选修3-5.综合测试

合集下载

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。

2019年人教版高中物理选修3-5模块综合检测 Word版含解析

模块综合检测 (时间：60分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1．下列说法正确的是( ) A．康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性 B．爱因斯坦发现了光电效应现象，并且提出光子说，成功解释了光电效应现象 C．爱因斯坦的光电效应方程能够说明光子具有动量 D．康普顿效应表明光子只具有能量解析：选A．康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，选项A正确；赫兹在研究电磁波时发现了光电效应现象，爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，选项B错误；爱因斯坦的光电效应方程不能够说明光子具有动量，选项C错误；康普顿效应表明光子除了具有能量外还有动量，选项D错误． 2.如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数(1/λ)的关系图象，由图象可知( )

A．图象中的λ0是产生光电效应的最小波长 B．普朗克常量和光速的乘积hc＝Eλ0 C．该金属的逸出功等于－E D．若入射光的波长为λ0/3，产生的光电子的最大初动能为3E 解析：选B．图象中的λ0是产生光电效应的最大波长，选项A错误；根据爱因斯坦光

电效应方程，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数1λ的关系图象对应的函数关系式为Ek＝hc1λ－W，由图象可知Ek＝0时，hc＝Eλ0，选项B正确；由Ek＝hc1λ－W，并结合关系图象可得该金属的逸出功W＝E，选项C错误；若入射光的波长为λ03，由Ek＝hc1λ－W，解得Ek＝hc1λ－W＝3E－E＝2E，即产生的光电子的最大初动能为2E，选项D错误． 3．如图甲所示，光滑水平面上有P、Q两物块，它们在t＝4 s时发生碰撞，图乙是两者的位移图象，已知物块P的质量为mP＝1 kg，由此可知( ) A．碰撞前P的动量为16 kg·m/s B．两物块的碰撞可能为弹性碰撞 C．物块Q的质量为4 kg D．两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量是3 N·s 解析：选D．根据位移图象可知，碰撞前P的速度v0＝4 m/s，碰撞前P的动量为p0＝mPv0＝4 kg·m/s，选项A错误；根据位移图象，碰撞后二者速度相同，说明碰撞为完全非弹性碰撞，选项B错误；碰撞后，二者的共同速度v＝1 m/s，由动量守恒定律，mPv0＝(mP＋mQ)v，解得mQ＝3 kg，选项C错误；由动量定理，两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量是I＝ΔpQ＝mQv＝3 N·s，选项D正确． 4．下列说法正确的是( ) A．由玻尔的原子模型可推知，氢原子处于激发态时，量子数越大，核外电子动能越大 B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 C．一个氢原子从n＝4的激发态跃迁到基态时，能辐射6种不同频率的光子 D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关解析：选B．由玻尔的原子模型可推知，氢原子处于激发态时，量子数越大，原子总能量越大，电子势能越大，核外电子动能越小，选项A错误；天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，选项B正确；一个氢原子从n＝4的激发态跃迁到基态时，最多能辐射3种不同频率的光子，选项C错误；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件均无关，选项D错误． 5．通过百余年核物理的发展和进步，人们已经对原子核有了更进一步的认识，下列说法正确的是( ) A．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 B．原子核的结合能大于使其完全分解成自由核子所需要的能量 C．比结合能越大，原子核越稳定 D．轻核聚变释放能量，可能没有质量亏损解析：选C．当两个质子相距很近时，核力大于库仑力，而当大于一定距离时，核力小于库仑力，选项A错误；原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量，选项B错误；比结合能越大，原子核越稳定，选项C正确；轻核聚变释放能量，一定有质量亏损，选项D错误． 6．下列说法正确的是( ) A．天然放射性元素232 90Th(钍)经过4次α衰变和8次β衰变变成208 82Pb(铅) B．α衰变产生的α射线穿透能力最强 C．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2 D．由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化解析：选C．天然放射性元素232 90Th(钍)衰变变成208 82Pb，根据质量数守恒和质子数守恒，

2021-2022年高中物理本册综合能力测试题新人教版选修3-5

2021-2022年高中物理本册综合能力测试题新人教版选修3-5一、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xx～xx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( )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．关于核反应方程21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是( )A．X是1n，该核反应属于聚变B．X是11H，该核反应属于裂变C．X是1n，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1n，此核反应属于聚变，A正确B错误。

当前核电站采用的燃料是铀235，C、D错误。

3.(广东省实验中学xx～xx学年高二下学期期中)A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，A、B两球质量分别为2m和m。

当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落于距桌边水平距离为s的水平地面上，如图所示，问当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌边的水平距离为( )A.s3B．3sC.6s3D．6s答案：C解析：当用板挡住A球而只释放B球时，B球做平抛运动，设高度为h，则有v B＝st ＝sg2h，所以弹簧的弹性势能为E＝12mv2B＝ms2g4h，当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，由动量守恒定律可得：0＝2mv A －mv B，所以v A∶v B＝1∶2，因此A球与B球获得的动能之比E kA∶E kB＝1∶2，所以B球获得动能为：E k＝ms2g6h，那么B球抛出初速度为v B＝s2g3h，则平抛后落地水平位移为x＝s2g3h·2hg＝6s3，故选C。

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。

人教版高中物理选修3-5 综合测试含答案和详细解析

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 综合训练

选修模块 3-5 综合训练1.(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是()(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。

已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子质量为m ，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h ).(3)有些核反应过程是吸收能量的。

例如在14171781X N O H +→+中，核反应吸收的能量20[()()]H X N Q m m m m c =+-+，在该核反应中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E K 轰击静止的147N ，若E K =Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由。

2．（1）下列说法正确的是A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D ．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变（2）北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（13755Cs ），可广泛散布到几百公里之外，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：．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．（已知碘（I ）为53元素，钡（Ba ）为56元素）（3）如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 物块的质量m A =1kg ．初始时刻B 静止，A 以一定的初速度向右运动，之后与B 发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B 的质量为多少？v 图甲图乙3．（1）一个质子以1.0×10７m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是。

最新高中物理：选修3-5人教版全套教学同步练习及解析模块综合测试题及答案

模块综合测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

)1．关于α粒子的散射实验，下述不正确的是()A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的α粒子就越少解析：原子显电中性，而电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释α粒子的散射现象，所以α粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，所以A选项错误，而B选项正确；只有少数α粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，即C选项正确；使α粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，α粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的α粒子少，所以D选项正确，所以题中选不正确的答案为A选项。

答案：A2．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用。

下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误。

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 ＝。

选修3-5综合测试题(一)(学生版)

第 1 页共 1 页选修3-5综合测试题（一） 1． (2013·新课标Ⅰ·35)(1)一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应： p＋2713Al―→X＋n 式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________． (2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d.现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短．当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木

块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小．第 2 页共 2 页

2． (2013·山东·38)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”． ①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He＋____________→84Be＋γ. ②84Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s．一定质量的84Be，经7.8×10－16 s后所剩84Be占开始时的________________． (2)如图1所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg.开始时C静止．A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞．求A与C碰撞后瞬间A的速度大小．

图1 第 3 页共 3 页

3． (1)如图2所示为氢原子的部分能级示意图，若用大量能量为12.1 eV的电子轰击一群处于基态的氢原子，氢原子跃迁到激发态后，向低能级跃迁的过程中辐射出波长不同的光子，其中波长最长的光子的能量是________eV；这种光子________(填“能”或“不能”)使逸出功为2.5 eV的某金属发生光电效应．

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

选修3－5综合测试题说明：本试题共12个题，1－4题每题7分，5－12题每题9分，共100分，考试时间90分钟． 1．某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中14 6C的含量推断出了该生物死亡的年代．已知此骸骨中14 6C的含量为活着的生物体中14 6C的1/4，14 6C的半衰期为5730年．该生物死亡时距今约________年． [答案] 1.1×104(11460或1.0×104～1.2×104都正确) [解析] 由题意知，所求时间为14 6C的两个半衰期．即t＝2×5730＝11460(年)． 2．一个盒子放在小车上，小车在光滑的水平面上运动，雨水沿竖直方向以0.1kg/(m2·s)的下落速率落进盒子，起始小车和盒子的质量为5kg，速度2m/s.若盒子的面积为0.5m2，则100s后小车运动的速率为________m/s. [答案] 1 [解析] 落入盒子中的水和小车系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒 m水＝100×0.5×0.1kg＝5kg

m车v0＝(m车＋m水)v，v＝m车v0m车＋m水＝1m/s. 3．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出________条不同频率的谱线． [答案] 6 [解析] 因该群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，故该群氢原子处于n＝4激发态，故由n＝4激发态自发跃迁时最多可发出6条不同频率的谱线． 4．要使一个中性锂原子最外层的电子脱离锂原子所需要的能量是5.39eV，要使一个中性氟原子结合一个电子形成一个氟离子所放出的能量是3.51eV，则将一个电子从锂原子转移到氟原子所需提供的能量为________eV. [答案] 1.88 [解析] 设吸收能量为正，放出能量为负，则电子从锂原子转移到氟原子能量变化为 ΔE＝E1＋E2＝5.39eV－3.51eV＝1.88eV

即外界需提供1.88eV的能量． 5．光滑水平面上停着一辆长为L的平板车，车的一端放着质量为m的木箱，车的另一端站着质量为3m的人，车的质量为5m，若人沿车面走到木箱处将木箱搬放到车的正中央，则在这段时间内，车的位移大小为________．

[答案] 19L [解析] 小车的最终位移与过程无关，故可等效为人先到中点，然后木箱“走”到中点． 3m×s人＝(m＋5m)×s1，而s人＋s1＝L2，则s1＝16L m×s箱＝(3m＋5m)×s2，而s箱＋s2＝L2，则s2＝118L 所以s＝s1－s2＝19L. 6．如图，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度v0/2射出．重力加速度为g.求：

(1)此过程中系统损失的机械能； (2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．

[答案] (1)183－mMmv20 (2)mv0Mh2g [解析] (1)设子弹穿过物块后物块的速度为v，由动量守恒得 mv0＝mv02＋Mv ①

解得v＝m2Mv0 ② 系统的机械能损失为 ΔE＝12mv20－12mv022＋12Mv2 ③

由②③式得ΔE＝183－mMmv20 ④ (2)设物块下落到地面所需时间为t，落地点距桌面边缘的水平距离为x，则h＝12gt2⑤ x＝vt ⑥ 由②⑤⑥式得x＝mv0Mh2g. ⑦ 7．(1)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是 ( ) A．是原子核质量减少一半所需的时间 B．是原子核有半数发生衰变所需的时间 C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的半衰期 D．可以用来测定地质年代、生物年代等 (2)设镭226的半衰期为1.6×103年，质量为100g的镭226经过4.8×103年后，有多少克镭发生衰变？若衰变后的镭变为铅206，则此时镭铅质量之比为多少？ [答案] (1)BD (2)125798 [解析] (2)经过三个半衰期，剩余镭的质量为

M′＝M12tr＝100×18g＝12.5g. 已衰变的镭的质量为(100－12.5)g＝87.5g. 设生成铅的质量为m，则226206＝87.5m，得m＝79.8g. 所以镭铅质量之比为125798. 8．现有一群处于n＝4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6eV，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则： (1)电子在n＝4的轨道上运动的动能是多少？ (2)这群氢原子发出的光谱共有几条谱线？ (3)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？

[答案] (1)ke232r (2)6 (3)3.1×1015Hz [解析] (1)电子绕核运动，由库仑引力提供向心力，则： ke2r24＝mv2r4 又r4＝42r. 解得电子绕核运动的动能为Ek＝ke232r. (2)这群氢原子的能级图如图所示，由图可以判断出，这群氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的光谱线共有6条．

(3)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能量差也最大，即由n＝4跃迁到n＝1发出的光子能量最大，据玻尔理论得，发出光子的能量hν＝E1142－112 解得：ν≈3.1×1015Hz. 9．(1)现有一群处于n＝4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6eV，这群氢原子发光的光谱共有________条谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功最大值是________eV. (2)以下说法正确的是________． A．普朗克在研究黑体辐射问题的过程中提出了能量子假说 B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性 C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象 D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 (3)某实验室工作人员，用初速度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. ①写出核反应方程； ②求出质子的速度v. [答案] (1)6 12.75 (2)AB (3)①42He＋2311Na→2612Mg＋11H ②0.23c

[解析] (1)E1＝－13.6eV，E4＝E142＝－0.85eV，根据玻尔理论和光电效应方程，可知最大逸出功为 ΔE＝E4－E1＝12.75eV.

(2)根据物理学史知识可知AB正确． (3)①42He＋2311Na→2612Mg＋11H ②α粒子、新核的质量分别为4m、26m，质子的速度为v，对心正碰，由动量守恒定律

得：4mv0＝26m·v10－mv 解得：v＝0.23c 10．(1)台山核电站采用EPR三代核电机组，是当前国内所采用的最新核电技术，其单机容量为175万千瓦，为目前世界上单机容量最大的核电机组．关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是：235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋________. (2)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．查德威克通过研究阴极射线发现电子 B．汤姆生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．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子 (3)俄罗斯联合核研究所的科学家在实验室里通过实验证明了门捷列夫元素周期表114号“超重”元素的存在，该元素的“寿命”仅有半秒，其质量数为289，它的原子核经过多少次α衰变和多少次β衰变后可变为铋209(209 83Bi)? [答案] (1)1010n (2)D (3)20 9 [解析] (1)根据反应前后质量数和电荷数相等可知为1010n. (2)汤姆生通过研究阴极射线发现了电子；卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说；贝克勒耳首先发现了天然放射现象，所以只有D正确． (3)若设经过x次α衰变和y次β衰变后，该元素变为铋209，根据反应前后质量数和电荷数相等，则有209＋4x＝289 83＋2x－y＝114，联立两式解得x＝20，y＝9. 11．(1)如图所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为________eV.用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是________eV.

(2)下列说法正确的是________。 A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 B．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性 D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高 (3)静止的氡核(222 86Rn)放出一个速度为v0的α粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子及反冲核的动能．已知原子质量单位为u，真空中的光速为c，试求在衰变过程中的质量亏损(在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计)．

[答案] (1)12.09 7.55 (2)AD (3)222v20109c2u [解析] (1)被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，说明大量的氢原子从基态跃迁到n＝3的激发态，所以吸收的光子能量为－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，根据光电效应方程光电子的最大初动能为12.09eV－4.54eV＝7.55eV. (2)因为黑体辐射只与黑体的温度有关，所以选项A正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项B错误；波长越长，粒子性越显著，波动性越不显著，选项C错误；同速度的质子比电子动量大，物质波波长越短，显微镜的分辨率越高，选项D正确． (3)设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v，则根据动量守恒定律可得： m1v0＝(m2－m1)v

由题意得：释放的核能E＝12m1v20＋12(m2－m1)v2 由质能方程得：E＝Δmc2 联立解得：Δm＝222v20109c2(u) 12．(1)光子能量为E的一束光照射容器中的氢(设氢原子处于n＝3的能级)，氢原子吸收光子后，能发出频率ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6六种光谱线，且ν1等于________；如图，处在n＝4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干