罗城中学高13级物理选择题专项训练17-18

4 实验：用双缝干涉测量光的波长更上一层楼基础·巩固1.若把杨氏双缝干涉实验改在水中进行，其他条件不变，则得到的干涉条纹间距将如何变化( )A.变大B.变小C.不变D.不能确定 解析：光在水中的波长小于空气中波长，由条纹间距公式Δx=d l λ知，Δx∝λ，B 选项正确.答案：B2.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是( )A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.屏幕上到两狭缝的路程差等于波长的整数倍的那些地方，将出现明条纹C.屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹的距离增大D.在实验装置不变的情况下，红光条纹间距小于蓝光条纹间距解析：双缝干涉，若入射光是单色光，则得到等间距分布的明暗相间的条纹，A 选项对;光程差等于波长整数倍的地方出现明纹，B 选项对;相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx=dl λ，若屏与双缝之间距离L 减小，屏上条纹间距减小，C 选项错；红光波长比蓝光波长长，所以保持L 、d 不变时，Δx 红＞Δx 蓝，D 选项错.答案：AB3.利用双缝装置观察色光的干涉现象时，用同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，以下说法正确的是( )A.不同色光在屏上产生的条纹都应是明暗相间且等距的条纹B.条纹间距与光的波长成正比C.由于色光波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹D.红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距小解析：由条纹间距公式Δx=dl λ，同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，条纹间距与光的波长成正比，B 选项正确;不同色光在屏上产生的条纹间距是不等的，A 选项错误;虽然各色光波长不同，但中央的条纹一定是明条纹，C 选项错误;红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距大，D 选项错误.答案：B4.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是( )A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间的距离越小，则屏上条纹间距增大D.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小与蓝光的条纹间距解析：在单色光做双缝干涉实验中，相邻干涉条纹之间的距离相等，A 选项正确，B 选项错误;由条纹间距公式Δx=dl λ，若其他量不变，屏与双缝之间的距离越小，则屏上条纹间距减小，C 选项错误;由于红光的波长大于蓝光的波长，所以红光的条纹间距大与蓝光的条纹间距，D 选项错误.答案：A5.先后用两种不同的单色光，在相同条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光( )A.在真空中的波长较短B.在玻璃中的传播速度较大C.在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大D.其光的强度较强解析：由条纹间距公式Δx dl λ，若其他量不变，条纹间距与波长成正比，间距较大的那种单色光比另一种单色光的波长较大，A 选项错误;在玻璃中的传播速度较大，B 选项正确;在玻璃中传播时，玻璃的折射率较小，C 选项错误;与光的强度无关，D 选项错误.答案：B6.在如图13-3-7所示的杨氏双缝干涉实验中，已知SS 1=SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差d=1.5×10-6m.当S 为λ=6 mm 的单色光源时，在P 点处将形成_______________条纹；当S 为λ=0.5 mm 的单色光源时，在P 点处将形成________________条纹.图13-3-7解析：若两相干光源的振动同相，则在离开两相干光源路程之差为光波波长的整数倍处会出现亮条纹，路程之差为光半波长的奇数倍处会出现暗条纹，若两相干源的振动反相，则出现明暗条纹的情况刚好相反.由于SS 1=SS 2，所以S 1、S 2处的光振动同相.当λ=0.6 mm 时，d/λ=2.5，则P 点处两分振动反相，形成暗条纹；当λ=0.5 mm 时，d/λ=3，则P 点处两分振动同相，形成亮条纹.答案：暗 亮7.为什么不直接测Δx ，而要测n 个条纹的间距？解析：相邻两条纹间距Δx 是两条纹中心间的距离，这个距离比较小.为了减小误差，测出n 个条纹间的距离a ，然后取平均值求出Δx ，则Δx=1n a . 8.为什么白光双缝干涉图样的中央亮纹是白色的？其他各级亮条纹中，为什么红色在最外侧？图13-3-8解析：如题图所示，自双缝S 1、S 2透射的光到达O 点的距离总相等，则各种颜色的光在O 点都被加强，故O 点作为中央亮纹是白色的.自双缝出射的光到达P 点，其路程差为某一色光的整数倍时，P 点就为这种色光的颜色.由于红光的波长最长，根据条纹间距Δx=d l λ，知红条纹间距最大，则红色在最外侧. 综合·应用9.实验室里观察黄光双缝干涉图样时，看到屏上的干涉条纹过密，难以区分，使相邻亮（暗）纹变宽一些的办法是( )A.使光源变亮一些B.使单缝到双缝的距离变大一些C.使双缝到屏的距离变大一些D.改用绿色光作光源解析：条纹间距公式Δx=dl λ，若使相邻亮（暗）纹变宽一些，则双缝与屏之间的距离大一些，B 选项错误，C 选项正确，改用波长长一些的光源，D 选项错误.答案：C10.在用双缝干涉测光的波长的实验中，屏上不能看到干涉图样，比较可能出现的操作问题是( )A.单缝设置过宽B.光源、单缝、双缝未调节在遮光筒的轴线上C.光源亮度不够D.单缝、双缝互相不平行解析：在用双缝干涉测光的波长的实验中，屏上不能看干涉图样，有可能光源、单缝、双缝未调节在遮光筒的轴线上，B 选项正确，也有可能单缝、双缝互相不平行，D 选项正确. 答案：BD11.某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，实验装置如图13-3-9所示.使用的双缝的间距为0.025 cm.实验时，首先调节________________和________________的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使________________和________________竖直且互相平行.当屏上出现了干涉图样后，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm ）观察第一条亮纹的位置如图13-3-9所示，第五条亮纹位置如图13-3-10所示，测出双缝与屏的距离为50.00 cm ，则待测光的波长λ=________________nm.图13-3-9图13-3-10解析：在光的干涉测波长的实验中，首先调节光源、滤光片、单缝、屏的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直且互相平行.在读数时由螺旋测微器原理知图（a ）读数为1.138 mm ，图（b ）读数为5.880 mm ，由Δx=1 n a =1-5 1.138-5.880 mm=1.185 5 mm由公式λ=l xd∆=0.55 1.185102.5-4⨯⨯m=5.927 5×10-7 m=592.75 nm.答案：光源滤光片/单缝单缝双缝 592.75 nm12.(2005天津理综)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图13-3-11所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.图13-3-11(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、___________________A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意__________________和__________________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图13-3-12所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图13-3-13中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为______mm.图13-3-12 图13-3-13(4)已知双缝间距d为 2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=___________，求得所测红光波长为__________________nm.解析：在利用光的干涉测定光的波长的实验中，光具座上从左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏和测量头，实验过程中一定要注意单缝和双缝间距5 cm—10 cm，使单缝与双缝相互平行，才能在屏上产生干涉条纹.据公式Δx=1[]d λ知需测双缝到屏之间的距离l 和n 条条纹间距a ，从而计算出条纹间距离Δx ，最后求出波长λ.答案：(1)E 、D 、B (2)单缝和双缝间距5—10 cm 使单缝与双缝相互平行 (3)13.870 2.310 (4)l d Δx 6.6×103。

2017—2018学年度下学期第二次阶段考试高二物理试卷答题时间：90分钟命题校对：高二物理备课组一、选择题：（每小题4分，1-7题为单选题，8-12为多选题）1、酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象正确的解释是()A．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射2、以下电场中能产生电磁波的是()A．E＝10 N/C B．E＝5sin(4t＋1) N/C C．E＝(3t＋2) N/C D．E＝(4t2－2t) N/C3、若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察的很清晰，则观察结果是()A．像一只乒乓球(球体变小) B．像一只篮球(球体变大)C．像一只橄榄球(竖直放置) D．像一只橄榄球(水平放置)4、1995年科学家“制成”了反氢原子,它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成的,反质子和质子有相同的质量,带有等量异种电荷。

反氢原子和氢原子有相同的能级分布,氢原子能级如图所示,则下列说法中正确的是()A.反氢原子光谱与氢原子光谱不相同B.基态反氢原子的电离能为13.6 eVC.基态反氢原子能吸收11 eV的光子而发生跃迁D.大量处于n=4能级的反氢原子向低能级跃迁时,从n=2能级跃迁到基态辐射的光子的波长最短5、如图所示，光滑斜面AE被分成四个相等的部分，一物体由A点从静止释放，下列结论不正确的是（）A．物体到达各点的速率之比v B：v C：v D：v E=12B．物体到达各点经历的时间t E=2tCt DABCDEC ．物体从A 到E 的平均速度v=v BD ．物体通过每一部分时，其速度增量v B -v A =v C -v B =v D -v C =vE -v D6、2008年北京奥运会上何雯娜夺得中国首枚奥运会女子蹦床金牌。

罗山县高中高三2013届毕业班第三轮第一次模拟考试物理试题本试题分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。

考生作答时，将答案答在答题卡上（答题注意事项见答题卡），在本试题卷上答题无效。

考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量H 1 Ｎa 23 S 32 P 31 O 16 N 14 Cu 64 Cl 35.5第I卷选择题（126分）二、选择题：本大题共8小题，每小题6分，17、18、20、21题为多选题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分；其余为单选题。

14．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（）A．牛顿第一定律是无法用实验直接验证的,它是人类整个自然观的基石B．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快C. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．第谷对行星运动观察记录的数据进行了分析，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律15．如图，两个固定的倾角相同的滑杆上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线始终与杆垂直，B的悬线始终竖直向下。

则下列说法中正确的是（）A．A环与滑杆无摩擦力B．B环与滑杆无摩擦力C．A环做的是匀速运动D．B环做的是匀加速运动16．下图为某款电吹风的电路图。

a、b、c、d为四个固定触点。

可动的扇形金属触片P 可同时接触两个触点。

触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。

n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数。

该电吹风的各项参数如下表所示。

下列说法正确的有：（）A. 吹冷风时触片P与触点b、c接触B. 可由表格中数据计算出小风扇的内阻为60ΩC. 变压器两线圈的匝数比n l：n2 = 13 : 15D. 若把电热丝截去一小段后再接入电路，电吹风吹热风时的功率将变小，吹冷风时的功率不变17．2010年10月“嫦娥二号”卫星成功发射，长征三号丙火箭直接将卫星由绕地轨道送入200km～38×104km的椭圆奔月轨道，减少了多次变轨麻烦，及早进入绕月圆形轨道，则在“嫦娥奔月”过程中（）A．离开地球时，地球的万有引力对卫星做负功，重力势能增加；接近月球时月球引力做正功，卫星动能减小B．开始在200km近地点时，卫星有最大动能C．在进入不同高度的绕月轨道时，离月球越近，运动的线速度越大，角速度越大D．在某个绕月圆形轨道上,如果发现卫星高度偏高,可以通过向前加速实现纠偏18.如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A，B两块木板，在木板A上放着质量为m 的物块C，木板和物块均处于静止状态，A，B，C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为u,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现用水平恒力F向右拉木板A，则以下判断不正确的是（）A.不管F多大，木板B—定保持静止B.A、C之间的摩擦力大小一定等于umgC. B受到地面的滑动摩擦力大小一定小于FD.A,B之间的摩擦力大小不可能等于F１９．载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小与直导线中电流强度成正比，与距导线的距离成反比。

模块综合检测(一)(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．下列说法中正确的有( ) A ．结合能越大的原子核越稳定 B ．光电效应揭示了光具有波动性C ．动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等D ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度无关解析：比结合能越大的原子核越稳定，选项A 错误；光电效应揭示了光具有粒子性，选项B 错误；根据λ＝hp可知，动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等，选项C 正确；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度有关，选项D 错误．答案：C2．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( ) A ．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多 B ．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大 C ．聚变反应中粒子的比结合能变小D ．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加解析：在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故A 错误、B 正确；由于聚变反应中释放出巨大的能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C 、D 错误．答案：B3．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E ＝mc 2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的热量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m 1，捕获中子后的原子质量为m 2，被捕获的中子质量为m 3，核反应过程放出的能量为ΔE ，则这一实验需验证的关系是( )A ．ΔE ＝(m 1－m 2－m 3)c 2B ．ΔE ＝(m 1＋m 3－m 2)c 2C ．ΔE ＝(m 2－m 1－m 3)c 2D ．ΔE ＝(m 2－m 1＋m 3)c 2解析：反应前的质量总和为m 1＋m 3，质量亏损Δm ＝m 1＋m 3－m 2，核反应释放的能量ΔE＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确．答案：B4．卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验，在α粒子散射实验中，大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是( ) A．α粒子穿越金箔时距离原子核较近B．α粒子穿越金箔时距离原子核较远C．α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D．α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力解析：根据α粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子的核式结构，他认为原子的中心有一个很小的核，聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量．大多数α粒子穿越金箔时距离金原子核较远，所以受到原子核的作用力较小，基本上仍然沿着原来的方向运动．答案：B5．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10－7 m，已知氢原子的能级示意图如图所示，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是( )A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级C．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级解析：波长为1.22×10－7m的光子能量E＝h cλ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7J≈1.63×10－18J≈10.2 eV，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是氢原子从n＝2的能级跃迁n ＝1的能级的过程中释放的，故D项正确．答案：D6．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级图如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，然后自发地跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2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( )A.λ1λ2λ2－λ1B.λ1λ2λ1－λ2C.λ1－λ2λ1λ2D.λ2－λ1λ1λ2解析：E 3－E 1＝hcλ1，E 3－E 2＝hc λ2，E 2－E 1＝hc λ， 根据E 3－E 1＝(E 3－E 2)＋(E 2－E 1)， 可得hc λ1－hc λ2＝hc λ，则λ＝λ1λ2λ2－λ1. 答案：A7．用a 、b 、c 、d 表示4种单色光，若①a 、b 从同种玻璃射向空气，a 的临界角小于b 的临界角；②用b 、c 和d 在相同条件下分别做双缝干涉实验，c 的条纹间距最大；③用b 、d 照射某金属表面，只有b 能使其发射电子．则可推断a 、b 、c 、d 可能分别是( )A ．紫光、蓝光、红光、橙光B ．蓝光、紫光、红光、橙光C ．紫光、蓝光、橙光、红光D ．紫光、橙光、红光、蓝光解析：本题考查的知识点较多，但都是光学中的基本物理现象，如全反射、双缝干涉和光电效应等，意在考查学生是否掌握了基本的物理现象和规律. 由sin C ＝1n知，a 光的折射率大于b 光，则a 光的频率大于b 光的频率．双缝干涉实验中，条纹间距和光波波长成正比，则c 的频率最小．b 、d 做光电效应实验，b 能使金属产生光电子，则b 的频率大于d 的频率. 因此有f a >f b >f d >f c, 则A 选项对．答案：A8．下列叙述正确的是( ) A ．一切物体都在辐射电磁波B ．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D ．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析：一般物体辐射仅与温度有关，而黑体辐射除与温度外，还与频率及波长有关． 答案：B9．在光滑的水平面上，两个质量均为m 的完全相同的滑块以大小均为p 的动量相向运动，发生正碰，碰后系统的总动能不可能是( )A ．0B.2p2mC.p 22mD.p 2m解析：碰撞前系统的总动能E k ＝2×p 22m ＝p 2m，由于碰撞后系统总动能不增加，所以选项B是不可能的．答案：B10．质量为M 的砂车，沿光滑水平面以速度v 0做匀速直线运动，此时从砂车上方落入一个质量为m 的大铁球，如图所示，则铁球落入砂车后，砂车将( )A ．立即停止运动B ．仍匀速运动，速度仍为v 0C ．仍匀速运动，速度小于v 0D ．做变速运动，速度不能确定解析：砂车及铁球组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，所以有Mv 0＝(M ＋m )v ，得v ＝MM ＋mv 0<v 0，故选C. 答案：C二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )图甲 图乙 图丙 图丁A ．图甲的远距离输电，可以降低输电电压来降低输电线路上的能量损耗B ．图乙的霓虹灯，各种气体原子的能级不同但跃迁时发射能量相同的光子C ．图丙的14C 测年技术，根据植物体内的放射性强度变化推算其死亡时间D ．图丁的核反应堆，通过镉棒插入的深浅调节中子数目以控制反应速度解析：图甲的远距离输电，可以提高输电电压来降低输电线路上的电流，从而减小输电线的能量损耗，选项A 错误；各种气体原子的能级不同，由于发射光子的能量等于两个能级的能级差，故跃迁时发射能量不相同的光子，选项B 错误；图丙的14C 测年技术，根据植物体内的放射性强度变化推算其死亡时间，选项C 正确；图丁的核反应堆，通过镉棒插入的深浅调节中子数目以控制反应速度，选项D 正确．答案：CD12．带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离，从而显示其运动轨迹．如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨道，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是( )A ．粒子先经过a 点，再经过b 点B ．粒子先经过b 点，再经过a 点C ．粒子带负电D ．粒子带正电解析：由r ＝mvqB可知，粒子的动能越小，圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子先经过a 点，再经过b 点，选项A 正确；根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C 正确．答案：AC13.如图所示，一个质量为0.18 kg 的垒球，以25 m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s ，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s ．下列说法正确的是( )A ．球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 NB ．球棒对垒球的平均作用力大小为360 NC ．球棒对垒球做的功为126 JD ．球棒对垒球做的功为36 J解析：设球棒对垒球的平均作用力为F ，由动量定理，得F ·t ＝m (v t －v 0)，取v t ＝45 m/s ，则v 0＝－25 m/s ，代入上式，得F ＝1 260 N ，由动能定理，得W ＝12mv 21－12mv 20＝126 J ，选项A 、C 正确．答案：AC14．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是( )A ．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开B ．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C ．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D ．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行解析：本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题．光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前、后两小球组成的系统总动量守恒．碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以A 项是可能的；若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前两球总动量为零，所以B 项不可能；碰撞前、后系统的总动量的方向不同，所以动量不守恒，C 项不可能；碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以，D 项是可能的．答案：AD二、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图所示，两个小球的质量分别为m A 和m B .(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？请将这些器材前面的序号填在横线上________．①秒表 ②刻度尺 ③天平 ④圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有________．①m A m B ＝ON MP ②m A m B ＝OMMP ③m A m B ＝OP MN④m A m B ＝OMMN解析：(1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM 、OP 、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规．(2)根据动量守恒定律有：m A OP ＝m A OM ＋m B ON ，即m A (OP －OM )＝m B ON ，①正确． 答案：(1)②③④ (2)①16．(9分)某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O 点，使小球1的球心到悬点O 的距离为L ，被碰小球2放在光滑的水平桌面上．将小球1从右方的A 点(OA 与竖直方向的夹角为α)由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动到C 位置，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为x 的D 点．(1)实验中已经测得上述物理量中的α、L 、x ，为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量的物理量有_____________________(要求填写所测物理量的名称及符号)．(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量： p 1＝________；p ′1＝________；p 2＝__________；p ′2＝__________．解析：(1)为了验证两球碰撞过程动量守恒，需要测量小球1质量m 1和小球2质量m 2，小球1碰撞前后的速度可以根据机械能守恒定律测出，所以还需要测量OC 与OB 夹角β，需要通过平抛运动测量出小球2碰后的速度，需要测量水平位移x 和桌面的高度h .(2)小球从A 处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律，得m 1gL (1－cos α)＝12m 1v 21，解得v 1＝2gL （1－cos α），则p 1＝m 1v 1＝m 12gL （1－cos α）；小球A 与小球B 碰撞后继续运动，在A 碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒，由机械能守恒定律，得－m 1gL (1－cos β)＝0－12mv ′21，解得v ′1＝2gL （1－cos β），则p ′1＝m 12gL （1－cos β）.碰前小球B 静止，则P B ＝0；碰撞后B 球做平抛运动，水平方向：x ＝v ′2t ，竖直方向 h ＝12gt 2，联立解得v ′2＝xg 2h ，则碰后B 球的动量p ′2＝m 2x g 2h.答案：(1)小球1的质量m 1，小球2的质量m 2，桌面高度h ，OC 与OB 间的夹角β (2)m 12gL （1－cos α） 0 m 2xg 2hm 12gL （1－cos β）17．(12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？ 解析：(1)94Be ＋42He →126C ＋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 ＝3.371×1025MeV ＝5.4×1012J.(3)质量亏损Δm ＝ΔE c 2＝ 5.394×1012（3.0×108）2 kg ＝6.0×10－5kg. 答案：(1)94Be ＋42He →126C ＋10n (2)5.4×1012J (3)6.0×10－5 kg18．(15分)已知氢原子的基态电子轨道半径为r 1＝0.528×10－10m ，量子数为n 的能级值为E n ＝－13.6n2eV. (1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中波长最短的波．(静电力常量k ＝9×109N ·m 2/C 2，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s ，真空中光速c ＝3.00×108m/s)解析：由ke 2r 2n ＝mv 2n r n ，可计算出电子在任意轨道上运动的动能E kn ＝12mv 2n ＝ke22r n，由E n ＝－13.6n2eV 计算出相应量子数n 的能级值为E n . (1)核外电子绕核做匀速圆周运动，静电引力提供向心力， 则：ke 2r 21＝mv 21r 1.又知E k ＝12mv 2，故电子在基态轨道的动能为：E k ＝ke 22r 1＝9×109×（1.6×10－19）22×0.528×10－10J ＝13.6 eV. (2)当n ＝1时，能级值为E 1＝－13.612eV ＝－13.6 eV ； 当n ＝2时，能级值为E 2＝－13.622eV ＝－3.4 eV ； 当n ＝3时，能级值为E 3＝－13.632eV ＝－1.51 eV ； 能发出光谱线分别为3→2，2→1，3→1共三种， 能级图如图所示．(3)由E 3向E 1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．h ν＝E m －E n ，又知ν＝cλ，则有λ＝hcE 3－E 1＝6.63×10－34×3×10812.09×1.6×10－19 m ＝1.03×10－7m.答案：(1)13.6 eV (2)如解析图所示 (3)1.03×10－7m19.(12分)如图所示，光滑的水平面上有一木板，在其左端放有一重物，右方有一竖直的墙，重物的质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ＝0.2.使木板与重物以共同的速度v 0＝6 m/s 向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．已知木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g ＝10 m/s 2.求：木板从第一次与墙碰撞到第二次与墙碰撞所经历的时间．解析：第一次与墙碰撞后，木板的速度反向，大小不变，此后木板向左做匀减速运动，重物向右做匀减速运动，最后木板和重物达到共同的速度v .设木板的质量为m ，重物的质量为2m ，取向右为动量的正向，由动量守恒，得2mv 0－mv 0＝3mv ，①设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v 所用的时间为t 1，对木板应用动量定理，得2μmgt 1＝mv －m (－v 0)，②设重物与木板有相对运动时的加速度为a ，由牛顿第二定律，得2μmg ＝ma ，③ 在达到共同速度v 时，木板离墙的距离l 为：l ＝v 0t 1－12at 21，④开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为：t 2＝lv，⑤从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为：t ＝t 1＋t 2，⑥由以上各式得t ＝4v 03μg ，⑦代入数据得t ＝4 s. 答案：4 s。