教科版高中物理选修3-5考前过关训练专题一

高二物理综合测试卷1 （选修3-5）一、选择题 (下列四个选项中有的只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，每题4分)1. 卢瑟福通过对a 粒子散射实验结果的分析，提出（ ）A ．原子的核式结构模型．B ．原子核内有中子存在．C ．电子是原子的组成部分．D ．原子核是由质子和中子组成的．2.原子弹和氢弹各是根据什么原理制造的（ ）A ．都是依据重核的裂变B ．都是依据轻核的聚变C ．原子弹是根据轻核聚变，氢弹是根据重核裂变D ．原子弹是根据重核裂变，氢弹是根据轻核聚变3.下面说法中正确的是（ ）A ．用α粒子轰击铍( 9 4B e ) 核，铍核转变为碳核（12 6C ），同时放出β射线 B ．β射线是由原子核外电子受激发而产生的C ．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强D ．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹4. 一个氘核（H 21）与一个氚核（H 31）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，聚变过程中（ ）A ．吸收能量，生成的新核是He 42B ．放出能量，生成的新核是He 42C ．吸收能量，生成的新核是He 32D ．放出能量，生成的新核是He 325. 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ）A ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应7.下列说法正确的是（ ）A 、α射线与γ射线都是电磁波B 、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流，它具有中等的穿透能力。

C 、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D 、原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量8.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（ ）A ．1401214H He+2e → B ．1441717281N+He O+H → C ．235113690192054380U+n Xe+Sr+10n → D ．238234492902U Th+He → 9. 按照玻尔理论，氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B 跃迁到能级C 时，吸收频率为ν2的光子，且ν1＞ν2 。

物理选修3-5考试卷一、选择题（4×12=48分）1、人从高处跳到低处，为了安全，一般都是脚尖先着地，这样做的目的是为了（）A．减小着地时所受冲量B．使动量增量变的更小C．增大人对地面的压强，起到安全作用D．延长对地面的作用时间，从而减小地面对人的作用力2、关于物体的动量和动能,下列说法中正确的是（）A．一物体的动量不变,其动能一定不变B．一物体的动能不变,其动量一定不变C．两物体的动量相等,其动能一定相等D．两物体的动能相等,其动量一定相等3、质量为m的钢球自高处落下,以速度v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速度为v2。

在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为()A.向下,m(v1-v2)B.向下,m(v1+v2)C.向上,m(v1-v2)D.向上,m(v1+v2)4、某物体在运动过程中,受到的冲量为-1N·s,则（）A．物体原动量方向一定与这个冲量方向相反B．物体的末动量一定是负值C．物体的动量一定要减少D．物体动量的增量一定与所规定的止方5、两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止。

则可以推断碰之前（）A．两个球的动量一定相等 B．两个球的质量一定相等C．两个球的速度一定相等D．两个球的动量大小相等，方向相反6、如图所示,木块A静置于光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙,现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则以下叙述正确的是()A.A、B最终以同一不为零的速度运动B.A、B最终速度均为零C.A物体先做加速运动,后做减速运动D.A物体先做加速运动,后做匀速运动7、如图所示,在光滑水平面上,有一质量为m=3kg的薄板和质量为m'=1kg的物块,都以v=4m/s的初速度向相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4m/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.以上运动都可能8、在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动.假定两板与冰面间的摩擦因数相同.已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于（）A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小9、用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则（）A．光电子的最大初动能不变B．光电子的最大初动能减小C．单位时间内产生的光电子数减少D．可能不发生光电效应10、如图所示，一验电器与锌板用导线相连，现用一紫外线灯照射锌板，关灯之后，验电器指针保持一定的偏角（）A．将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大B．将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将不变C．使验电器指针回到零，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转11、下列事例中表明光子不但具有能量，而且象实物粒子一样具有动量的是（）A．康普顿效应B．光的偏振现象C．光的色散现象D．光的干涉现象12、下表给出了一些金属材料的逸出功。

绝密★启用前教科版高中物理选修3-5 第一章碰撞与动量守恒寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.在光滑的水平面上，动能为E0的钢球1与静止钢球2发生碰撞，碰后球1反向运动，其动能大小记为E1，球2的动能大小记为E2，则必有 ()A．E1＜E0B．E1＝E0C．E2＞E0D．E2＝E0【答案】A【解析】根据碰撞前后动能关系得E1＋E2≤E0，必有E1＜E0，E2＜E0.故只有A项对．2.如图所示，在地面上固定一个质量为M的竖直木杆，一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬，经时间t，速度由零增加到v，在上述过程中，地面对木杆的支持力的冲量为()A． (Mg＋mg－ma)tB． (m＋M)vC． (Mg＋mg＋ma)tD．mv【答案】C【解析】杆与人之间的作用力为F，对人，F－mg＝ma，地面与杆的作用力为F N，对杆，F N＝F＋Mg，地面对杆的冲量，I＝F N t.3.一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.这个士兵用自动步枪在2 s时间内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是10 g，子弹离开枪口时相对枪口的速度是800 m/s.射击前皮划艇是静止的()A．每次射击后皮划艇的速度改变2 m/sB．连续射击后皮划艇的速度是2 m/sC．每次射击后子弹的速度改变m/sD．连续射击时枪所受到的平均反冲作用力约40 N【答案】D【解析】射击过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒可知：mv－Mv′＝0，代入数据解得：v′＝v≈0.06 m/s，A错误；连续射击2 s过程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，则有：10mv－Mv″＝0代入数据解得：v″＝＝0.67 m/s，船的速度改变0.67 m/s，所以射出10发子弹后，子弹速度的改变量为0.67 m/s，B、C错误；每颗子弹的发射时间为：t＝s＝0.2 s，对子弹，由动量定理可知：Ft＝mv－0，代入数据解得：F＝＝40 N，由牛顿第三定律可知，枪受到的平均作用力F′＝F＝40 N，D正确．4.质量为m的钢球自高处落下，以速度大小v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速度大小为v2.在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为()A．向下，m(v1－v2)B．向下，m(v1＋v2)C．向上，m(v1－v2)D．向上，m(v1＋v2)【答案】D【解析】物体以大小为v1的竖直速度与地面碰撞后以大小为v2的速度反弹．设垂直地面向上的方向为正方向，对钢球应用动量定理得Ft－mgt＝mv2－(－mv1)＝mv2＋mv1由于碰撞时间极短，t趋于零，则mgt趋于零．所以Ft＝m(v2＋v1)，即弹力的冲量方向向上，大小为m(v2＋v1)．5.一运动员踢质量为1 kg的球时的力F＝100 N，球在地上滚了10 s才停下来，则运动员踢球的冲量为()A． 1 000 N·sB． 500 N·sC． 0D．无法确定【答案】D【解析】运动员踢球瞬间作用力为F＝100 N，但其作用时间t≠10 s，运动员踢球的冲量不为零，但无法求解其大小，D正确．6.手持铁球的跳远运动员起跳后，欲提高跳远成绩，可在运动到最高点时，将手中的铁球() A．竖直向上抛出B．向前方抛出C．向后方抛出D．向左方抛出【答案】C【解析】欲提高跳远成绩，则应增大水平速度，即增大水平方向的动量，所以可将铁球向后抛出，人和铁球水平方向的总动量守恒，因为铁球的动量向后，所以人向前的动量增加．7.甲、乙两个溜冰者质量分别为48 kg和50 kg，甲手里拿着质量为2 kg的球，两人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度的大小为()A． 0B． 2 m/sC． 4 m/sD．无法确定【答案】A【解析】设甲溜冰者的运动方向为正方向，根据动量守恒定律，选择开始和最后两个状态列方程得：(M甲＋m)v0－M乙v0＝M乙×0＋(M甲＋m)v，代入数据解得v＝0，A正确．8.如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A，B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时()A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大【答案】C【解析】根据动量守恒可知，若小车不动，两人的动量大小一定相等，因不知两人的质量，A错误．若小车向左运动，A的动量一定比B的大，B错误，C正确．若小车向右运动，A的动量一定比B的小，D错误．9.质量为ma＝1 kg，mb＝2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移—时间图象如图所示，下列说法正确的是()A．此碰撞属于弹性碰撞B．此碰撞非弹性碰撞C．a球碰撞前后速度方向没有改变D．b球碰撞前后速度方向改变【答案】A【解析】根据x－t图象可知：a球的初速度为：v a＝m/s＝3 m/s，b球的初速度为v b＝0，碰撞后a球的速度为：v a′＝－m/s＝－1 m/s，碰撞后b球的速度为：v b′＝m/s＝2 m/s，可知碰撞前后两球碰撞过程中a球的速度方向发生改变，b球由静止到运动，C、D错误；系统动能变化量为：ΔE k＝ma v＋0－ma v a′2－mb v b′2＝×1×32－×1×12－×2×22＝0，则知碰撞前后系统的总动能不变，此碰撞是弹性碰撞；A正确．10.如图，横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上，已知水的密度为1×103kg/m3，假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下，则墙壁所受水柱冲击力为()A． 5×105NB． 50 NC． 5×103ND． 5×102N【答案】B【解析】t s时间内喷水质量为：m＝ρSvt＝1000×0.0005×10t kg＝5t kg，水在时间t s内受到墙的冲量为：I＝0－mv＝Ft所以：F＝＝N＝－50 N负号表示水受到的墙的作用力的方向与运动的方向相反．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA＝4 kg、mB＝2 kg.A的速度v A＝3 m/s(以vA的方向为正方向)，B的速度vB＝－3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为()A．均为＋1 m/sB．＋4 m/s和－5 m/sC．＋2 m/s和－1 m/sD．－1 m/s和＋5 m/s【答案】AD【解析】由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化情况：E前＝mA v＋mB v＝27 JE后＝mA v A′2＋mB v B′2由于碰撞过程中动能不可能增加，所以应有E前≥E后，据此可排除B；选项C虽满足E前≥E后，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍能保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C选项错误．验证A、D均满足E前≥E后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A、D.12.(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C 都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为M∶mC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动【答案】BC【解析】小车AB与木块C组成的系统动量守恒，C向右运动时，AB应向左运动，A错误；设碰前C的速率为v1，AB的速率为v2，则0＝mv1－Mv2，得＝，B正确；设C与油泥粘在一起后，AB、C的共同速度为v共，则0＝(M＋m)v共，得v共＝0，C正确，D错误．13.(多选)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．如图甲所示，曲线上A点的曲率圆定义为：在曲线上某一点A 和邻近的另外两点分别做一圆，当邻近的另外两点无限接近A点时，此圆的极限位置叫做曲线A 点处的曲率圆，其曲率圆半径R叫做A点的曲率半径．现将一质量为m的物体沿与水平面成θ角的方向以某一速度抛出，如图乙所示．不计空气阻力，在其轨迹最高点P处的曲率半径为r，则( )A．物体抛出时，速度大小是B．物体抛出时，速度大小是C．抛出物体时，至少需要对物体做功D．抛出物体时，对物体施加的冲量最小值是【答案】BCD【解析】物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为v0cosθ，在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力提供向心力，由向心力的公式得mg＝，所以初速度为：v0＝，B正确；抛出物体时，至少需要对物体做功mv＝，抛出物体时，对物体施加的冲量最小值是I＝Ft＝mv0＝，C、D正确．14.(多选)下面的说法正确的是()A．冲量与动量的单位在国际单位制下是相同的，所以冲量就是动量B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小【答案】BD【解析】冲量等于动量改变量，A错误；根据动量定理Ft＝Δmv可得，速度变化时，合外力肯定不为零，合外力的冲量肯定不为零，但这种情况下，物体的速度可能增大，可能减小，也可能大小不变，只是方向发生变化，所以B正确，C错误；做匀速圆周运动的物体受到的向心力即合力的冲量只改变速度的方向，D正确．分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动. 图乙为某次实验打出的、点迹清晰的两条纸带各自的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后的两滑块的总动量大小为________. 重复上述实验，多做几次. 若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证.【答案】0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1－s3)0.4abs2【解析】动量p＝mv,根据v＝可知两滑块碰前的速度分别为v1＝0.2s1b、v2＝0.2s3b,则碰前两滑块动量分别为0.2abs1和0.2abs3,总动量大小为av1－av2＝0.2ab(s1－s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2av＝＝0.4abs2.四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示，光滑水平轨道上放置长木板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碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小．【答案】2 m/s【解析】长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上，两者碰撞时间极短，碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计，长木板A与滑块C组成的系统，在碰撞过程中动量守恒，则mA v0＝mA v A＋mC v C两者碰撞后，长木板A与滑块B组成的系统，在两者达到同速之前系统所受合外力为零，系统动量守恒，则mA v A＋mB v0＝(mA＋mB)v长木板A和滑块B达到共同速度后，恰好不再与滑块C碰撞，则v C＝v联立以上各式，代入数值解得：v A＝2 m/s.17.如图所示，物体A和B的质量分别为m2和m1，其水平直角边长分别为a和b.设A、B之间以及B与水平地面间均无摩擦，当A由B顶端从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是多少？【答案】【解析】设下滑过程中A相对于B的水平平均速度为，B对地的平均速度为′，对A和B组成的系统，水平方向的动量守恒，则0＝m1′＋m2(′－)，解得′＝.两边同乘以下滑时间t，得sB＝.18.光滑水平面有两个物块A、B在同一直线上相向运动，A的速度为4 m/s，质量为2 kg，B的速度为2 m/s，二者碰后粘在一起沿A原来的方向运动，且速度大小变为1 m/s.求：(1)B的质量；(2)这一过程产生的内能．【答案】(1) 2 kg(2) 18 J【解析】(1)设A、B两物块的质量分别为mA、mB，碰前速度为v A、v B，碰后共同速度为v，以A物块的运动方向为正方向，由碰撞过程动量守恒有：mA v A－mB v B＝(mA＋mB)v，解得mB＝2 kg.(2)碰撞过程产生的内能为Q＝ΔE k＝mA v＋mB v－(mA＋mB)v2＝×2×42J＋×2×22J－×(2＋2)×12J＝18 J.。

物理选修3-5一、高考考点回顾在《考试大纲》中选修3-5涉及7个主题，但高考试题主要涉及：动量及守恒定律、原子结构、原子核、波粒二象性四个主题.动量、动量守恒定律及其应用的能力要求仅限于一维空间中的Ⅱ级要求.全国卷试题，这部分内容的题型以计算题为主，往往从一个物理状态经过一定的物理过程过渡到另一物理状态，涉及其它力学知识的综合.复习时要注重分析物体之间的相互作用的过程；要针对某一过程确定状态，列出方程；要抓住典型问题，建立有效的解题模型.近代物理都是Ⅰ能力级要求，题型以选择题和填空题为主，重点考查：光电效应及爱因斯坦光电效应方程、氢原子光谱、氢原子的能级结构及能级公式、核反应方程.由于考查的范围和题型相对稳定，所以“回归教材”、“不避陈题”是高考命这部分试题时的一个公开的密秘.二、例题精选[例1]．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E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线［解析］：只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期决定于由原子核内部的结构，与外界温度及化学作用等无关，B正确；放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，C正确；α、β和γ；三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，D正确；一个原子核在一次衰变中，要是α衰变、要么是β衰变，同时伴随着能量的释放，即γ射线，E错误.[例2]．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是 .A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子E ．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的 粒子组成的，并测出了该粒子的比荷［解析］：考察原子物理部分的物理学史知识.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为 1.6×10-19C ，A 正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了中子， B 错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po ）和镭（Ra ）两种新元素，C 正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，D 错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，E 正确.[例3]：用频率1ν绿光照射一光电管，能产生光电流，若要增大电子逸出时的最大初动能，应 A ．增大绿光的照射强度 B ．增长绿光的照射时间 C ．改用频率12νν<的红光照射 D ．改用频率13νν>的紫光照射 E ．增大加在光电管上的电压[解析]：光电效应的考题一般是应用光电效应的四条规律对有关现象进行判断和解释.这四条规律是：（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.（3）光电效应的发生几乎是瞬间的.（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度无关.对照这4条规律，很快就可以判断，五个选项只有D 选项是正确的.用光电效应方程：W h mv m -=ν221来解释当然也很方便，但用它的前提条件仍然要掌握4条规律，知道光电效应与时间无关；W 是金属极限频率对用的逸出功.[例4]：用质子轰击锂核Li 73生成两个α粒子，已知质子、α粒子、锂核的质量分别为H m 、αm 、Li m .（1）写出核反应方程： .（2）该核反应的质量亏损m ∆= .（3）该核反应释放的能量=E ∆ .[解析]：核反应方程的书写，主要是遵守质量数守恒和核电荷数守恒.所以，本题中的核反应方程为：He Li H 4273112→+.爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的关系，它们之间的关系为2mc E =，m 是物体的质量，c 是光在真空中的传播速度.核子在结合成原子核时总质量减少，这种现象叫做质量亏损，用m ∆表示，即：后前m m m ∑∑∆-=.亏损的质量所释放出来的能量为2m c ∆.所以，该核反应的质量亏损为：αm )m m (Li H 2-+；释放的核能为：22c ]m )m m [(Li H α-+[例5]．光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ，质量分别为mA＝3m 、m B ＝m C ＝m ，开始时B 、C 均静止，A 以初速度v 0向右运动，A 与B 碰撞后分开，B 又与C 发生碰撞并粘在一起，此后A 与B 间的距离保持不变．求B 与C 碰撞前B 的速度大小．［解析］：（1）根据12n E E n =可得1112242E E h ν=-，12122E h E ν=-，两式联立解得1214νν=． （2）设A 与B 碰撞后，A 的速度为v A ，B 与C 碰撞前B 的速度为v B ，B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ，由动量守恒定律得：对A 、B 木块：m A v 0＝m A v A ＋m B v B ① 对B 、C 木块：m B v B ＝（m B ＋m C ）v ② 由A 与B 间的距离保持不变可知：v A ＝v ③ 联立①②③式，代入数据得：065B v v =．[例6].全如图，小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O ．让球a 静止下垂，将球b 向右拉起，使细线水平．从静止释放球b ，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求：（1）两球a 、b 的质量之比；（2）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b 在碰前的最大动能之比．[解析]：（1）设球b 的质量为m 2，细线长为L ，球b 下落至最低点，但未与球a 相碰时的速率为v ，由机械能守恒定律得：m 2gL ＝12m 2v 2① 式中g 是重力加速度的大小．设球a 的质量为m 1；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v ′，以向左为正方向．由动量守恒定律得m 2v ＝（m 1＋m 2）v ′②设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律得12（m 1＋m 2）v ′2＝（m 1＋m 2）gL （1－cos θ）③联立①②③式得：121m m =④代入题给数据得：121m m =⑤ （2）两球在碰撞过程中的机械能损失是：Q ＝m 2gL －（m 1＋m 2）gL （1－cos θ）⑥ 联立①⑥式，Q 与碰前球b 的最大动能E k （E k ＝12m 2v 2）之比为： ()12k 211cos m m Q E m θ+=--⑦联立⑤⑦式，并代入题给数据得：k 1Q E =．[例7].一静止的23892U 核经α衰变成为23490Th 核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后23490Th 核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?[解析]：本题将动量守恒定律与原子核物理结合在一起，以计算题的形式出来. 据题意知，此α衰变的衰变方程为：23892U →23490Th ＋42He 根据动量守恒定律得：m αv α＝m Th v Th ①式中，m α和m Th 分别为α粒子和Th 核的质量，v α和v Th 分别为α粒子和Th 核的速度的大小．由题设条件知12m αv 2α＋12m Th v 2Th ＝E k ② 2344=Th m m α③ 式中E k ＝4.27 MeV 是α粒子与Th 核的总动能． 由①②③式得：12m Th v 2th ＝Thm m m αα+E k ④ 代入数据得，衰变后23490Th 核的动能：12m Th v 2Th ＝0.07 MeV ⑤三、试题选编一、选择题(在所给的5个选项中，有3项是符合题目要求的.选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给5分．有选错的得0分)1．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.放射性元萦与别的元紊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E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线2．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，下列说法正确的是______A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关B ．对于同种金属，E k 与照射光的波长成反比C ．对于同种金属，E k 与光照射的时间成正比D ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系 E ．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k 与金属的逸出功成线性关系3．原子核23290Th 具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核.下列原子核中，有三种是23290Th 衰变过程中可以产生的，它们是 A ．20482Pb B ．20382Pb C ．21684Po D ．22488Ra E ．22688Ra 4．氢原子能级如图1所示，当氢原子从3=n 跃迁到2=n 的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是______A ．氢原子从2=n 跃迁到1=n 的能级时，辐射光的波长大于656nmB ．氢原子从2=n 跃迁到1=n 的能级时，辐射光的波长小于656nmC ．用波长为325nm 的光照射，可使氢原子从1=n 跃迁到2=n 的能级D ．一群处于3=n 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线E ．用波长为633nm 的光照射，不能使氢原子从2=n 跃迁到3=n 的能级 图15．关于原子核的结合能，下列说法正确的是________A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核（13355Cs ）的结合能小于铅原子核（20882Pb ）的结合能1234eVE /085.0-51.1-4.3-6.13-neVE /D ．比结合能越大，原子核越不稳定E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能6．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应.对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是A ．遏止电压B ．饱和光电流C ．光电子的最大初动能D ．逸出功E ．发生光电效应的时间 7.关于光谱，下列说法正确的是A ．炽热的液体发射连续光谱B ．发射光谱一定是连续光谱C ．明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成份进行分析D ．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素E ．氢原子光谱不连续的原因是其辐射（或吸收）光子的能量不连续8．正电子发射计算机断层显象（PET ）的基本原理是：将放射性同位素O 158注入人体，O 158在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET 的原理，下列选项正确的是A ．O 158的衰变的方程式是：e N O 01157158+→ B ．正负电子湮灭方程式是：γ→+-2e e 0101C ．在PET 中，O 158的半衰期随压强的增大而变短.D ．在PET 中，O 158的主要用途是作为示踪原子E ．在PET 中，O 158的主要用途是参与人体的代谢过程 9．我国科学家研制“两弹”所涉及到的基本核反应方程有：（1）n Xe S r n U 101365490381023592k ++→+ （2）n He H H 10423121d +→+关于这两个方程的下列说法，正确的是A ．方程（1）属于α衰变B ．方程（1）属于重核裂变C ．方程（2）属于轻核聚变D ．方程（1）中k =10，方程（2）中d =1E ．方程（1）中k = 6，方程（2）中d =110．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”的核反应是轻核聚变B ．“人造太阳”的核反应方程是23411120H H He n +→+C ．“人造太阳”的核反应方程是235114192192056360U n Ba Kr 3n +→++D ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是2mc E ∆=∆ E. “人造太阳”核能大小的计算公式是221mc E =二、填空题（将答案填写在横线上，每题6分）11．在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 .12．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天． ①碘131核的衰变方程：13153I →______(衰变后的元素用X 表示)． ②经过________天有75%的碘131核发生了衰变．13．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：234112H H He x +→+，式中x 是某种粒子．已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.014 1 u 、3.016 1 u 、4.002 6 u 和1.0087 u ；1 u ＝931.5 MeV/c 2，c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x 是______，该反应释放出的能量为______ MeV （结果保留3位有效数字）．14．2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程，它们分别是______和______(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是______和______．A ．X 1→13756Ba ＋10n B ．X 2→13154Xe ＋01- e C ．X 3→13756Ba ＋01- e D ．X 4→13154Xe ＋11p15．一质子束入射到能止靶核Al 2713上，产生如下核反应：n X Al 2713+→+p ，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 .16．在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .17．氢原子第n 能级的能量为12n E E n =，其中E 1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则12νν=________． 18．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108K 时，可以发生“氦燃烧”.①完成“氦燃烧”的核反应方程：γBe ___He 8442+→+.②Be 84是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10-16s.一定质量的Be 84，经7.8×10-16s 后所剩Be84占开始时的_______.19．如图2所示，有一群氢原子处于量子数n =3的激发态. 跃迁过程最多能发出 条光谱线.设基态能量为-E 1，普朗克 常量为h .这几条谱线中最大频率为图220．有两个原子核C 126和C 146，这两个具有相同的 和不同质量数的原子核互称为 .C 126是稳定的，而C 146则能发生+→N C 147146 +γ的核反应 ，γ称中微子，是无1234∞neV/E 1E电荷无质量的粒子.三、计算题（每题10分）21．如图3所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m 、12m ，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v 0、v 0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)图322．如图4所示，A 、B 、C 三个木块的质量均为m ，置于光滑的水平桌面上，B 、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B 和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B 、C 可视为一个整体．现A 以初速v 0沿B 、C 的连线方向朝B 运动，与B 相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0.求弹簧释放的势能．图423．如图5所示，质量为m 、长度为L 的木块A 放在光滑的水平面上，另一质量为M =3m 的小球B 以速度v 0在水平面上向右运动并与A 在距离竖直墙壁为6L 处发生碰撞，已知碰后木块A 的速度大小为v 0，木块A 与墙壁碰撞过程中无机械能损失，且作用时间极短，小球的半径可以忽略不计.求：（1）木块和小球发生碰撞过程中的能量损失；（2）木块和小球发生第二次碰撞时，小球到墙壁的距离.图524．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.25．如图6所示，在足够长的光滑水平面上，物体A 、B 、C 位于同一直线上，A 位于B 、C 之间.A 的质量为m ，B 、C 的质量都为M ，三者都处于静止状态，现使A 以某一速度向右运动，求m 和M 之间满足什么条件才能使A 只与B 、C 各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.图626．如图7所示，光滑水平直轨道上两滑块A 、B 用橡皮筋连接，A 的质量为m .开始时橡皮筋松驰，B 静止，给A 向左的初速度0v .一段时间后，B 与A 同向运动发生碰撞并粘在一起.碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B 的速度的一半.求：（1）B 的质量;（2）碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失.图727．质量分别为3m 和m 的两个物体，用一根细线相连，中间夹着一个被压缩的轻质弹簧，在光滑水平面以速度v 0匀速运动.某时刻细线断裂，质量为m 的物体离开弹簧时的速度变为2v 0，如图8所示.求弹簧在这个过程中做了多少功？图828．如图9所示，在光滑的水平面上有三个小物块A 、B 、C ，三者处于同一直线上，质量分别为m A =3m 、m B =m C =m ，初始A 、B 用弹簧栓连处于静止状态，C 以初速度0v 向左运动，B 、C 相碰后以相同的速度向左运动但不粘连，求弹簧伸长量最大时储存的弹性势能E P图929．一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直进入磁感应强度大小为B 的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R 的圆.已知α粒子的质量为m ，电荷量为q ；新核的质量为M ；光在真空中的速度大小为c .求衰变前原子核的质量.30．如图10所示，质量分别为m A 、m B 的两个弹性小球A 、B 静止在地面上方，B 球距地面的高度b =0.8m ，A 球在B 球的正上方.先将B 球释放，经过一段时间后再将A 球释放.当A 球下落t = 0.3s 时，刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A 球的速度恰为零.已知m B =3m A ，重力加速度大小g =10m/s 2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.求：(1)B 球第一次到达地面时的速度； (2)P 点距离地面的高度.图10v 0参考答案一、选择题答案1．BCD 2．ADE 3．ACD 4．BDE 5．ABC 6．ACD 7．ACE 8．ABD 9．BCD 10.ABD二、填空题 11．ek ek12．①13154X ＋01- e ②1613．10n （或中子） 17.6（提示：根据质量数和电荷数守恒有x 的电荷数为0，质量数为（2＋3－4）＝1，可知x 为中子；根据质能方程有∆E ＝∆mc 2＝931.5×（2.014 1＋3.016 1－4.002 6－1.008 7）MeV ＝17.6 MeV ．）14．B ，C ； 78，82 15．14 13 16．h0c λ 0hce λλ (λ0－λ) 17．1418．He 42或α，81或12.5% 19．3；hE 98120．β射线；e N C 01147146-+→；11460（提示：根据021m )(m T t=求得：t =11460.）三、计算题21．解：设抛出货物的速度为v ，由动量守恒定律得： 乙船与货物：12mv 0=11mv 1-mv ， 甲船与货物：10m ×2v 0-mv =11mv 2，两船不相撞的条件是：v 2≤v 1，解得：v ≥4v 0；22．解：（1）设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得：mv 0=3mv ，设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒得3mv =2mv 1+mv 0， 解得：v 1=0；（2）设弹簧的弹性势能为E P ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有：2021221221321mv v )m (E )m (P +=+ , 解得：2031mv E P =.23．解：（1）设小球与木块第一次碰撞后的速度大小为v ，并取水平向右为正方向，由动量守恒：0033mv mv mv += ， 得：032v v =. 碰撞过程中的能量损失为：20202203121321321mv mv mv mv E =-⨯-⨯=∆. （2）设第二次碰撞时小球到墙壁的距离为x ，则在两次碰撞之间： 小球运动的路程为：6L -x , 木块运动的路程为：6L +x -2L. 由于小球和木块在两次碰撞之间运动的时间相同，所以有：0026326v Lx L v x L -+=-, 解得：x =2L. 24．解：设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为v ；在碰撞后的瞬间，A 和B 的速度分别为v 1和v 2．在碰撞过程中，由能量守恒定律和动量守恒定律．得：mv 2=mv 12+2mv 22， mv =mv 1+2mv 2，式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．联立解得：v 1=221v , 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得： μmgd 1=2121mv μ（2m ）gd 2= 22221mv ⋅ 按题意有：d =d 2+d 1．设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd =2022121mv mv - 联立解得：v 0= gd μ52825．解：A 向右运动与C 发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒.设速度方向向右为正，开始时A 的速度为v 0，第一次碰撞后C 的速度为v C1，A 的速度为v A1．由动量守恒定律和机械能守恒定律得：011A C mv mv Mv =+ ,①222011111222A C mv mv Mv =+ ② 联立①②式得：10A m M v v m M -=+, ③ 102C mv v m M=+ ④ 如果m >M ，第一次碰撞后，A 与C 速度同向，且A 的速度小于C 的速度，不可能与B 发生碰撞；如果m =M ，第一次碰撞后，A 停止，C 以A 碰前的速度向右运动，A 不可能与B 发生碰撞；所以只需考虑m <M 的情况.第一次碰撞后，A 反向运动与B 发生碰撞.设与B 发生碰撞后，A 的速度为v A2，B 的速度为v B1，同样有：2210A A m M m M v v v m M m m --⎛⎫== ⎪++⎝⎭, ⑤根据题意，要求A 只与B 、C 各发生一次碰撞，应有： 21A C v v < . ⑥联立④⑤⑥式得：2240m mM M +-≥ , ⑦ 解得：2)m M ≥.⑧舍去2)m M ≤-.所以，m 和M 应满足的条件为2)M m M ≤<.⑨26．解：（1）以初速度0v 的方向为正方向，设B 的质量为B m ，A 、B 碰撞后的共同速度为v ，由题意知：碰撞前瞬间A 的速度为2v ，碰撞瞬间B 的速度为2v ，由动量守恒定律得：2()2B B v m m v m m v +=+ ,① 由①式得：2B m m = . ② （2）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得：0()B mv m m v =+ , ③设碰撞过程A 、B 系统机械能的损失为E ∆,则：222111=()(2)()2222B B v E m m v m m v ∆+-+, ④ 联立②③④式得：2016E mv ∆= .⑤ 27．解：根据动量守恒：（3m +m ）v 0=m +3mv ′得另一物体的速度：032v v =' 根据动能定理，弹簧对两个物体做的功分别为：20202012321)2(21mv mv v m W =-=, 202020265321)32(321mv v m v m W -=⨯⨯-⨯⨯=, 弹簧做的总功：202132mv W W W =+=. 28．解：B 、C 相碰，动量守恒：m C v 0=（m B +m C ）v 1B 、C 碰后至弹簧第一次恢复原长为研究过程，A 、B 、C 组成的系统为研究对象.由动量守恒： （m B +m C ）v 1=（m B +m C ）v 2+ m A v 3 机械能守恒：23222121)(21)(21v m v m m v m m A C B C B ++=+ 解得：02101v v -=，0352v v =. 即弹簧第一次恢复原长时B 、C 正向右运动，此后C 将一直向右匀速运动，B 先向右减速到零，再向左加速至与A 共速时弹簧的伸长量最大，该过程A 、B 组成的系统动量守恒、机械能守恒： m B v 2+m A v 3=（m A +m B ）v 4,242322)(212121v m m v m v m E B A A B P +-+=, 解得： 20323mv E P =.29．解：设衰变产生的α粒子的速度大小为v ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：R v m qvB 2=, 设衰变后新核的速度大小为'v ，衰变前后动量守恒，有： mv Mv -='0,设衰变前原子核质量为M 0，衰变前后能量守恒，有：222'2202121mv mc Mv Mc c M +++=, 解得： ]2)(1)[(220MmcqBR m M M ++=.30． 解：(1)设B 球第一次到达地面时的速度大小为v B ，由运动学公式有；v B 将h =0.8m 代入上式，得： v B =4m/s ②(2)设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为v 1和v 1′(v 1′ =0)，B 球的速度分别为v 2和v 2′，由运动学规律可得： v 1 =gt ③由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变.规定向下的方向为正，有： m A v 1+ m B v 2 =m B v 2′ ④12m A v 21+12m B v 22=12m B 22v ' ⑤设B 球与地面相碰后的速度大小为v B ′，由运动学及碰撞的规律可得：v B ′= v B ⑥设P 点距地面的高度为h ′，由运动学规律可得：h ′ =2222B v v g'-⑦ 联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得：h ′ =0.75m。

选修3－5综合测试题(一)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：30P―→3014Si＋X，94Be＋21H―→105B＋Y，154He＋42He―→73Li＋Z.2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2．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害3．2010年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，则有()A．m1v0＝m1v1＋m2v2B．m2v0＝m1v1＋m2v2C．(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2D．(m1＋m2)v0＝m1v14.“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱．它将带着中国制造的月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步．月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的32He含量十分丰富，科学家认为，32He是发生核聚变的极好原料，将来32He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于32He，下列说法正确的是()A.32He的原子核内有三个中子两个质子B.32He的原子核内有一个中子两个质子C.32He发生聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.32He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起5．下列说法正确的是()A．中子和质子结合氘核时吸收能量B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个D．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电6．(2011·温州模拟)2010年7月25日早7时，美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演，标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始．在现兵器体系中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头，整个二战期间，潜艇共击沉航母17艘，占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．核U＋n→14156Ba＋9236Kr＋αX是反应堆中发生的众多核反应的一种，n为中子，X反应方程23592为待求粒子，α为X的个数，则()A．X为质子α＝3B．X为质子α＝2C．X为中子α＝2 D．X为中子α＝37．颜色不同的a光和b光由某介质射向空气时，临界角分别为C a和C b，且C a> C b.当用a 光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光照射，则()A．不一定能发生光电效应B．光电子的最大初动能增加C．单位时间内发射的光电子数增加D．入射光强度增加8．(2011·合肥模拟)质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是()A．0.6v B．0.4vC．0.2v D．v9．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列论述中正确的是()A．核20983Bi比核23793Np少28个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．发生β衰变时，核内中子数不变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)在2010年温哥华冬奥会上，首次参寒的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员王冰玉投掷冰壶的镜头．假设在此次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑行．若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为________m/s.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 ＝________.13．(6分)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．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)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？(2)求此过程中释放的核能．15．(10分)(2011·江苏省姜堰市二中高三上学期学情调查)用速度为v0、质量为m1的42He核轰击质量为m2的静止的147N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为148O核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4.(1)计算粒子B的速度v B.(2)粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反．16．(11分)(2011·烟台模拟)如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，M＝5m，A、B间存在摩擦，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求A、B 最后的速度大小和方向．17．(11分)氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E e＝12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到n＝4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．(已知电子的质量m e与氢原子的质量m H之比为1∶1840)选修3－5综合测试题(一)参考答案1.[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.[答案] D[解析]利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量，故选D.3.[答案] C[解析]因两人分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，C正确．4.[答案]BC[解析]32He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A错误，B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误．5.[答案] C[解析]中子和质子结合成氘核时放出能量．放射性物质的半衰期不受温度的影响．原子核经过一次α衰变核内的中子数减少2个，一次β衰变核内的中子数减少一个．γ射线的电离作用很弱，不可用来消除有害静电．6.[答案] D[解析]由重核裂变方程以及核反应方程中电荷数守恒可得出X电荷数为0，即X应为中子，又由质量数守恒可得α＝3，因此，答案选D.7.[答案] B[解析]由sinC＝1n可知na<nb，则a光的频率小于b光的频率，因此B对．8.[答案] B[解析]本题考查碰撞和动量守恒，意在考查学生对碰撞中的动量守恒和能量关系问题的处理能力．根据动量守恒得：mv＝mv1＋3mv2，则当v2＝0.6v时，v1＝－0.8v，则碰撞后的总动能E′＝12m(－0.8v)2＋12×3m(0.6v)2＝1.72×12mv2，大于碰撞前的总动能，由于碰撞过程中能量不增加，故选项A错误；当v2＝0.4v时，v1＝－0.2v，则碰撞后的总动能为E′＝12m(－0.2v)2＋12×3m(0.4v)2＝0.52×12mv2，小于碰撞前的总动能，故可能发生的是非弹性碰撞，选项B正确；当v2＝0.2v时，v1＝0.4v，则碰撞后的A球的速度大于B球的速度，而两球碰撞，A球不可能穿透B球，故选项C错误；当v2＝v时，v1＝－2v，则显然碰撞后的总动能远大于碰撞前的总动能，故选项D错误．9.[答案] B[解析]因为核反应方程的质量和电荷数守恒，可以知道该核反应方程为23793Np→20983Bi ＋742He＋40－1e，B正确；20983Bi和23793Np的中子数分别为126和144，相差18个，A 错；β衰变是核内中子变为质子而放出的，故核内中子数要减少，D错．10.[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，Mv－mv＝Mv1＋mv2，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．11.[答案]0.3[解析]由动量守恒定律m1v1＝mv′1＋m2v′2代入数值解得：v′2＝0.3m/s12.[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pApB＝MA •OMMB•ON＝32×18.3055.14＝1213.[答案]质子α氮14.[答案](1)m1v0m1＋m2(2)(m1＋m2－m0－m3)c2[解析](1)设复核的速度为v，由动量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v解得v＝m1v0m1＋m2(2)核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m0－m3反应过程中释放的核能ΔE＝Δm•c2＝(m1＋m2－m0－m3)c215.[答案](1)m1v0－m3v3m4(2)v3>m1v0m3[解析]根据动量守恒定律可解得粒子B的速度，再根据粒子B的速度方向与42He核的运动方向相反，确定粒子A的速度符合的条件．(1)由动量守恒定律有：m1v0＝m3v3＋m4vB，解得：vB＝m1v0－m3v3m4(2)B的速度与42He核的速度方向相反，即：m1v0－m3v3<0，解得：v3>m1v0m316.[答案]23v0方向与平板车B初速度方向相同．[解析]由动量守恒可知：Mv0－mv0＝(M＋m)v得：v＝M－mM＋mv0将M＝5m代入上式可得：v＝23v0方向与平板车B初速度方向相同17.[答案]0.15eV[解析]以ve和vH表示碰撞前电子的速度和氢原子的速率，根据题意有：meve－mHvH＝0①碰撞前，氢原子与电子的总动能为：Ek＝12mHv2H＋12mev2e②联立①②两式并代入数据解得：Ek≈12.90eV③氢原子从基态跃迁到n＝4的能级所需要能量由能级图可得：ΔE＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV④碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：E′k＝Ek－ΔE＝12.9eV－12.75eV＝0.15eV。

选修3-5综合测试题一1．下列说法中正确的是()A．为了说明光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成α粒子散射试验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发觉了放射现象D．在原子核人工转变的试验中，查德威克发觉了质子2．关于下面四个装置说法正确的是()A．图甲试验可以说明α粒子的贯穿本事很强B．图乙的试验现象可以用爱因斯坦的质能方程说明C．图丙是利用α射线来监控金属板厚度的改变D．图丁中进行的是聚变反应3．下列说法正确的是()A．汤姆孙提出了原子核式结构模型B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数削减3个E．放射性物质的温度上升，则半衰期减小4．斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)马上爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。

则以下说法中正确的是()A．爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B．爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西C．爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D．爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆炸前的总动能5．自然放射现象中可产生α、β、γ三种射线。

下列说法正确的是()A．β射线是由原子核外电子电离产生的B．23890Th92U经过一次α衰变，变为238C．α射线的穿透实力比γ射线穿透实力强D．放射性元素的半衰期随温度上升而减小6．一颗手榴弹以v0＝10m/s的水平速度在空中飞行。

设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2kg，沿原方向以250m/s的速度飞去，那么，质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是()A．125m/s，与v0反向B．110m/s，与v0反向C．240m/s，与v0反向D．以上答案均不正确7．如图1所示是探讨光电效应的电路。

选修3-5训练（第一套）【原子结构】1、氢原子光谱 2、氢原子的能级结构、能级公式【知识归纳】1、电子的发现：汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。

后来并把这种负电粒子流称作电子。

电子的发现让人们意识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也是具有结构的。

2、α粒子散射实验：卢瑟福——说明了原子中存在原子核，提出了核式结构模型3、波尔理论对氢原子光谱的解释：氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，静电力对核外电子做正功，同时电子的动能增大，电势能减小。

4、元电荷的测定：密立根——油滴实验【小试牛刀】1．在卢瑟福的a粒子散射实验中，有极少数a粒子发生大角度偏转，其原因是：A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中2．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。

关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是：A．安培提出了分子电流假说B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说C．牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因D．牛顿首先通过实验测出万有引力常量3．在原子物理学中，下面一些说法正确的是：A．汤姆逊发现了电子，使人们想到了原子核具有复杂结构B．当氢原子的核外电子由距核较近的轨道跃迁至较远的轨道时，原子要吸收光子，电子的动能减小，电势能增加C．重核裂变过程中有质量亏损，轻核聚变过程中质量有所增加D．在电磁波中红外线比紫外线的粒子性更显著4．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子：A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B．从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C．处于高能级时，核外电子速度较大、周期较大、加速度较小D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量5．有关氢原子光谱的说法中不正确．．．的是：A．氢原子的发射光谱是连续光谱 B．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱说明氢原子只发出一系列特定频率的光6．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大7．(多选）如图所示为氢原子的能级图。

绝密★启用前教科版高中物理选修3-5 寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.核反应方程Be＋He→6C＋X中的X表示()A．中子B．电子C．α粒子D．质子【答案】A【解析】根据电荷数、质量数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1，可知X为中子．2.某放射性元素经过6次α衰变和8次β衰变，生成了新核．则新核和原来的原子核相比() A．质子数减少了12B．质子数减少了20C．中子数减少了14D．核子数减少了24【答案】D【解析】某放射性元素经过6次α衰变和8次β衰变共产生：6个He和8个e，所以质子数减少：2×6＋8×(－1)＝4，中子数减少：4×6－4＝20，核子数减少：4×6＝24.3.下列关于动量的说法中，正确的是()A．物体的动量越大，其惯性也越大B．做匀速圆周运动的物体，其动量不变C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变D．竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一位置时动量一定相同【答案】C【解析】因为p＝mv，所以动量越大，质量不一定越大，故其惯性也不一定越大，A错；做匀速圆周运动的物体速度的方向时刻变化，所以其动量时刻变化，B错；速度的大小、方向有一个量发生变化都认为速度变化，动量也变化，C对；竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一位置时速度方向不同，动量不同，D错误．4.两个质量相等的物体A和B，并排静止在光滑水平面上，现用一大小为F的水平恒力推物体A，同时给B物体一个与F同方向的瞬时冲量I，使两物体开始运动，当两物体重新相遇时所经历的时间为()A．B．C．D．【答案】B【解析】相遇时两物体位移s相同，对A：s＝at2＝··t2对B：s＝vt＝·t解得：t＝5.如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A，B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时()A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大【答案】C【解析】根据动量守恒可知，若小车不动，两人的动量大小一定相等，因不知两人的质量，A错误．若小车向左运动，A的动量一定比B的大，B错误，C正确．若小车向右运动，A的动量一定比B的小，D错误．6.近年来军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为()A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体均在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线【答案】B【解析】一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动，故只有B正确．7.有一种核反应为：H＋H→H＋X.已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为1.007 3 u，X的质量为3.018 0 u．则下列说法正确的是()A． X是质子，该反应吸收能量B． X是氕，该反应吸收能量C． X是氘，该反应释放能量D． X是氚，该反应释放能量【答案】D【解析】根据核反应过程中的质量数、电荷数守恒，X应为氚；又2×2.013 6 u>3.018 0 u＋1.007 3 u，所以核反应过程中存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该反应释放能量．8.“蹦极”是一项刺激的极限运动，一个重为F0的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处跳下，测得弹性绳的弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示．若将蹦极过程视为在竖直方向上的运动，且空气阻力不计，下列说法正确的是()A．t1～t2时间内运动员处于超重状态B．t3时刻运动员的速度最大C．t1～t3时间内运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小相等D．t1～t5时间内运动员的机械能先减小后增大【答案】D【解析】在t1～t2时间内，运动员合力向下，加速下降，处于失重状态，A错误；t3时刻运动员受到的弹力最大，速度为零，处于最低点，B错误；t1～t3时间内，运动员先加速，后减速，初速度不为零，末速度为零，根据动量定理，合力的冲量向上，故运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小不相等，故C错误；t1～t5时间内，弹性绳先拉长后恢复原长，弹性势能先增加后减小，由于运动员和弹性绳系统机械能守恒，故运动员的机械能先减小后增大，D正确．9.如图所示是定量研究光电效应的实验电路图，则()A．如果断开开关S，电流表示数一定为零B．如果把电源反接，电流表示数一定为零C．如果电压表示数一直增大，电流表示数肯定也一直增大D．如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低【答案】D【解析】如果断开开关S，在光照下有电子从K极发射出来，电流表的示数就不为零，A错误；如果把电源反接，在光照下有电子从K极发射出来，当玻璃管中两极的电压较小时，电流表的示数就不为零，B错误；在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，如果电压表示数一直增大，电流表示数也不会再增大，即存在着饱和电流，C错误；如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低，频率低于金属的截止频率时，就不会发生光电效应，电流表的示数就会为零，D正确．10.分析以下反应方程，其中描述正确的是()A．Na→Mg＋e是原子核衰变方程B．U＋n→Ba＋Kr＋3n是原子核人工转变方程C．N＋He→O＋H是原子核聚变方程D．H＋H→He＋n是原子核裂变方程【答案】A【解析】核反应Na→Mg＋e的过程中有电子产生，是原子核β衰变方程，故A正确；重核裂变是粒子轰击原子核，产生中等核，所以U＋n→Ba＋Kr＋3n是重核的裂变，故B错误；N＋He→O＋H有α粒子参与，是人工核反应，故C错误；轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，H＋H→He＋n是原子核聚变方程，故D错误．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)光子的发射和吸收过程是()A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值【答案】CD【解析】12.(多选)有关原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱反映了原子结构特征B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C．太阳光谱是连续谱D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析【答案】ABD【解析】原子光谱的特征间接地反映了原子的结构特征，不同元素的原子结构是不同的，产生的光谱也不相同，正因如此，我们可以利用光谱来鉴别物质的化学组成．故A、B、D正确．13.(多选)目前在居室装修中经常用到的花岗岩等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变等疾病．氡的衰变方程为Rn→Po＋X，已知γ射线的频率范围为1018～1022Hz，锌发生光电效应的极限频率为8.07×1014Hz.下列说法正确的是()A．氡的半衰期为3.8天，若在高温下其半衰期会缩短B．用γ射线照射锌板时，锌板会发生光电效应C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2【答案】BD【解析】半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故A错误；根据光电效应发生条件，入射光的频率大于极限频率，而γ射线的频率范围为1018～1022Hz，锌发生光电效应的极限频率为8.07×1014Hz，则有γ射线照射锌板时，锌板会发生光电效应，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；α衰变后，电荷数少2，质量数少4，知质子数少2，中子数少2，故D正确．14.(多选)下列说法中正确的是()A．原子核的半衰期与环境的温度、压强有关B．某放射性原子核经两次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个C．原子核的比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，若两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则该核反应释放的核能是(2m1＋2m2－m3)c2【答案】BCD【解析】原子核的半衰期与环境的温度、压强无关，故A错误；一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变，质量数不变，质子数增加1，所以核内质子数减少2×2－1＝3个，故B 正确；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，若两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则该核反应释放的核能是(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确．分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)；②如图所示，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC 连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的________点，m2的落点是图中的________点．(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量守恒．(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．【答案】(1)D F(2)m1＝m1＋m2(3)m1LE＝m1LD＋m2LF【解析】(1)因为小球m1和m2发生碰撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，两球都做平抛运动，由平抛运动规律不难判断出碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点．(2)碰撞前，小球m1落在图中的E点，令水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的D点，令水平初速度为v1′，m2的落点是图中的E点，令水平初速度为v2.设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律知：LD sinα＝gt2，LD cosα＝v1′t整理得：v1′＝同理可解得：v1＝，v2＝只要满足关系式：m1v1＝m1v1′＋m2v2，即m1＝m1＋m2则说明碰撞中动量守恒．(3)若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．只要满足关系式：m1v＝m1v＋m2v，即m1LE＝m1LD＋m2LF.四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.有一内表面光滑的质量为M＝1 kg的金属盒静止在水平地面上，其与水平面间的动摩擦因数μ＝0.05，金属盒内前后壁距离为L＝10 m，如图所示，在盒内正中央处有一质量m＝3 kg可视为质点的静止小球，现在给盒一个向右的瞬时初速度v0＝6 m/s，已知球与盒发生的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短．g取10 m/s2，求金属盒与小球发生第二次碰撞前金属盒前进的总位移？【答案】4 m【解析】对金属盒，由牛顿第二定律有：a＝＝2 m/s2由v2－v＝－2as，s＝5 m，解得：v＝4 m/s金属盒与球发生第一次碰撞的过程，取向右为正方向，设碰后小球速度为v1，金属盒速度为v2，由动量守恒定律和能量守恒定律有：Mv＝mv1＋Mv2；Mv2＝mv＋Mv；解得：v2＝－2 m/s，v1＝2 m/s金属盒停下时用时：t＝＝1 s金属盒运动的位移为：x1＝at2＝1 m此时小球匀速运动的位移为：x2＝v1t＝2 m有x1＋x2＜10 m，即金属盒停下来时小球还未与金属盒发生第二次碰撞，故金属盒与小球发生第二次碰撞前金属盒运动的总位移为：x＝s－x1＝5 m－1 m＝4 m.17.如图所示，光滑水平面上有一左端靠墙的长板车，车的上表面BC段是水平轨道，水平轨道左侧是固定在车上的一光滑斜面轨道，斜面轨道与水平轨道在B点平滑连接．C点的右侧光滑，长板车的右端固定一个处于原长状态的轻弹簧，弹簧自由端恰在C点．质量m＝1 kg的物块(视为质点)从斜面上A点由静止滑下，A、B间的高度差h＝1.8 m，经AB和BC段后压缩弹簧，弹簧弹性势能的最大值E p＝3 J．斜面和长板车的总质量M＝2 kg.物块与长板车的水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2，求：(1)车的上表面BC段的长度；(2)物块向右压缩弹簧的过程中，弹簧对物块的冲量大小．【答案】(1)3 m(2)2 N·s【解析】(1)下滑过程中，对物块有：mgh＝mv－0物块滑下后，当两者第一次等速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律和功能关系可知：mv0＝(m＋M)v′μmgL＋E p＝mv－(M＋m)v′2解得：v′＝2 m/s，L＝3 m.(2)物块从B点运动到C点的过程中，有：mv0＝mv1＋Mv2－μmgL＝mv＋Mv－mv解得：v1＝4 m/s由动量定理有：I＝mv′－mv1解得：I＝－2 N·s.18.如图所示，质量为mA＝2 kg的平板车A静止在水平地面上，车长d＝5 m．物块B静止在平板车左端，在物块B正前方某处．有一小球C，球C通过长l＝ 0.32 m的细绳与固定点O相连，球C恰好与物块B等高，且C始终不与平板车A接触．在t＝0时刻，平板车A突然获得水平初速度v0开始向左运动，后来某一时刻物块B与球C发生弹性碰撞，碰后球C恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动．若B、C可视为质点，mB＝mC＝1 kg，物块B与平板车A、平板车A与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g取10 m/s2，求：(1)B、C碰撞瞬间，细绳拉力的大小；(2)B、C碰撞前瞬间物块B的速度大小．【答案】(1)60 N(2)4 m/s【解析】(1)当球C在最高点处时．由牛顿第二定律，得m C g＝碰后球C从最低点到最高点过程中：－m C g×2l＝mCv2－mCv当球C在最低点处：F－m C g＝解得：F＝60 N(2)物块B与球C碰撞前速度为v B，碰撞后速度为v B′，则m B v B′＋m C v C＝m B v B m B v B′2＋m C v＝m B v解得：v B＝4 m/s。

2014新课标高考物理选修3-5选择专题训练1以下是有关近代物理内容的若干叙述：其中正确的有（ ）A ． 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B ． 太阳内部发生的核反应是热核反应C ．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D ．原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的E ．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象2下列说法正确的是（ ）A ．汤姆生通过对α粒子的散射实验的分析，提出了原子的核式结构模型B ．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C ．查德威克用α粒子轰击氮原子核发现了中子D ． 玻尔的原子模型成功地解释了氢光谱的成因E. 现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量3.下列说法正确的是（ ）A ．U 23892的质量为m ，经过3个半衰期后U 23892的质量还剩81mB ．核反应堆用过的核废料具有很强的放射线，需要装入特制的容器，深埋地下C ．卢瑟福发现了中子，查德威克发现了质子D ．核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，其作用范围在1.5×10-10mE ．按照玻尔理论，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，电子的动能减少，原子总能量增大4.有关近代物理知识，下列叙述中正确的是（ ）A ．碘－131的半衰期大约为8天，三个月后，碘－131就只剩下约为原来的1/2000B ．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。

前者表明光子具有能量，后者表明光子具有能量之外还具有动量C ．平均结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定D ．铀235裂变的方程可能为：235 92U → 137 55Cs ＋8837Rb ＋10 10nE ．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率5.下列说法正确的是（ ）A ．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子B ε和动量p 跟它对所应的波的频率ν和波长λ之间，遵从关系hεν=和h p λ= CD ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短E ．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期将发生变化6.人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。

考前过关训练专题三1 物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。

下列说法正确的是( )A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【解析】选A。

天然放射现象说明原子核不是不可再分的粒子,故选项A正确;电子的发现使人们认识到原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,故选项B错误;卢瑟福的α粒子散射实验的重要发现说明:占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围,卢瑟福从而提出了原子核式结构模型,故选项C错误;密立根油滴实验表明油滴所带的电量总是某一个最小固定值的整数倍,这个最小电荷就是电子所带的电量e,故选项D 错误。

2.贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。

下列属于放射性衰变的是( )A C N eB U n I Y+nC H H He nD He Al P n【解析】选A。

B属于裂变,C属于聚变,D属于人工转变,只有A属于放射性衰变。

3.(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是( )A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷【解题指南】解答本题时应注意以下两个方面:(1)熟悉有关原子物理的物理学史;(2)了解测定带电粒子比荷的方法。

【解析】选A、C、E。

密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10-19C,A正确;贝克勒尔发现了天然放射现象,B 错误;居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素,C正确;卢瑟福通过α粒子散射实验,得出了原子的核式结构理论,D错误;汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测定了粒子的比荷,E 正确。

课时2反冲现象与火箭的发射[学习目标] 1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例.2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素.一、反冲现象1.定义一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动的现象.2.规律：反冲运动中,相互作用力一般较大,满足动量守恒定律.二、火箭1.工作原理：利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出,使火箭获得巨大的向前的速度.2.影响火箭获得速度大小的两个因素(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2 000～4 000 m/s.(2)质量比：火箭起飞时的质量与燃料燃尽时的质量之比.喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大.3.现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具,如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果.(√)(2)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析.(×)(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子.(√)(4)火箭点火后离开地面加速向上运动,是地面对火箭的反作用力作用的结果.(×)(5)在没有空气的宇宙空间,火箭仍可加速前行.(√)2.如图1所示是一门旧式大炮,炮车和炮弹的质量分别是M和m,炮筒与地面的夹角为α,炮弹射出出口时相对于地面的速度为v0.不计炮车与地面的摩擦,则炮车向后反冲的速度大小为v ＝________.图1答案m v 0cos αM解析 取炮弹与炮车组成的系统为研究对象,因不计炮车与地面的摩擦,所以水平方向动量守恒.炮弹发射前,系统的总动量为零,炮弹发射后,炮弹的水平分速度为v 0cos α,根据动量守恒定律有：m v 0cos α－M v ＝0所以炮车向后反冲的速度大小为v ＝m v 0cos αM.一、反冲运动的理解和应用例1 反冲小车静止放在水平光滑玻璃上,点燃酒精,水蒸气将橡皮塞水平喷出,小车沿相反方向运动.如果小车原来的总质量M ＝3 kg,水平喷出的橡皮塞的质量m ＝0.1 kg,水蒸气质量忽略不计.(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v ＝2.9 m/s,求小车的反冲速度；(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变,方向与水平方向成60°角,小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?答案 (1)0.1 m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反 (2)0.05 m/s,方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反解析 (1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零,初始状态系统总动量为零. 以橡皮塞运动的方向为正方向 根据动量守恒定律,m v ＋(M －m )v ′＝0 v ′＝－m M －m v ＝－0.13－0.1×2.9 m /s ＝－0.1 m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.1 m/s. (2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒. 以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向,有 m v cos 60°＋(M －m )v ″＝0v ″＝－m v cos 60°M －m ＝－0.1×2.9×0.53－0.1m /s ＝－0.05 m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反,反冲速度大小是0.05 m/s. 针对训练 “爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹声响是辞旧迎新的标志,是喜庆心情的流露.有一个质量为3m 的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为v 0、方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为2m ,速度大小为v ,方向水平向东,则另一块的速度是( )A.3v 0－vB.2v 0－3vC.3v 0－2vD.2v 0＋v答案 C解析 在最高点水平方向动量守恒,以水平向东为正方向,由动量守恒定律可知,3m v 0＝2m v ＋m v ′,可得另一块的速度为v ′＝3v 0－2v ,故C 正确. 二、火箭的工作原理分析 [导学探究]1.火箭飞行的工作原理是什么？答案 火箭靠向后连续喷射高速气体飞行,利用了反冲原理.2.设火箭发射前的总质量是M ,燃料燃尽后的质量为m ,火箭燃气的喷射速度为v ,试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v ′.答案 在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以可认为动量守恒.取火箭的速度方向为正方向,发射前火箭的总动量为0,发射后的总动量为m v ′－(M －m )v 则由动量守恒定律得0＝m v ′－(M －m )v 所以v ′＝M －m m v ＝⎝⎛⎭⎫M m －1v .[知识深化]1.火箭喷气属于反冲类问题,是动量守恒定律的重要应用.2.分析火箭类问题应注意的三个问题(1)火箭在运动过程中,随着燃料的燃烧,火箭本身的质量不断减小,故在应用动量守恒定律时,必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象.注意反冲前、后各物体质量的变化.(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系,如果不是同一参考系要设法予以调整,一般情况要转换成对地的速度. (3)列方程时要注意初、末状态动量的方向.例2 一火箭喷气发动机每次喷出m ＝200 g 的气体,气体离开发动机喷出的速度v ＝1 000 m/s.设火箭质量M ＝300 kg,发动机每秒钟喷气20次. (1)当第三次喷出气体后,火箭的速度多大？ (2)运动第1 s 末,火箭的速度多大？ 答案 (1)2 m /s (2)13.5 m/s 解析 规定与v 相反的方向为正方向. (1)设喷出三次气体后,火箭的速度为v 3,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量守恒定律得：(M －3m )v 3－3m v ＝0,故v 3＝3m v M －3m ≈2 m/s.(2)发动机每秒钟喷气20次,以火箭和喷出的20次气体为研究对象,根据动量守恒定律得：(M －20m )v 20－20m v ＝0,故v 20＝20m vM －20m ≈13.5 m/s.三、反冲运动的应用——“人船模型” 1.“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题. 2.人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律：m 1v 1－m 2v 2＝0.(2)运动特点：人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即x 1x 2＝v 1v 2＝m 2m 1.(3)应用此关系时要注意一个问题：公式中的v 1、v 2和x 一般都是相对地面而言的. 例3 有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾.如果人的质量m ＝60 kg,船的质量M ＝120 kg,船长为l ＝3 m,则船在水中移动的距离是多少？(水的阻力不计) 答案 1 m解析 人在船上走时,由于人、船组成的系统所受合外力为零,总动量守恒,因此系统的平均动量也守恒,如图所示.设人从船头走到船尾所用时间为t ,在这段时间内船后退的距离为x ,人相对地面运动的距离为l －x ,选船后退的方向为正方向,由动量守恒定律有：M xt －m l －x t ＝0所以x ＝m M ＋m l ＝60120＋60×3 m ＝1 m.“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题,解决这类问题应明确： (1)适用条件：①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向). (2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图,找出各长度间的关系,注意两物体的位移是相对同一参考系的位移.1.(反冲运动的认识)下列不属于反冲运动的是( ) A.喷气式飞机的运动 B.直升机的运动 C.火箭的运动 D.章鱼的运动答案 B2.(反冲运动的计算)步枪的质量为4.1 kg,子弹的质量为9.6 g,子弹从枪口飞出时的速度为855 m/s,步枪的反冲速度约为( ) A.2 m/s B.1 m/s C.3 m/s D.4 m/s 答案 A解析 以子弹从枪口飞出时速度的反方向为正方向,由动量守恒定律：M v 1－m v 2＝0,得v 1＝9.6×10－3×8554.1m /s ≈2 m/s.3.(火箭的工作原理)运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( ) A.燃料推动空气,空气反作用力推动火箭B.火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭 答案 B4.(人船模型的迁移)质量为m 、半径为R 的小球,放在半径为2R 、质量为2m 的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上.当小球从如图2所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是( )图2A.R 2B.R 3C.R 4D.R 6答案 B解析 由水平方向平均动量守恒有：mx 小球＝2mx 大球,又x 小球＋x 大球＝R ,所以x 大球＝13R ,B 正确.一、选择题考点一反冲运动的理解和应用1.关于反冲运动的说法中,正确的是()A.抛出物m1的质量要小于剩下的质量m2才能反冲B.若抛出物质量m1大于剩下的质量m2,则m2所受的力大于m1所受的力C.反冲运动中,牛顿第三定律适用,但牛顿第二定律不适用D.抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律答案 D解析由于系统的一部分向某一方向运动,而使另一部分向相反方向运动,这种现象叫反冲运动.定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系,故选项A错误.在反冲运动中,两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,它们大小相等,方向相反,故选项B错误.在反冲运动中一部分受到的另一部分的作用力产生了该部分的加速度,使该部分的速度逐渐增大,在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立,故选项C错误,D正确.2.小车上装有一桶水,静止在光滑水平地面上,如图1所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出).要使小车向前运动,可采用的方法是()图1A.打开阀门S1B.打开阀门S2C.打开阀门S3D.打开阀门S4答案 B解析根据反冲运动特点,当阀门S2打开时,小车将受到向前的推力,从而向前运动,故B项正确,A、C、D项均错误.3.(多选)向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b 两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则()A.b的速度方向一定与原速度方向相反B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大C.a、b一定同时到达水平地面D.在炸裂过程中,a、b受到的力大小一定相等答案CD解析爆炸后系统的总机械能增加,但不能确定a、b两块的速度大小及b块的速度方向,所以A、B不能确定；因炸开后两者都做平抛运动,且高度相同,故C对；由牛顿第三定律知D对.4.质量为m的人站在质量为2m的平板小车上,以共同的速度在水平地面上沿直线前行,车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比.当车速为v0时,人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下.跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计,则下列图中能正确表示车运动的v－t图像的是()答案 B解析人和车以共同的速度在水平地面上沿直线前行,做匀减速直线运动,当车速为v0时,人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下,跳离前后系统动量守恒,规定车的速度方向为正方向,则有(m＋2m)v0＝2m v＋(－m v0),得v＝2v0,人跳离后小车做匀减速直线运动,车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比,所以人跳离前后,车的加速度不变,所以能正确表示车运动的v－t图像的是选项B.考点二火箭问题分析5.(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度()A.使喷出的气体速度更大B.使喷出的气体温度更高C.使喷出的气体质量更大D.使喷出的气体密度更小答案AC解析设原来的总质量为M,喷出的气体质量为m,喷出的气体速度为v,剩余的质量(M－m)的速度为v′,由动量守恒定律得出：(M－m)v′＝m v,则v′＝m vM－m,因此m越大,v′越大；v 越大,v′越大.故A、C正确.6.将静置在地面上,质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )A.m M v 0B.M m v 0C.M M －m v 0D.m M －m v 0 答案 D考点三 “人船模型”的应用7.(多选)一气球由地面匀速上升,当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时,下列说法正确的是( )A.气球可能匀速上升B.气球可能相对地面静止C.气球可能下降D.气球运动速度不发生变化 答案 ABC解析 设气球质量为M ,人的质量为m ,由于气球匀速上升,系统所受的外力之和为零,当人沿吊梯向上爬时,动量守恒,以向上为正方向,则(M ＋m )v 0＝m v 1＋M v 2,在人向上爬的过程中,气球的速度为v 2＝(M ＋m )v 0－m v 1M .当v 2>0时,气球可匀速上升；当v 2＝0时,气球静止；当v 2<0时,气球下降.所以选项A 、B 、C 均正确；要使气球运动速度不变,则人相对地面的速度仍为v 0,即人不上爬,显然不对,D 选项错误.8.如图2所示,一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为M ,顶端高度为h ,今有一质量为m 的小物体,沿光滑斜面下滑,当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时,斜面体在水平面上移动的距离是( )图2A.mh M ＋mB.Mh M ＋mC.mh (M ＋m )tan αD.Mh (M ＋m )tan α答案 C解析 此题属于“人船模型”问题,m 与M 组成的系统在水平方向上动量守恒,以m 在水平方向上对地位移的方向为正方向,设m 在水平方向上对地位移大小为x 1,M 在水平方向上对地位移大小为x 2,则0＝mx 1－Mx 2.① 且x 1＋x 2＝htan α.②由①②可得x 2＝mh(M ＋m )tan α,故选C.9.(多选)某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”.在实验室里,该同学将一质量为M 、长为L 的滑块置于水平气垫导轨上(不计摩擦)并接通电源.该同学又找来一个质量为m 的蜗牛置于滑块的一端,在食物的诱惑下,蜗牛从该端移动到另一端.下列说法正确的是( ) A.只有蜗牛运动,滑块不运动 B.滑块运动的距离是M M ＋m LC.蜗牛运动的位移是滑块的Mm 倍D.滑块与蜗牛运动的距离之和为L 答案 CD解析 根据“人船模型”,易得滑块的位移大小为m M ＋m L ,蜗牛运动的位移大小为MM ＋m L ,C 、D正确. 二、非选择题10.(反冲问题模型)如图3所示,带有光滑的半径为R 的14圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上,滑块的质量为M ,将一个质量为m 的小球从A 处由静止释放,当小球从B 点水平飞出时,滑块的速度为多大？(重力加速度为g )图3答案 m2gRM (M ＋m )解析 运动过程中小球和滑块组成的系统机械能守恒,又因为系统在水平方向不受外力,故系统水平方向动量守恒,设小球从B 点飞出时速度大小为v 1,滑块的速度大小为v 2,以v 1的方向为正方向,则有：m v 1－M v 2＝0,mgR ＝12m v 12＋12M v 22,解得v 2＝m2gRM (M ＋m ).11.(火箭发射问题)课外科技小组制作一只“水火箭”,用压缩空气压出水流使火箭运动.假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m 3/s,喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg,则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？(已知火箭沿水平轨道运动且阻力不计,水的密度是103 kg/m 3) 答案 4 m/s解析 “水火箭”喷出水流做反冲运动,设火箭原来的总质量为M ,喷出水流的流量为Q ,水的密度为ρ,水流的喷出速度大小为v ,火箭的反冲速度大小为v ′,由动量守恒定律得(M －ρQt )v ′＝ρQt v ,启动2 s 末火箭的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m /s ＝4 m/s. 12.(“人船模型”的应用)平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的货厢边,沿水平方向顺着轨道方向跳出,落在平板车地板上的A 点,距货厢的水平距离为l ＝4 m,如图4所示.人的质量为m ,车连同货厢的质量为M ＝4m ,货厢高度为h ＝1.25 m.图4求：(g 取10 m/s 2)(1)车从人跳出后到落到地板期间的反冲速度大小；(2)人落在地板上并站定以后,车还运动吗？车在地面上移动的位移是多少？ 答案 (1)1.6 m/s (2)车不运动 0.8 m解析 (1)人从货厢边跳离的过程,系统(人、车和货厢)的动量守恒,设人的水平速度大小是v 1,车的反冲速度大小是v 2,则m v 1－M v 2＝0,v 2＝14v 1.人跳离货厢后做平抛运动,车以v 2做匀速直线运动,运动时间为t ＝2hg＝0.5 s,在这段时间内人的水平位移x 1和车的位移x 2分别为x 1＝v 1t , x 2＝v 2t , 由图可知：x 1＋x 2＝l ,即v 1t ＋v 2t ＝l ,则v 2＝l 5t ＝45×0.5m /s ＝1.6 m/s.(2)人落到车上A 点的过程中,系统水平方向的动量守恒(水平方向系统不受外力),人落到车上前的水平速度大小仍为v 1,车的速度大小为v 2,落到车上后设它们的共同速度为v ,根据水平方向动量守恒,得m v 1－M v 2＝(M ＋m )v ,则v ＝0,故人落到车上A 点站定后车的速度为零. 车的水平位移为x 2＝v 2t ＝1.6×0.5 m ＝0.8 m.。

选修3-5练习（一）一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为()A.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B.光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的C.大量光子表现出粒子性D.光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性2.在橄榄球比赛中，一个85 kg的前锋队员以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4 m/s，然后他们就扭在了一起，则()A.他们碰撞后的共同速度是0.2 m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分3.质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度变为v2，B的动量变为p.已知A、B都做直线运动，则动量p可以表示为()A.m(v2－v1)B.2m(2v2－v1)C.4m(v2－v1)D.m(2v2－v1)4.关于下列四幅图说法正确的是()A.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围5.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中光速，则E′等于()A.E －h λc B.E ＋h λc C.E －h cλD.E ＋h cλ6.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示.以下说法正确的是( )A.新核为2412MgB.发生的是α衰变C.轨迹1是新核的径迹D.新核沿顺时针方向旋转7.下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量8.氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )A.λb ＝λa ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λc C.λb ＝λa λcD.E b ＝E a ＋E c9.钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤234 91Pa ，同时伴随有γ射线产生，其方程为234 90Th →23491Pa ＋x ，钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是( )A.x 为质子B.x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.γ射线是镤原子核放出的D.1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.2 g10.氢原子的能级如图.某光电管的阴极由金属钾制成，钾的逸出功为2.25 eV .处于n ＝4激发态的一群氢原子，它们向各较低能级跃迁时，哪两能级间跃迁产生的光子不能使光电管产生光电子( )A.从n ＝4向n ＝3跃迁B.从n ＝3向n ＝1跃迁C.从n ＝4向n ＝1跃迁D.从n ＝2向n ＝1跃迁11.现有核反应方程为2713Al ＋42He →3015P ＋X ，新生成的3015P 具有放射性，继续发生衰变，核反应方程为3015P →3014Si ＋Y .平行金属板M 、N 间有匀强电场，且φM >φN ，X 、Y 两种微粒竖直向上离开放射源后正确的运动轨迹是( )12.如图所示，位于光滑水平桌面，质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点，Q 与轻质弹簧相连，设Q 静止，P 以某一初动能E 0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E 1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E 2表示Q 具有的最大动能，则( )A.E 1＝E 02 B.E 1＝E 0 C.E 2＝E 02D.E 2＝E 0二、非选择题(本题共4小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)13.(6分)经研究，核辐射的影响最大的是铯137(137 55Cs)，可广泛散布到几百千米之外，且半衰期大约是30年左右.请写出铯137发生β衰变的核反应方程： Ｗ.如果在该反应过程中释放的核能为E ，则该反应过程中质量亏损为 Ｗ.[已知碘(I)为53号元素，钡(Ba)为56号元素]14.(9分)如图所示的装置中，质量为m A 的钢球A 用细线悬挂于O 点，质量为m B 的钢球B 放在离地面高度为H 的小支柱N 上.O 点到A 球球心的距离为L .使悬线在A 球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.(1)图中x应是B球初始位置到的水平距离.(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得等物理量.(3)用测得的物理量表示：m A v A＝；m A v′A＝；m B v′B＝Ｗ.15.(12分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8`MeV的能量.(1)写出核反应方程式；(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？`16.(13分)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？选修3-5练习（二）一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子()A.一直受到重金属原子核的斥力作用B.动能不断减小C.电势能不断增大D.出现大角度偏转是与电子碰撞的结果2.在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上.假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子()A.一定落在中央亮纹处B.一定落在亮纹处C.可能落在暗纹处D.落在中央亮纹处的可能性最大3.(2016·高考天津卷)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展.下列说法符合事实的是()A.赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O，发现了中子C.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型4.用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象.现改用频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是()A.如果ν2>ν1，则能发生光电效应B.如果ν2<ν1，则不能发生光电效应C.如果ν2>ν1，则逸出光电子的最大初动能增大D.如果ν2>ν1，则逸出光电子的最大初动能不受影响5.在物理学中，没有比光更令人惊奇的了.关于光的产生、本质和应用，下列说法正确的是()A.光是一份一份的，每一份叫作光子，每一个光子的能量是hν，光子打在金属板上，可能发生光电效应B.光子被235 92U吸收，235 92U会裂变，发生链式反应，产生核能C.光子既有能量，又有动量D.光子是较轻的粒子，参与强相互作用6.质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止的小球B发生正碰，碰后小球A速度大小变为原来的13，那么小球B的速度可能值为()A.13v 0B.23v 0C.49v 0D.59v 07.如图所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高为20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s 速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敞篷小车中.车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg ，设小球在落到车底前瞬间的速度大小是25 m/s ，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是(g 取10 m/s 2)( )A.5 m/sB.4 m/sC.8.5 m/sD.9.5 m/s8.下列说法正确的有( )A.方程式238 92U →234 90Th ＋42He 是重核裂变反应方程B.方程式11H ＋21H →32He ＋γ是轻核聚变反应方程C.氢原子光谱是分立的D.氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子9.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是( )A.β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B.氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.238 92U 衰变成206 82Pb 要经过8次β衰变和8次α衰变D.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 10.氢原子能级如图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A.氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C.一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级11.静止在匀强磁场中的238 92U 核，发生α衰变后生成Th 核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是( )①衰变方程可表示为238 92U ＝234 90Th ＋42He②衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1∶45 ③Th 核和α粒子的动能之比为2∶117 ④若α粒子转了117圈，则Th 核转了90圈 A.①③B.②④C.①②D.③④12.一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是()A.只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D.只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多二、非选择题(本题共4小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)13.(9分)约里奥—居里夫妇发现放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是，其衰变方程式为Ｗ.3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg的3215P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的3215P经天的衰变后还剩0.25 mg.14.(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它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.我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B；b.调整气垫导轨，使导轨处于水平；c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧(弹簧的劲度系数很大，压缩量可忽略)，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；e.按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块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挡板时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是________________________________________.(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有__________________(答出两点即可).(3)用上述实验数据也可测出被压缩的弹簧的弹性势能的大小，其表达式为_____________________________________________________________ .15.(10分)历史上第一次利用加速器实现的核反应是用加速后动能为0.5 MeV的质子11H 轰击静止的A Z X，生成两个动能均为8.9 MeV的42He.(1 MeV＝1.6×10－13 J)(1)写出上述核反应方程；(2)求上述核反应的质量亏损.16.(12分)如图所示，质量为M的天车静止在光滑水平轨道上，下面用长为L的细线悬挂着质量为m的沙箱，一颗质量为m0的子弹以v0的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后的运动过程中，求：(1)沙箱上升的最大高度；(2)天车的最大速度.选修3-5练习（三）一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分.在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分.)1.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是()A.打开阀门S1B.打开阀门S2C.打开阀门S3D.打开阀门S42.物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的3.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是()A.图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B.图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D.图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性4.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.钍核23490Th衰变成镤核23491Pa，放出一个中子，并伴随着放出γ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.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定5.下列应用中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中的砂眼和裂纹D.给怀疑患有甲状腺疾病的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病 6.红宝石激光器的工作物质红宝石是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，E 1是基态，E 2是亚稳态，E 3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E 3，然后自发地跃迁到E 2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2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－λ1λ1λ27.已知金属钙的逸出功为2.7 eV ，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n ＝4能级状态，则( )A.氢原子可能辐射6种频率的光子B.氢原子可能辐射5种频率的光子C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应8.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v 1，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v 2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140，则以下结论中正确的是( )A.v 1＝v 2B.v 1∶v 2＝41∶42C.v 1∶v 2＝42∶41D.v 1∶v 2＝41∶839.钚的一种同位素239 94 P 衰变时释放巨大能量，其衰变方程为239 94 P →235 92 U ＋42 H e ＋γ，则( )A.核燃料总是利用比结合能小的核B.核反应中γ的能量就是239 94P 的结合能C.235 92U 核比239 94P 核更稳定，说明235 92U 的结合能大D.由于衰变时释放巨大能量，所以239 94P 比235 92U 的比结合能小10.由于放射性元素237 93Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现.已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi ，下列论断中正确的是( )A.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少28个中子B.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少18个中子C.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D.衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变二、非选择题(本题共6小题，共50分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)11.(4分)如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零.用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带(填“正”或“负”)电；若改用红外线重复上述实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率(填“大于”或“小于”)红外线的频率.12.(8分)如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高.将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上.释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的高度为a，B点离水平桌面的高度为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外，(1)还需要测量的量是、和Ｗ.(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为Ｗ.(忽略小球的大小)13.(8分)一速度为v的高速α粒子(42He)与同方向运动的氖核(2010Ne)发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止.求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正).14.(10分)已知氢原子基态的电子轨道半径为r 1＝0.528×10－10 m ，量子数为n 的能级值为E n ＝－13.6n 2 eV .(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长.(静电力常量k ＝9×109 N·m 2/C 2，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，真空中光速c ＝3.00×108 m/s)15.(10分)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的.(1)氦核聚变反应可简化为4个氢核(11H)聚变成氦核(42He)，同时放出2个正电子(01e)和2个中微子(νe )，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量；(2)研究表明，银河系的年龄约为t ＝3.8×1017 s ，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P ＝1×1037 J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量；(最后结果保留一位有效数字)(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据：银河系质量约为M ＝3×1041 kg ，原子质量单位1 ＝1.66×10－27 kg ，1 相当于1.5×10－10 J 的能量，电子质量m e ＝0.000 5 ，氦核质量m α＝4.002 6 ，氢核质量m p ＝1.007 8 ，中微子νe 质量为零)16.(10分)如图所示，光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远，现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5 m/s时，停止拉绳，求：(1)人在拉绳过程中做了多少功？(2)若人停止拉绳后，为避免两车相撞，人至少以多大水平速度从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？。

近代物理专题训练（选修3-5）1.（多选）光电效应试验的装置如图所示，用弧光灯照耀锌板,验电器指针张开一个角度。

则下面说法中正确的是 （ ）A ．用紫外光照耀锌板，验电器指针会发生偏转B ．用绿色光照耀锌板，验电器指针会发生偏转C ．锌板带的是负电荷D ．使验电器指针发生偏转的是正电荷2.（多选）在做光电效应的试验时，某金属被光照耀发生了光电效应，试验测得光电子的最大初动能E k 与入射光的频率ν的关系如图所示，由试验图象可求出 （ ）A ．该金属的极限频率和极限波长B ．普朗克常量C ．该金属的逸出功D ．单位时间内逸出的光电子数3.（多选）光电效应试验中，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有关D ．入射光频率大于截止频率才能产生光电子4.（多选）如图所示，电路中全部元件完好，光照耀到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过。

其缘由可能是 ( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间太短D ．电源正负极接反5.在光电效应试验中，飞飞同学用同一光电管在不同试验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。

则可推断出( )A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能6.（多选）用同一频率的光照耀到甲、乙两种不同的金属上，它们释放的光电子在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为R 甲∶R 乙=3∶1，则下列说法中正确的是 ( )A ．两种金属的逸出功之比为3∶1B ．两种光电子的速度大小之比为3∶1C ．两种金属的逸出功之比为1∶3D ．两种光电子的动量大小之比为3∶17．下列说法正确的是 （ ）A ．光电效应是金属原子汲取光子向外逸出的现象B ．某元素的半衰期是5天，12g 的该元素经过10天后还有3g 未衰变C ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时，原子的总能量增大，电子的动能也增大8．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为21n E E n =其中n=2，3，4…。

[A 组 素养达标]1．(多选)如图所示,在光滑水平地面上有A 、B 两个木块,A 、B 之间用一轻弹簧连接．A 靠在墙壁上,用力F 向左推B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态．若突然撤去力F,则下列说法中正确的是( )A ．木块A 离开墙壁前,A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒 B ．木块A 离开墙壁前,A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒,但机械能守恒C ．木块A 离开墙壁后,A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒D ．木块A 离开墙壁后,A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒,但机械能守恒解析：若突然撤去力F,木块A 离开墙壁前,墙壁对木块A 有作用力,所以A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒,但由于A 没有离开墙壁,墙壁对木块A 不做功,所以A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒,选项A 错误,B 正确；木块A 离开墙壁后,A 、B 和弹簧组成的系统所受合外力为零,所以系统动量守恒且机械能守恒,选项C 正确,D 错误． 答案：BC2.(多选)如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( ) A ．小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒B ．小球向左摆动时,小车向右运动,且系统在水平方向上动量守恒C ．小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零D ．在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反(或者都为零)解析：以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受外力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒．由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,所以A 、C 错,B 、D 对． 答案：BD3．质量为5m 的机车以速度v 运动,跟质量都为m 的30节静止在光滑水平直轨道上的车厢挂接,则全部挂接在一起时的速度为( ) A.v7 B.v 6 C.v 30D.v 5解析：根据动量守恒定律得5mv ＝(30＋5)mv′,所以v′＝v7,故选A.答案：A4.如图所示,质量为M 的小船在静止的水面上以速率v 0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止．若救生员以相对水面的速率v 水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( ) A ．v 0＋mM vB ．v 0－mM vC ．v 0＋mM(v 0＋v)D ．v 0＋mM(v 0－v)解析：以向右为正方向,据动量守恒定律有(M ＋m)v 0＝－mv ＋Mv′,解得v′＝v 0＋mM (v 0＋v)．答案：C5．解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务,假设鱼雷快艇的总质量为M,以速度v 前进,现沿快艇前进方向发射一颗质量为m 的鱼雷后,快艇速度减为原来的35,不计水的阻力,则鱼雷的发射速度为( )A.2M ＋3m5m v B.2M 5m v C.4M －m5mv D.4M 5mv 解析：设快艇的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有 Mv ＝(M －m)·35v ＋mv′,解得v′＝2M ＋3m5m v.答案：A6．一颗手榴弹被投出后到达最高点时的速度为v 0＝10 m/s,设它炸成两块后,质量为0.4 kg 的大块速度大小为250 m/s,方向与原来方向相反,若取v 0方向为正方向,则质量为0.2 kg 的小块速度为( ) A ．－470 m/s B ．530 m/s C ．470 m/sD ．800 m/s解析：手榴弹爆炸过程系统水平方向动量守恒,以手榴弹的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律得Mv 0＝m 1v 1＋m 2v 2,即0.6×10 kg·m/s＝0.4×(－250) kg·m/s＋0.2 kg×v 2,解得v 2＝530 m/s.故选B. 答案：B7．(多选)如图所示,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,弹簧与挡板的质量均不计；滑块M 以初速度v 0向右运动,它与挡板P 碰撞后开始压缩弹簧,最后,滑块N 以速度v 0向右运动．在此过程中( )A ．M 的速度等于0时,弹簧的弹性势能最大B ．M 与N 具有相同的速度时,两滑块动能之和最小C ．M 的速度为v 02时,弹簧的长度最长D ．M 的速度为v 02时,弹簧的长度最短解析：M 、N 两滑块碰撞过程中动量守恒,当M 与N 具有相同的速度v 02时,系统动能损失最大,损失的动能转化为弹簧的弹性势能,即弹簧弹性势能最大,A 错误,B 正确；M 的速度为v 02时,弹簧的压缩量最大,弹簧的长度最短,C 错误,D 正确． 答案：BD8．质量m 1＝10 g 的小球在光滑的水平桌面上以v 1＝30 cm/s 的速率向右运动,恰遇上质量为m 2＝50 g 的小球以v 2＝10 cm/s 的速率向左运动,碰撞后,小球m 2恰好停止,则碰后小球m 1的速度大小和方向如何？ 解析：碰撞过程中,两小球组成的系统所受合力为零,动量守恒．设向右为正方向,则各小球速度为v 1＝30 cm/s,v 2＝－10 cm/s,v 2′＝0.由动量守恒定律列方程m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′, 代入数据得v 1′＝－20 cm/s.故小球m 1碰后的速度的大小为20 cm/s,方向向左． 答案：20 cm/s 方向向左[B 组 素养提升]9．(多选)如图所示,水平面上有两个木块,两木块的质量分别为m 1、m 2,且m 2＝2m 1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩的轻弹簧,烧断绳后,两木块分别向左、向右运动．若两木块m 1和m 2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1＝2μ2,则在弹簧伸长的过程中,两木块( )A ．动量大小之比为1∶1B ．速度大小之比为2∶1C ．动量大小之比为2∶1D ．速度大小之比为1∶1解析：以两木块及弹簧组成的系统为研究对象,绳断开后,弹簧对两木块的推力可以看成是内力；水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力,且f 1＝μ1m 1g,f 2＝μ2m 2g.由题给条件可得系统所受合外力F 合＝μ1m 1g －μ2m 2g ＝0,满足动量守恒定律的条件．设弹簧伸长过程中某一时刻,两木块速度大小分别为v 1、v 2.由动量守恒定律有(以向右为正方向)－m 1v 1＋m 2v 2＝0,m 1v 1＝m 2v 2,即两木块的动量大小之比为1∶1,故A 项正确,C 项错误．两木块的速度大小之比为v 1v 2＝m 2m 1＝21,故B 项正确,D 项错误．答案：AB10.(多选)两个小木块A 和B(均可视为质点)中间夹着一轻质弹簧,用细线(未画出)捆在一起,放在光滑的水平桌面上,烧断细线后,木块A 、B 分别向左、右方向运动,离开桌面后做平抛运动(离开桌面前两木块已和弹簧分离),落地点与桌面边缘的水平距离分别为l A ＝1 m,l B ＝2 m,如图所示,则下列说法正确的是( )A ．木块A 、B 离开弹簧时的速度大小之比v A ∶v B ＝1∶2 B ．木块A 、B 的质量之比m A ∶m B ＝2∶1C ．木块A 、B 离开弹簧时的动能之比E kA ∶E kB ＝1∶2D ．弹簧对木块A 、B 的作用力大小之比F A ∶F B ＝1∶2解析：A 、B 两木块脱离弹簧后做平抛运动,由平抛运动规律得,木块A 、B 离开弹簧时的速度大小之比为v Av B ＝l A l B ＝12,A 正确；取水平向左为正方向,根据动量守恒定律得,m A v A －m B v B ＝0,因此m A m B ＝v B v A ＝21,B 正确；木块A 、B 离开弹簧时的动能之比为E kA E kB ＝m A v 2A mB v 2B ＝21×14＝12,C 正确；弹簧对木块A 、B 的作用力大小之比为F A F B ＝11,D 错误．答案：ABC11．一枚在空中飞行的炮弹,质量M ＝6 kg,在最高点时的速度v 0＝900 m/s,炮弹在该点突然炸裂成A 、B 两块,其中质量m ＝2 kg 的B 做自由落体运动．求： (1)爆炸后A 的速度大小； (2)爆炸过程中A 受到的冲量大小．解析：(1)炮弹爆炸过程系统动量守恒,以炮弹的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有Mv 0＝(M －m)v A ,解得v A ＝1 350 m/s,方向与初速度方向相同．(2)根据动量定理可知爆炸过程中A 受到的冲量为I ＝Δp＝(M －m)(v A －v 0)＝1 800 N·s ,方向与初速度方向相同．答案：(1)1 350 m/s (2)1 800 N·s[C 组 学霸冲刺]12．如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A 和B(均可视为质点)分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A 无初速度释放,A 与B 碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑,半径R ＝0.2 m ；A 和B 的质量相等,A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2.重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v′； (2)A 和B 整体在桌面上滑动的距离L.解析：(1)滑块A 从圆弧轨道最高点运动到最低点的过程中机械能守恒,由12m A v 2A ＝m A gR,可得v A ＝2 m/s.在底部A 和B 相撞并结合为一个整体,满足动量守恒条件,取水平向右为正方向,由m A v A ＝(m A ＋m B )v ′,可得v ′＝1 m/s.(2)根据动能定理,对A 、B 一起滑动的过程有 －μ(m A ＋m B )gL ＝0－12(m A ＋m B )v′2,可得L ＝0.25 m.答案：(1)1 m/s (2)0.25 m。

2011年高考专题选修3-5专题强化练习1．[物理——选修3-5]（15分）（1）（5分）根据玻尔的原子理论，下列说法中正确的有 （ ）A ．原子只有在吸收了光子以后才有可能从低能级跃迁到高能级B ．原子从高能级跃迁到低能级一定会辐射出光子C ．氢原子向外辐射光子的能量不会超过13.6eVD ．氢原子能吸收的光子的能量不会超过13.6eV（2）（10分）质量分别为m 1和m 2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v 1、v 2同向运动并发生对心碰撞，碰后m 2被右侧的墙原速弹回，又与m 1相碰，碰后两球都静止。

求第一次碰后m 1球的速度。

1．（15分） （1）BC （5分）（2）（10分）根据动量定恒定律有 '22'112211v m v m v m v m +=+ （4分）0'22'11=-v m v m（4分）解得12211'12m v m v m v +=（2分）2．（8分）[物理—物理3—5]（1）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。

这种装置能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变，并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类源源不断地提供清洁能源，被称为“人造太阳”。

在该装置内所发生核反应的方程是234112HH He X+→+，其中粒子X 的符号是 。

已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量是m 3，X 的质量是m 4，光速为c ，则发生一次上述核反应所释放核能的表达式为 。

（2）如图所示，质量为3m 、长度为L 的木块静止放置在光滑的水平面上。

质量为m 的子弹（可视为质点）以初速度v 0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为025v 。

试求： ①子弹穿出木块后，木块的速度大小；②子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小。

2．（8分）【物理一物理3—5】 （1）1201234()nm m m m c +--（每空1分）（2）解：①设子弹穿出木块后，木块的速度大小为移。