm ，那么t ＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？(设轮胎容积不变)答案：2.01atm ～2.83atm解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化设在T 0＝293K 充气后的最小胎压为P min 最大胎压为P max .依题意知，当T 1＝233K 时胎压为P 1＝1.6atm.根据查理定律P 1T 1＝P min T 0，即1.6233＝P min 293解得：P min ＝2.01atm当T 2＝363K 时胎压为P 2＝3.5atm.根据查理定律P 2T 2＝P max T 0，即3.5363＝P max 293解得：P max ＝2.83atm点评：本题考查了查理定律的应用，要培养将所学物理知识应用在日常生活中的能力．17．(10分)如图甲所示，高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气，锅盖中间有一排气孔，上面可套上类似砝码的限压阀将排气孔堵住．当加热高压锅(锅内有水)，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔排出锅外．已知某高压锅的排气孔的直径为0.4cm ，大气压强为1.00×105Pa.假设锅内水的沸点与锅内压强的关系如图乙所示，要设计一个锅内最高温度达120℃的高压锅，问需要配一个质量多大的限压阀？答案：0.09kg解析：由图可知，锅内温度达120℃时，锅内压强为p ＝1.72×105Pa.由于p ＝p 0＋mg S ，所以m ＝(p －p 0)S g ＝(p －p 0)πd 24g. 代入数据，解得，m ≈0.09kg.18．(10分)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击．该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×105Pa(常温下的大气压强值)，当内外压强差超过6.0×104Pa 时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是－21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？(2)当时外界的大气压强为多少？答案：(1)向外爆裂(2)2.4×104Pa解析：(1)以表内气体为研究对象，初状态的压强为p1＝1.0×105Pa，温度为T1＝300K其末状态的压强为p2，温度为T2＝252K根据查理定律，有p1T1＝p2 T2解得：p2＝8.4×104Pa如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强为p0＝8.4×104Pa＋6×104Pa＝1.44×105Pa，大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强)，这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的．(2)当时外界的大气压强为p0＝p2－6.0×104Pa＝2.4×104Pa.。
【成才之路】2015版高中物理(人教版·选修3-2)本册综合能力测试B
本册综合能力测试(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，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．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。
下列说法错误的是()A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小答案：B解析：乙图中开关断开后，灯泡立即熄灭，B错误。
2．(辽宁师大附中2013～2014学年高二上学期期中)如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。
在0－T/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2－T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是()A ．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右B ．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C ．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左D ．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左答案：A解析：在T 2－T 时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流。
根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右，故A 正确。
2013《成才之路》高二物理选修3-5同步练习16-2动量和动量定理(Word有答案)
16-2基础夯实1．关于动量的概念，下列说法正确的是()A．动量大的物体惯性一定大B．动量大的物体运动一定快C．动量相同的物体运动方向一定相同D．动量相同的物体速度小的惯性大答案：CD解析：物体的动量是由速度和质量两个因素决定的。
动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大，A错；同样，动量大的物体速度也不一定大，B也错；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同，C对；动量相同的物体，速度小的质量大，惯性大，D也对。
2．对于任何一个质量不变的物体，下列说法正确的是()A．物体的动量发生变化，其动能一定变化B．物体的动量发生变化，其动能不一定变化C．物体的动能发生变化，其动量一定变化D．物体的动能发生变化，其动量不一定变化答案：BC解析：当质量不变的物体的动量发生变化时，可以是速度的大小发生变化，也可以只是速度的方向发生变化，还可以是速度的大小和方向都发生变化。
当只有物体的速度方向发生变化而速度的大小不变时，物体的动量(矢量)发生变化，但动能(标量)并不发生变化，例如我们所熟悉的匀速圆周运动。
所以选项A错误，选项B正确。
当质量不变的物体的动能发生变化时，必定是其速度的大小发生了变化，而无论其速度方向是否变化，物体的动量必定发生变化，故可知选项C正确，选项D错误。
3．关于冲量，下列说法正确的是()A．冲量是物体动量变化的原因B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向就是物体运动的方向答案：A解析：力作用一段时间便有了冲量，而力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说冲量使物体的动量发生了变化，A选项正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量I＝Ft，与物体处于什么状态无关，物体运动状态的变化情况，是所有作用在物体上的力共同产生的效果，所以B选项不正确；物体所受冲量I＝Ft与物体动量的大小p＝m v无关，C选项不正确；冲量的方向与物体运动的方向无关，故D选项不正确。
【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。
高中物理综合检测B新人教版选修3-5(new)
A．X是中子
B．Y的质子数是3，中子数是6
C．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 AD
11．一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1。0×107m
C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eV
D．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 ＝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＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13。6 eV）＝12。75 eV，由光电效应方程知Ek＝ΔE－W＝10.85 eV，C错,D对．
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E0，则原子核反冲的动能为( ）
A．E0B。 E0C。 E0D. E0
答案 C
解析 由动量守恒定律（M－m)v＝mv0＝p,
又Ek＝ ，E0＝
由以上各式可得Ek＝ E0，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( Po）．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为 Po→X＋ He＋γ，则下列说法中错误的是( ）
(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？
2013《成才之路》高二物理选修3-5同步练习17-4、5概率波和不确定性关系(Word有答案)
17-4.5和基础夯实1．下列说法正确的是()A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上答案：B解析：概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置。
2．如图所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光。
那么在荧光屏上将看到()A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有条纹D．只有一条亮纹答案：B解析：由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以选项B正确。
3．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。
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：电子被加速后穿过铝箔时发生衍射。
5．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是()A．不受外力作用时光子就会做匀速运动B．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律答案：D解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D。
人教版高中物理选修3-5 综合 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是()A．v1＝v2B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41D．v1∶v2＝41∶832.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零3.在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)()A．变大B．变小C．不变D．无法判定4.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的同一物体由静止开始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至顶端．第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，两次所用时间相同，则在这两个过程中()A．F1做的功比F2做的功多B．第一次物体机械能的变化较多C．第二次合外力对物体做的功较多D．两次物体动量的变化量相同5.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化．若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中n叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝3状态时其强度为I，则在n＝2状态时等效电流强度为()A．IB．IC．ID．I6.下列说法正确的是()A．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－10mB．放射性元素的半衰期随浓度增大而变长C．原子核的结合能越大，原子核越稳定D．β射线来源于原子核．具有中等的穿透能力7.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射8.根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是()A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1＋m2－m3)c29.图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是()A．B．C．D．10.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，以下说法正确的是()A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增加D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果11.向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图所示的电流(从右侧看)，电子的偏转方向为()A．向上B．向下C．向左D．向右12.下列说法正确的是()A．H＋H→He＋n是裂变反应方程式B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是聚变反应方程式C．Na→Mg＋e是β衰变，β粒子实质是从原子核外放出的电子D．Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成13.下列关于α粒子的说法正确的是()A．物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验说明了原子核内部有复杂的结构B．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为X→Y＋HeC．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的实质是一个中子转化为一个质子和电子D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强14.氢原子能级如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a 光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是()A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的C．从n＝4能级向n＝1能级跃迁时发出的D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的15.下列关于光电效应的说法正确的是()A．普朗克利用量子理论成功解释了光电效应现象B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功不相同，因此不同金属材料的极限波长也不相同第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图2所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.图2图3(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(选填“A”或“B”)是与纸带甲的________(选填“左”或“右”)端相连．(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.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mA＝2 kg、mB＝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/s2，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.18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．19.氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)答案解析1.【答案】D【解析】根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v.2.【答案】B【解析】人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I－mgΔt＝Δmv＝mv，故地面对人的冲量为mv＋mgΔt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，B正确．3.【答案】C【解析】相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体水平方向的速度和船的速度相同，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船的速度不变．4.【答案】D【解析】利用公式x＝at2，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v＝at，t相同，则物体到达斜面顶端时速度相同，动能相同，则动能变化量相同，根据动能定理知，合外力做功相等．由图示分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，F1做的功比F2做的少，故A、C错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，B错误；两种情况下，物体的加速度相同，所受合外力相同，由动量定理知两次物体动量的变化量相同，D正确．5.【答案】C【解析】根据，k＝mr解得T＝2π，n＝2和n＝3轨道半径之比为4∶9，则n＝2和n＝3两个轨道上的周期比为8∶27，根据I＝知，电流比为27∶9，所以在n＝3状态时其强度为I，则n＝2状态时等效电流强度为I，C正确，A、B、D错误．6.【答案】D【解析】α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－15m，故A错误；放射性元素的半衰期不随环境的变化而变化，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个时释放出来的，具有中等的穿透能力，故D正确．7.【答案】C【解析】光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于等于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误；又因ν＝，所以选项C正确．8.【答案】D【解析】半衰期是由原子核内部结构决定的，与化学、物理性质无关，故A错．β衰变是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，故C错．氢核和中子结合成氘核放出的能量为(m1＋m2－m3)c2，故D正确．放射性使人们认识到原子核有复杂结构，B错．9.【答案】D【解析】α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有D正确，A、B、C错误．10.【答案】A【解析】α粒子发生大角度偏转，是因为受到原子核的库仑斥力，电子对α粒子的作用力可以忽略不计．故A正确，D错误．在散射的过程中，电场力先做负功再做正功，则动能先减小再增大，而电势能先增大再减小，B、C错误．11.【答案】A【解析】根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确．12.【答案】D【解析】H＋H→He＋n是属于轻核的聚变反应方程，故A错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是属于重核的裂变反应方程，故B错误；Na→Mg＋e是β衰变，但β粒子实质是从原子核中子转变成质子而放出的电子，故C错误；Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成，故D正确．13.【答案】B【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构．故A错误；α粒子是氦的原子核，其组成为2个质子和2个中子，所以α衰变时，中子数减少2，质子数减少2.故B正确；β衰变产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，不是α衰变．故C错误；α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．14.【答案】C【解析】根据题意可知，a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n＝4跃迁到n＝1产生的，故A、B、D错误，C正确．15.【答案】D【解析】爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应现象，A错误；发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，B错误．光子频率越高，根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，光电子的最大初动能越大，C错误．不同的金属逸出功不相同，根据W0＝h知，极限波长不相同，D正确．16.【答案】(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．(2)碰撞前两滑块的速度分别为：v1＝＝＝0.2s1fv2＝＝0.2s3f碰撞后两滑块的共同速度：v＝＝0.2s2f所以碰前两滑块动量分别为：p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.要验证动量守恒定律，则一定有：0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.17.【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＝gt2①代入数据解得t＝0.6 s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有v B＝gt③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mB v B＝(mA＋mB)v④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/s⑤(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(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑥代入数据解得H＝0.6 m⑦18.【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)6.6×10－7m【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝＝个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝h－h代入数据得λ0≈6.6×10－7m.19.【答案】(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014Hz【解析】(1)E2＝E1＝－3.4 eV则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．(2)根据C＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．n＝4→n＝3时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，代入数据，解得νmin＝1.6×1014Hz.。
选修3﹣5综合能力测试
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．根据光电效应产生条件，原子 n＝4 向 n＝1，n＝3 向 n＝1，n＝2 向 n＝1 跃迁所发生的光，能使其发生光电效
应，故 C 正确；由 C 选项分析，结合光电效应方程 Ekm＝hν－W，可知，从能级 n＝4 向 n＝1 发出的光照射时，辐射能 量为 E＝13.6eV－0.85eV＝12.75eV，原子 n＝2 向 n＝1 跃迁所发出的光的能量为 E′＝13.6eV－3.4eV＝10.2eV，则产生
17. (12 分)一个静止的氮核174N 俘获了一个速度为 2.3×107m/s 的中子生成一个复核 A，A 又衰变成 B、C 两个新核，设 B、C 的速度方向与中子方向相同，B 的质量是中子的 11 倍，速度是 106m/s，B、C 在同一磁场中做圆周运动的半径之比 RB:RC ＝11:30，求： (1) C 核的速度大小； (2) 根据计算判断 C 核是什么； (3) 写出核反应方程．
光电子的最大初动能是多大？
金属
铯
钙
镁
钛
逸出功 W/eV
1.9 2.7 3.7 4.1
15. (10 分)一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量 mH＝1.007 3u，中子质量 mn＝1.008 7u，氚核质量 m＝3.018 0u． (1) 写出聚变方程； (2) 释放出的核能多大？ (3) 平均每个核子释放的能量是多大？
材料产生光电效应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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 ＋37Li →2y ，1417y ＋ 7N →x ＋ 8O ，912y ＋4Be → z ＋ 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 ( )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 (21804Po)．若该元素发生 α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为84Po→ X ＋ 2He ＋ 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210D ．100 g 的21804Po 经276天，已衰变的质量为 75 gMmM M －m m E 0A ．E 0D.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A ．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 ( )A ．两滑块的动能之比 E kA ∶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 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()图1图3C ．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12H ＋31H →24He ＋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 2137Al俘获一速度为 1.0×107 m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原 子核 1248Si *.下列说法正确的是 ( )A ．核反应方程为 p ＋2173Al →1248Si *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 吸收快中子后变成 23992U ， 23992U 很不稳定，经过两次 为 m 1，1 个23994Pu 核的质量为 m 2，1 个电子的质量为 (1)92U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．94Pu，裂变时释放出快中子，周围的 92Uβ衰变后变成 29349Pu.已知 1 个 23992U 核的质量m e ，真空中光速为 c.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 －34－34J s·，结果保留两位有效数字．图616．(8 分)一个铍核(49Be) 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′(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 ＝h ν－ 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 ＋37Li →2y ，1417y ＋ 7N →x ＋ 8O ，912y ＋4Be → z ＋ 6C.x 、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是( )A ． α粒子B ．质子点，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，1滑块 CD 上表面是光滑的 41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 20，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：(1)物块滑到 B 处时木板的速度C ．中子 答案 C解析 由于核反应前后电荷数守恒， 则 x ＋3＝2y ， ①y ＋ 7＝x ＋ 8，② y ＋ 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 ( )答案 C解析 由动量守恒定律 (M － m)v ＝mv 0＝p ， 22 p ，E 0＝ p2 M －m，E 0＝2m由以上各式可得 E k ＝E 0， C 正确． M －m5．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 (21804Po)．若该元素发生 α衰变，其半衰期是 138天，衰变方程为84Po→ X ＋ 2He ＋ 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D ．电子D.MmM －m E 0又 E k A ．E 0B.mC.M － m E 0C．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210D．100 g 的21804Po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 ＝10.85eV ， 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 ( )A ．两滑块的动能之比 E kA ∶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∶vB＝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2v A ∶v B ＝m B ∶m A ＝1∶2，C 项错误；由 E k ＝2p m 得 E kA ∶E kB ＝ m m A ＝21，A 项正确；由 W ＝ΔE k知 W A ∶W B ＝ E kA ∶E kB ＝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 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．结构有关，与其他因素无关，选项 图3410．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 → 42He ＋ 31H ＋ 4.9 MeV 和12H ＋31H →24He ＋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 2137Al 俘获一速度为 1.0×107 m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原子核14Si .下列说法正确的是 ( )A ．核反应方程为 p ＋ 2173Al → 1248Si *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 ＋1237Al →2148Si *，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 ，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、则 14Si 的质量为 28m ，由动量守恒定律有v 0 mv 0＝28mv ，得 v ＝ 2871.0× 10 285m/s ≈3.6 ×10 m/ s ，2方向相反，甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反，选项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29349Pu，裂变时释放出快中子，周围的29328U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，经过两次β衰变后变成29349Pu.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) 92U 的衰变方程是___________________________________________________ ；(2) __________________________________________________________________ 23992U 衰变释放的能量为______________________________________________________________ ．答案(1) 29329U →23994Pu＋ 2 －10e (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→ 29349Pu ＋2 －01e；(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：22ΔE ＝Δmc ＝（m1－m2－14．(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75kg 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)vA、B 正确．由E k＝2p m和W＝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． －34 J s ·，结果保留两位有效数字． 图6答案 2.9×1015 Hz 0.66 eV解析 E 3－ E 1＝ h ν15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 ＝（E 4－E 1）－ （E 3－E 1）得 E k ＝0.66 eV.16．（8 分）一个铍核 （49Be ） 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) 4Be ＋ 2He → 6C ＋ 0n普朗克常量 h ＝6.63× 1012(2)5.4×1012J－5(3)6.0× 10－kg解析(1) 49Be＋24He→126C＋01n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝μBe＋μα＝(9＋4) g/mol ＝13 g/ mol，M 130铍核和氦核各含的摩尔数n＝Mμ＝130 mol＝10 mol，μ 13所以放出的能量ΔE＝n·N A·E 放＝10×6.02×1023×5.6 MeV ≈ 3.371× 1025MeV ≈5.4× 1012J12ΔE 5.4×10(3) 质量亏损Δm＝c2＝ 3.0× 108 2kg＝6.0×10－5kg.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＝0－21mv A2，得v A＝2μ g. L由I＝mv A，将v A 代入得I＝m 2μ g.L12(2)设 A 点与 B 点之间的距离为s，由－μmg－s 0.8μm(gL＋r－s)＝0－2mv A2，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1圆弧，其始端 D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一4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v0 滑上木板AB，过B点时速度为v20，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：(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．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 mv 0＝mv B ＋2m ·v AB又 v B ＝ 2 ，解得 v AB ＝ 4 ，方向向左 5v0216μg(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v 0 v 0m ·2 ＋m ·4＝ 2mv 共滑块与 CD 组成的系统机械能守恒 mgR ＝21m(v 20)2＋12m(v 40)2－21×2mv 共 22联立解得滑块 CD 圆弧的半径为 R ＝ 6v 40g . 图8答案 (1) v 40，方向向左(2) 5v 02 16μg (3) v 0 64g (2)由点 A 到点 B 时，根据能量守恒定律得解得 L ＝。
2020年秋人教版高中物理选修3-5综合测试含答案
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-5综合测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为 ()A．－4，－2B． 4，－2C．－4,2D． 4,22.有一种硬气功表演，表演者平卧在地面，将一大石板置于他的身体上，另一个人将重锤举到高处并砸向石板，石板被砸碎，而表演者却安然无恙．假设重锤与石板撞击后二者具有相同的速度．表演者在表演时尽量挑选质量较大的石板．对这一现象，下面的说法正确的是()A．重锤在与石板撞击的过程中，重锤与石板的总机械能守恒B．石板的质量越大，石板获得的动量就越小C．石板的质量越大，石板所受到的打击力就越小D．石板的质量越大，石板获得的速度就越小3.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明()A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同4.已知原子由原子核与核外电子构成，原子核由质子与中子构成．对于“整个原子为何不带电？”问题的猜想无意义的一项是()A．原子核与核外电子所带电量相等，但电性相反B．质子质量与中子质量相等C．原子中所有微粒也许都不带电D．中子与核外电子所带电量相等，但电性相反5.建材中的放射性物质衰变生成具有放射性的氡气，会导致肺癌，其中建材中放射性元素含量很多的是钋222(Rn)，它发生多少次β衰变能生成氡222(Rn)()A． 222次B． 136次C． 2次D． 86次6.U的α衰变方程可以表示为U→Th＋He，U衰变成Th和He的过程中释放核能伴随着γ射线的产生，则下列说法正确的是()A．α衰变就是一种核裂变反应B．α射线和γ射线实际都是电磁波C．U的质量大于Th和He的质量之和D．通过提供高温环境可以使得衰变加快以更好地利用核能7.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是()A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为(h为普朗克常量)8.下列说法正确的是()A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性9.下列判断不正确的是()A．由E＝mc2可知，质量与能量是可以相互转化的B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核的比结合能均会增大D．康普顿认为X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，才能解释散射射线中有波长大于入射射线波长的现象10.两个具有相等动能的物体，质量分别为m1和m2，且m1＞m2，比较它们动量的大小，则有() A．m2的动量大一些B．m1的动量大一些C．m1和m2的动量大小相等D．哪个的动量大不一定二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.如图所示，质量为m的小球A静止于光滑的水平面上，在球A和墙之间用轻弹簧连接，现用完全相同的小球B以水平速度v0与A相碰撞，碰撞后两球粘在一起压缩弹簧．不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E，从球A被碰撞到回到原静止位置的过程中弹簧对A、B整体的冲量大小为I，则下列表达式中正确的是()A．E＝mvB．E＝mvC．I＝mv0D．I＝2mv012.(多选)如图所示，MN为半圆形玻璃砖截面的直径，OO′为过圆心且垂直于MN的直线．两束单色光a、b关于OO′对称从空气垂直MN射入玻璃砖中．已知a、b两束光在真空中的波长分别为λ1、λ2，光子的能量分别是E1、E2，在该玻璃砖中运动的时间分别为t1、t2(不考虑反射光的运动时间)，则根据光路图，下列判断正确的是()A．E1>E2B．λ1<λ2C．若该玻璃砖对a、b两束光的折射率分别为n1、n2，则＝D．若a、b两束光均能使某金属发生光电效应，逸出光电子的最大初动能分别E k1、E k2，则＝13.(多选)关于光电效应实验，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．光电子的发射几乎是瞬时的D．极限频率由金属决定14.(多选)下列说法正确的是()A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部B．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒D．γ射线是一种波长很短的电磁波三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.现利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律．在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间．已知：实验测得滑块A 的质量为m1，滑块B的质量为m2，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ．将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A以向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为v2=2as0，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示．（1）碰撞时，滑块A的速度v0=______m/s（保留三位有效数字）；（2）碰撞后，滑块A的速度v A=______m/s，滑块B的速度v B=______m/s（保留三位有效数字）；（3）碰撞前总动量p=______；碰撞后总动量p′=______（均用题中给定物理量的符号表示）；（4）产生误差的主要原因是：______（只需列举一条即可）．四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，电子绕核运动的半径r1＝0.53×10－10m，则氢原子处于n＝2的激发态时，(1)原子系统具有的能量是多少？(2)电子轨道上运动的动能为多少？(3)电子具有电势能为多少？17.如图所示，从倾角为30°、长0.3m的光滑斜面顶端滑下质量为2kg的货包，掉在质量为13kg的静止的小车里．若小车与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.02，小车能前进多远？(g取10m/s2，不计空气阻力)18.如图所示，两物块A、B并排静置于高h＝0.80 m的光滑水平桌面上，物块的质量均为M＝0.60 kg.一颗质量m＝0.10 kg的子弹C以v0＝100 m/s的水平速度从左面射入A，子弹射穿A后接着射入B并留在B中，此时A，B都没有离开桌面．已知物块A的长度为0.27 m，A离开桌面后，落地点到桌边的水平距离s＝2.0 m．设子弹在物块A、B中穿行时受到的阻力大小相等，g取10 m/s2.(平抛过程中物块看成质点)求：(1)物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少；(2)子弹在物块B中打入的深度；(3)若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面，则物块B到桌边的最小初始距离．答案1.【答案】B【解析】因“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量、相同的电荷量，但电荷的符号相反．所以，反α粒子质量数为4，电荷数为－2.故只有B选项正确，其他选项都不符合实际．2.【答案】D【解析】重锤与石板具有共同速度，属非弹性碰撞，机械能不守恒，A错误；由动量守恒定律可知，石板质量越大，二者末速度越小，重锤末动量越小，石板获得的动量越大，B错误，D正确；因打击时间不确定，由动量定理可知，石板受到的打击力不确定，C错误．3.【答案】C【解析】用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，选项A、B错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，选项C正确，D错误。
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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＝hp、E＝hν可知光子频率变小，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：D 4．一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qvB＝mv2r，
所以半径r＝mvqB.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rerSi＝qSiqe＝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) 现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h＝×10－34J·s，光速c＝×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＝hcλ＝错误!J＝×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mn、mp、mD.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( ) [(mD－mp－mn)c2＋E] [(mp＋mn－mD)c2－E] [(mD－mp－mn)c2＋E] [(mp＋mn－mD)c2－E] 答案：C
解析：根据能的转化与守恒定律可知E＋Δmc2＝2Ek，得Ek＝12(E＋Δmc2)＝12[(mD－mp－mn)c2＋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I1＝m甲v，v为甲对地速度． 0＝m甲v－(m船＋m乙)v1 乙跳时，受小船冲量为I2＝m乙(v－v1)9．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)B 12．(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t1和t2.
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L1；B的右端至D板的距离L2. (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mA、mB
(3)mAL1t1＝mBL2t2 13．(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