【南方凤凰台】2015届高考物理二轮复习配套检测与评估：专题十六 选修3-5(含2014年模拟题)

【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习选修3－5阶段示范性金考卷（含解析）本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在第1、3、7、9小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第2、4、5、6、8、10、11、12小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. 有关光的本性的说法正确的是( )A. 关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D. 在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝则显出波动性，如果光只通过一个缝则显出粒子性解析：牛顿提出“微粒说”不能说明光的本性，A错；光既不能看成宏观上的波也不能看成微观上的粒子，B错；双缝干涉和单缝衍射都说明光的波动性，当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短显示出粒子性，曝光时间长则显示出波动性，D错误．答案：C2. 如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9 eV之间的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是( )A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收B. 照射光中有三种频率的光子被吸收C. 氢原子发射出三种不同波长的光D. 氢原子发射出六种不同波长的光解析：氢原子只能吸收特定频率的光子，才能从低能级跃迁到高能级，题中氢原子可能吸收的光子能量有12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV三种，选项A错误、B正确；氢原子可以吸收大量能量为12.75 eV的光子，从而从n＝1的基态跃迁到n＝4的激发态，共可发射出C24＝4×32＝6种不同波长的光，选项C错误、D正确．答案：BD3. 如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上．已知m A<m B，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将( )A. 静止B. 向右运动C. 向左运动D. 无法确定解析：选取A、B两个物体组成的系统为研究对象，根据动量定理，整个运动过程中，系统所受的合外力为零，所以动量改变量为零．初始时刻系统静止，总动量为零，最后粘合体的动量也为零，即粘合体静止，选项A正确．答案：A4. [2013·南京高三一模]下列说法正确的是 ( )A. 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律B. 原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C. 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量数等于原来的原子核的质量数，但是质量有亏损，所以选项B错误；氢原子的核外电子离核越远氢原子的能量越高，当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时要向外辐射光子，而氢原子的能量减少，所以选项C正确；在原子核中，比结合能的大小能够反映核的稳定程度，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以选项D错误．本题答案为AC.答案：AC5. 如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象．下列说法中正确的是( )A. 若D和E能结合成F，结合过程一定要释放能量B. 若D和E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C. 若A能分裂成B和C，分裂过程一定要释放能量D. 若A能分裂成B和C，分裂过程一定要吸收能量解析：若D和E能结合成F，结合过程有质量亏损，释放能量；若A能分裂成B和C，分裂过程有质量亏损，释放能量，所以A、C正确．6. [2014·山东潍坊模拟]下列说法正确的是( )A. 卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B. 根据玻尔理论可知，当氢原子从n ＝4的状态跃迁到n ＝2的状态时，发射出光子C. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关 解析：卢瑟福通过α粒子散射实验总结并建立了原子核式结构模型，选项A 正确；氢原子从高能级向低能级跃迁时以光子的形式释放能量，选项B 正确；β衰变时所释放的电子是原子核内部变化所释放的，选项C 错误；原子核的衰变快慢是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的状态无关，选项D 正确．答案：ABD7. [2013·银川一中高三二模]下列说法中错误的是( )A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为42He ＋14 7N→17 8O ＋11HB. 铀核裂变的核反应是235 92U→141 56Ba ＋9236Kr ＋210nC. 质子、中子、α粒子的质量分别为m 1，m 2，m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D. 原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2，那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子 解析：卢瑟福用α粒子轰击N 原子核发现了质子，A 项正确；铀核裂变的核反应是235 92U＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，所以B 项错误；质子和中子结合成一个α粒子，释放能量符合质能方程，C 项正确；原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，所以原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的能量为ab 能级间与bc 能级间的能量差值，即hc λ2－hc λ1＝hc (λ1－λ2λ1λ2)，所以吸收的光子的波长为λ1λ2λ1－λ2，D 项正确．故本题选B. 答案：B8. [2013·南京一模]下列说法正确的是( )A. 天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，肯定是因为光的强度太小C. 按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后动能减小D. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子解析：照射光的频率大于金属的极限频率时，金属上的电子才会逸出，频率越大，电子的初动能越大，选项B 错误；β衰变是放射性原子核放射电子(β粒子)而转变为另一种核的过程，β射线来源于原子核而不是核外电子，所以选项D 错误．9. 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n ＝4的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光a ，从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光b ，则( )A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B. 氢原子从n ＝4的能级向n ＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C. 在水中传播时，a 光较b 光的速度小D. 氢原子在n ＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离解析：原子核受到激发才会辐射出γ射线，A 项错误；氢原子从n ＝4能级向n ＝3能级跃迁，是原子外层电子的跃迁，只能辐射可见光，B 项错误；由E ＝hν，知νa >νb ，得n a >n b ，由v ＝c n知，在水中传播时a 光较b 光的速度小，C 项正确；从n ＝2的能级电离所需的最小能量E ＝E ∞－E 2＝3.4 eV ，光子能量低于此值不可能引起电离，因此只有频率足够高的光才可能引起电离，D 项错误．答案：C10. 小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车、人、枪和靶的总质量为M (不含子弹)，每颗子弹质量为m ，共n 发，打靶时，枪口到靶的距离为d .若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法中正确的是( )A. 待打完n 发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动B. 待打完n 发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方C. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为md nm ＋M D. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同解析：车、人、枪、靶和n 颗子弹组成的系统动量守恒，系统初动量为0，故末动量为0，A 错误；每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发，因此每次射击，以一颗子弹和车、人、枪、靶、(n －1)颗子弹为研究对象，动量守恒，则：0＝m x 子t －[M ＋(n －1)m ]·x 车t ，由位移关系有：x 车＋x 子＝d ，解得x 车＝md M ＋nm，故C 正确；每射击一次，车子都会右移，故B 正确．答案：BC11.下列说法正确的是( )A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，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B. 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，同时电子的动能增大，电势能减小C. 核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量D. 太阳内部发生的核反应是热核反应E. 原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知，光线照射金属板发生光电效应时，从金属表面上逸出光电子的最大初动能与光的频率有关，而与光的照射强度无关，A项错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，电子与原子核之间的距离减小，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，B项正确；根据质能关系可知，C项正确；根据核反应知识可知，D项正确；原子核的衰变是自发进行的，E项错误．答案：BCD12. 下列关于近代物理知识的描述中，正确的是( )A. 当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出B. 处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子C. 衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 在147N＋42He→178O＋X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变E. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定解析：由光电效应规律可知，当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用频率大的紫光照射也一定会有电子逸出，A项正确；处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出C23＝3种频率的光子，B项正确；衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子，电子从原子核内发射出来而形成的，C项错误；根据质量守恒和电荷守恒可知，X是质子，这个反应过程叫原子核人工转变，D项错误；根据比结合能定义可知，E项正确．答案：ABE第Ⅱ卷(非选择题，共50分)二、填空题(本题共3小题，共18分)13. (6分)已知235 92U有一种同位素核比235 92U核多3个中子．某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变，放出的α粒子的速度大小为v0.写出衰变的核反应方程________(产生的新核的元素符号可用Y表示)；衰变后的新核速度大小为________．解析：设核子质量为m，则α粒子质量为4m，产生的新核质量为234m,238 92U衰变，由动量守恒有234mv＝4mv0，解得v＝2117v0.答案：238 92U→234 90Y＋42He2 117v014. (6分)氢原子的能级如图所示，当氢原子从n ＝4能级向n ＝2能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为________eV.现有一群处于n ＝4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有________种．解析：金属的逸出功为W ＝E 4－E 2＝－0.85 eV －(－3.40) eV ＝2.55 eV ；从能级n ＝4分别跃迁到能级n ＝1和能级n ＝2，从能级n ＝3和能级n ＝2分别跃迁到能级n ＝1均能使该金属发生光电效应，即有4种频率的光符合要求．答案：2.55 415. (6分)如图所示为研究光电效应规律的实验电路，利用此装置也可以进行普朗克常量的测量．只要将图中电源反接，用已知频率ν1、ν2的两种色光分别照射光电管，调节滑动变阻器……已知电子电荷量为e ，要能求得普朗克常量h ，实验中需要测量的物理量是________；计算普朗克常量的关系式h ＝________(用上面的物理量表示)．解析：电流表示数为零，此时光电管两端所加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eU 极＝12mv 2m ＝hν－W 0有eU 1＝hν1－W 0①，eU 2＝hν2－W 0②，解得h ＝e U 1－U 2ν1－ν2. 答案：分别使电流表示数恰好为零时电压表的读数U 1、U 2e U 1－U 2ν1－ν2三、计算题(本题共3小题，共32分)16. (10分)[2014·河南洛阳]如图所示，一质量M ＝2 kg 的长木板B 静止于光滑水平面上，B 的右边有竖直墙壁．现有一小物体A (可视为质点)质量m ＝1 kg ，以速度v 0＝6 m/s 从B 的左端水平滑上B ，已知A 和B 间的动摩擦因数μ＝0.2，B 与竖直墙壁的碰撞时间极短，且碰撞时无机械能损失，若B 的右端距墙壁x ＝4 m ，要使A 最终不脱离B ，则木板B 的长度至少多长？解析：设A 滑上B 后达到共同速度v 1前并未碰到竖直墙壁．由动量守恒定律得，mv 0＝(M ＋m )v 1在这一过程中，对B 由动能定理得，μmgx B ＝12Mv 21 解得，x B ＝2 m<4 m ，假设成立．设B 与竖直墙壁碰后，A 和B 的共同速度为v 2.由动量守恒定律得，Mv 1－mv 1＝(M ＋m )v 2由能量守恒定律得，μmgL ＝12mv 20－12(m ＋M )v 22 解得，L ＝8.67 m.答案：8.67 m17. (10分)如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B 相连，B 静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态．另一质量与B 相同的滑块A ，从导轨上的P 点以某一初速度向B 运动，当A 滑过距离l 1时，与B 相碰，碰撞时间极短，碰后A 、B 紧贴在一起运动，但互不粘连．已知最后A 恰好返回出发点P 并停止．滑块A 和B 与导轨的动摩擦因数都为μ，运动过程中弹簧最大形变量为l 2，求滑块A 从P 点出发时的初速度v 0.(取重力加速度为g )解析：令A 、B 质量均为m ，A 刚接触B 时速度为v 1(碰前)，由功能关系，12mv 20－12mv 21＝μmgl 1 碰撞过程中动量守恒，令碰后瞬间A 、B 共同运动的速度为v 2根据动量守恒定律，mv 1＝2mv 2碰后A 、B 先一起向左运动，接着A 、B 一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，设A 、B 的共同速度为v 3，在这一过程中，弹簧的弹性势能在始末状态都为零．根据动能定理，12(2m )v 22－12(2m )v 23＝μ(2m )g (2l 2) 此后A 、B 分离，A 单独向右滑到P 点停下由功能关系得12mv 23＝μmgl 1 联立各式解得v 0＝μg10l 1＋16l 2. 答案：μg 10l 1＋16l 218. (12分)[2014·北京西城]如图所示，一质量M ＝1.0 kg 的砂摆，用轻绳悬于天花板上O 点．另有一玩具枪能连续发射质量m ＝0.01 kg 、速度v ＝4.0 m/s 的小钢珠．现将砂摆拉离平衡位置，由高h ＝0.20 m 处无初速度释放，恰在砂摆向右摆至最低点时，玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆，二者在极短时间内达到共同速度．不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.(1)求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间，砂摆的速度大小v 0；(2)求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间，砂摆的速度大小v 1；(3)第一颗小钢珠射入后，每当砂摆向左运动到最低点时，都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆，并留在砂摆中．当第n 颗小钢珠射入后，砂摆能达到初始释放的高度h ，求n .解析：(1)砂摆从释放到最低点，由动能定理得Mgh ＝12Mv 20 解得，v 0＝2gh ＝2.0 m/s.(2)小钢珠打入砂摆过程，由动量守恒定律得，Mv 0－mv ＝(M ＋m )v 1解得，v 1＝Mv 0－mvM ＋m ≈1.94 m/s.(3)第2颗小钢珠打入过程，由动量守恒定律得，(M ＋m )v 1＋mv ＝(M ＋2m )v 2第3颗小钢珠打入过程，同理(M ＋2m )v 2＋mv ＝(M ＋3m )v 3…第n 颗小钢珠打入过程，同理[M ＋(n －1)m ]v n －1＋mv ＝(M ＋nm )v n联立各式得，(M ＋m )v 1＋(n －1)mv ＝(M ＋nm )v n解得，v n ＝M ＋m v 1＋n －1mvM ＋nm当第n 颗小钢珠射入后，砂摆要能达到初始释放的位置，砂摆速度满足：v n ≥v 0解得，n ≥M ＋m v 1－mv －Mv 0m v 0－v＝4所以，当第4颗小钢珠射入砂摆后，砂摆能达到初始释放的高度．答案：(1)2.0 m/s (2)1.94 m/s (3)4。

2015年高考物理试题分类汇编选修3-5及答案解析word 版目录动量与动量守恒 (1)波粒二象性 原子物理 (4)选修3-5汇总 (7)动量与动量守恒1.（15福建卷）如图，两滑块A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A 的质量为m ，速度大小为2v o ，方向向右，滑块B 的质量为2m ，速度大小为v 0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是____________。

(填选项前的字母)A. A 和B 都向左运动B. A 和B 都向右运动C. A 静止，B 向右运动D. A 向左运动，B 向右运动答案 D2.（15重庆卷）高空作业须系安全带.如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h （可视为自由落体运动）.此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为mg + mg - mg +mg - 【答案】A【解析】试题分析：人下落h 高度为自由落体运动，由运动学公式22v gh =，可知v过程（取向上为正）由动量定理得()0()F mg t mv -=--，解得：F mg =，故选A 。

考点：本题考查运动学公式、动量定理。

3.（15新课标2卷）（10分）滑块a 、b 沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。

两者的位置x 随时间t 变化的图像如图所示。

求：（ⅰ）滑块a 、b 的质量之比；（ⅱ）整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。

【答案】（1）8121=m m ；（2）21=∆E W考点：动量守恒定律；能量守恒定律4.（15新课标1卷）波粒二象性 原子物理1.（15江苏卷）（1）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有_______A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U 是常用的核燃料。

1．(对应要点一)下列说法正确的是()A．惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波，其本质是相同的B．牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的，其实质是相同的C．惠更斯的波动说与牛顿的微粒说都是说光具有波粒二象性D．爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性解析：惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同，前者仍将光看作机械波，认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的，而后者说光波只是电磁波而不是机械波，可以不借助于任何介质而传播，A选项错误。

牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的。

前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的，而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子，它只强调光的不连续性，光是由一份一份组成的，B选项错误。

惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体或模型提出的，是对立的、不统一的。

C选项错误。

据光的波粒二象性知，D选项正确。

答案：D2．(对应要点一)关于光的波粒二象性，正确的说法是()A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越明显B．光的波长越长，光子的能量越小，波动性越明显C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性解析：从光的波粒二象性可知：光是同时具有波粒二象性，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著。

频率高、个数少时粒子性明显，波长长、量大时波动性明显。

答案：ABD3．(对应要点二)关于物质波，下列认识错误的是()A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：根据德布罗意物质波理论可知，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X 射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，故B错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项正确；由电子穿过铝箔的衍射实验知少量电子穿过铝箔后所落的位置呈现出衍射图样以及大量电子的行为表现出电子的波动性，而且干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故D错误。

选做题专项训练三(选修3-5)1. (1) 下列说法中符合史实的是 . A. 汤姆孙通过实验发现了质子 B. 贝可勒尔通过实验发现了中子C. 卢瑟福通过实验提出了原子的核式结构模型D. 查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构(2) 2012年9月25日我国首艘航母“辽宁舰”正式服役.可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备,其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力23592.U 10+n 14156→Ba 9236+Kr+yX 是若干核反应的一种,其中n 为中子,X 为待求粒子,y 为X的个数,则X 是 (填“质子”、“中子”或“电子”),y= .(3) 一质量为0.5kg 的小球A 以2.0m/s 的速度和静止于光滑水平面上质量为1kg 的另一大小相同的小球B 发生正碰,碰撞后A 以0.2m/s 的速率反弹.求: ①原来的静止小球B 获得的速度大小. ②碰撞过程中损失的机械能.2. (1) 已知处于某一能级n 上的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发出10种不同频率的光,下列能表示辐射光波长最长的跃迁的示意图是 .(2) 在实验室内较精准地测量到的双β衰变事例是在1987年公布的,在进行了7960小时的实验后,以68%的置信度认出8234Se发生的36个双β衰变事例.已知静止的8234Se发生双β衰变时,将释放出两个电子和两个中微子(中微子的质量数和电荷数都为零),同时转变成一个新核X,则X核的中子数为;若衰变过程释放的核能是E,真空中的光速为c,则衰变过程的质量亏损是.(3) 质量为m的小球A在光滑水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰后,以13v的速率反弹,试通过计算判断发生的是不是弹性碰撞.3. (1) 某些放射性元素如23793Np的半衰期很短,在自然界很难被发现,可以在实验室使用人工的方法发现.已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi,下列说法中正确的是.A. 20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子B. 衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变C. 衰变过程中共有4个中子转变为质子D. 若20983Bi继续衰变成新核21083Bi,需放出一个α粒子(2) 爱因斯坦提出了光量子概念,并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖.已知用频率为ν的某种光照射某种金属逸出光电子的最大速度为vm,设光电子的质量为m,则该金属的逸出功为.若将入射光的频率提高到2ν,则逸出光电子的最大初动能(填“大于”、“等于”或“小于”)原来初动能的2倍.(3) 如图所示,在光滑水平面上使滑块A以2m/s的速度向右运动,滑块B以3m/s的速度向左运动并与滑块A发生碰撞,已知滑块A、B的质量分别为1kg、2kg,滑块B的左侧连有轻弹簧.求:①当滑块A的速度减为零时,滑块B的速度大小.②两滑块相距最近时,滑块B的速度大小.4. (1) 下列说法中正确的是.A. 光电效应说明光具有粒子性B. 天然放射现象说明原子具有复杂的结构C. 太阳光中强度最大的是绿光,所以绿光的光子能量最大D. 卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型(2) 汞原子的能级如图所示,现让光子能量为E的一束光照射到大量处于基态的汞原子上,汞原子能发出3种不同频率的光,那么入射光光子能量为eV,发出光的最大波长为m.(普朗克常量为6.63×10-34 J·s,计算结果取两位有效数字)?(3) 一个静止的氮核147 N 俘获一个速度为2.3×107 m/s 的中子生成一个复核A,A又衰变成B 、C 两个新核.设B 、C 的速度方向与中子速度方向相同,B 的质量是中子的11倍,B 的速度是106 m/s,B 、C 两原子核的电荷数之比为5∶2. ①C 为何种粒子? ②求C 核的速度大小.5. (1) 下列说法中正确的是 .A.随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C.放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件无关D.比结合能大的原子核结合或分解成比结合能小的原子核时释放核能(2) 静止的63 Li 核俘获一个速度v 1=7.7×104 m/s 的中子而发生核反应,生成一个新核和速度大小为v 2=2.0×104 m/s 、方向与反应前中子速度方向相同的氦核42(He).上述核反应方程为 ,另一新核的速度大小为m/s.?(3) 已知氢原子基态电子轨道半径为r 0=0.528×10-10 m,量子数为n 的激发态的能量E n =2-13.6n eV.①有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,在能级图上用箭头标明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条?②通过计算说明这几条光谱线中波长最长的一条光谱线能否使极限频率为4.5×1014Hz 的金属板发生光电效应.(已知e=1.60×10-19 C,h=6.63×10-34 J ·s)6. (1) 下列说法中正确的是 . A. 普朗克提出了光子说B. 宏观物体的物质波波长远小于其本身尺寸,根本无法观察它的波动性C. α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一D. 核力是短程的强相互作用斥力(2) 氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子,已知基态的一价氦离子E 1=-54.4eV,能级图如图所示,则一价氦离子第n 能级E n = eV.一个静止的处于基态的一价氦离子被运动的电子碰撞后又失去了一个电子,则运动电子的动能一定大于 eV.?(3) 原子核的衰变方式不同,释放的能量也不同,由此可以用来确定原子核的质量差6429.Cu 可以衰变为6430Zn,释放的核能是E 1;也可以衰变为6428Ni,释放的核能为E 2,E 2>E 1.①写出两种衰变方式的衰变方程.②求出6430Zn和6428Ni质量差Δm.7. (1) 下列说法中正确的是.A. 利用α射线可发现金属制品中的裂纹B. 23592U原子核中,质子间的库仑力能使它自发裂变C. 温度达到107K时21,H能与31H发生聚变,这个反应需要吸收能量D. 一束C60分子通过双缝装置后会出现干涉图样,证明分子也会像光波一样表现出波动性(2) 一光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U,普朗克常量为h,电子的电荷量为e. 用频率为ν的紫外线照射阴极,有光电子逸出,光电子到达阳极的最大动能是;若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压,要使光电子都不能到达阳极,反向电压至少为.(3) 1928年,德国物理学家玻特用α粒子轰击轻金属铍时,发现有一种贯穿能力很强的中性射线. 查德威克测出了它的速度不到光速的十分之一,否定了是γ射线的看法,他用这种射线与氢核和氮核分别发生碰撞,求出了这种中性粒子的质量,从而发现了中子.①请写出α粒子轰击铍核94(Be)得到中子的方程式.②若中子以速度v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞,测得中子反向弹回的速率为v1,氮核碰后的速率为v2,则中子的质量m等于多少?8. (1) 下列说法中正确的是.A. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为光的强度太弱B. 德布罗意认为一切物体都具有波粒二象性C. 比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时一定吸收能量D. 黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与温度有关(2) 核电池又叫“放射性同位素电池”,一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5 000年.燃料中钚23894(Pu)是一种人造同位素,可以通过下列反应合成:①用氘核21(H)轰击铀23892(U)生成镎23893(Np)和两个相同的粒子X,核反应方程是2382921U HNp+2X.②镎23893(Np)放出一个粒子Y 后转变成钚23894(Pu),核反应方程是23893Np 23894Pu+Y.则X 粒子的符号为 ,Y 粒子的符号为 .(3) 如图甲所示,光滑水平面上有A 、B 两物体,已知A 的质量为2 kg,A 以一定的初速度向右运动,与B 发生正碰后粘在一起向右运动,它们位移—时间图象如图乙所示.求:①物体B 的质量.②A 和B 碰撞过程中损失的机械能.选做题专项训练三(选修3-5)1. (1) C (2) 中子 3(3) ①由动量守恒定律m 1v 1+0=m 1v'1+m 2v'2, 解得v'2=1.1m/s.②ΔE=12m 121v -12m 1v 21'-12m 2v 22'=0.385J.2. (1) A (2) 46 2E c(3) 由动量守恒定律mv 0=m 01-3v ⎛⎫ ⎪⎝⎭+2mv B ,得v B =23v 0,碰后总动能E=12m 2013v ⎛⎫ ⎪⎝⎭+12·2m 2023v ⎛⎫ ⎪⎝⎭=12m 20v ,故为弹性碰撞. 3. (1) C (2) h ν-12m 2m v大于(3) ① 以向左为正方向,m 2v 2-m 1v 1=m 2v B , 代入数据得v B =2m/s.② 当滑块相距最近时,A 、B 速度相同,则 m 2v 2-m 1v 1=(m 1+m 2)v'B ,解得v'B =43 m/s=1.33m/s.4. (1) AD (2) 7.7 4.4×10-7(3) ① α粒子(氦原子核42He) ② 3×106 m/s 5. (1) C (2) 63 Li 10+n 31→H 42+He 1×103(3) ①能级图如图所示,可得三条光谱线.②波长最长的光对应处于n=3的激发态的氢原子向n=2能级跃迁所发出光的光谱线,能量为 E=E 3-E 2=1.89 eV.由E=h ν,得ν=4.56×1014 Hz>4.5×1014 Hz, 所以能发生光电效应.6. (1) BC (2) 2-54.4n 54.4(3)6429①Cu6430→Zn 0-1+e 6429　Cu 6428→Ni 01+ e②由质能方程有E 1=(m Cu -m Zn -m e )c 2, E 2=(m Cu -m Ni -m e )c 2, 而Δm=m Zn -m Ni ,解得Δm=212-E E c .7. (1) D (2) h(ν-ν0)+eU 0(-)h e νν(3)94①Be42+He 126→C 10+n②由动量守恒定律有mv 0=m N v 2-mv 1,解得m=N 201m v v v +.8. (1) BD (2) 10 n 0-1 e(3) ① 由图知,碰前v A =4 m/s,v B =0, 碰后两者速度v=1 m/s, 由m A v A =(m A +m B )v,解得m B =6 kg.② 损失机械能ΔE=12m A 2A v -12(m A +m B )v 2=12 J.。

2015高考模拟物理选修3-5试题精选选物理高级教师 门贵宝1. 如图所示，一小锤用细线系于固定悬挂点O 处，将小锤拉至O 左侧一定高度（不超过O 点所在的水平面）由静止释放，小锤恰好在最低点P 与停在光滑水平面上的物块发生弹性正碰，碰后物块冲向右边固定在墙上的细长钢钉．已知物块和小锤的质量分别为m 、3m ；物块和钢钉的长度分别为l 、2l ，OP 距离为R ；当小锤释放点距离P 的高度2R h =时，物块最终停止时其右端到墙的水平距离为2l ．重力加速度为g ．物块未被穿透时受到的阻力大小只与钢钉进入物块的深度有关，物块被穿透后受到的阻力恒为0f ． （1）当2R h =时，小锤与物块碰前瞬间对细线的拉力； （2）当2R h =时，物块开始接触钢钉时的速度大小； （3）要使物块最终被穿透但又没碰到墙，试求h 的取值范围并讨论在此范围内物块停止时其右端与墙的水平距离x 与h 的关系式．解：（1）假设小锤下落h 运动到P 点时速度大小为v ，小锤与物块碰前瞬间受到细线的拉力大小为T ，小锤下降过程，应用动能定理有23213mv mgh ⋅= ① 小锤刚到P 点，应用牛顿第二定律有Rmv mg T 233=- ② 当h =2R 时，代入并联立①②解得mg T 6= ③ 由牛顿第三定律可知小锤与物块碰前瞬间对细线的拉力大小为mg 6，方向竖直向下；（2）假设小锤与物块碰后速度大小分别为1v 、2v ，小锤与物块弹性碰撞过程应用动量守恒定律和机械能守恒定律有2133mv mv mv += ④ 2221221321321mv mv mv +⋅=⋅ ⑤ 当h =2R 时，代入并联立①④⑤解得gR v 211=， gR v 232= ⑥； （3）依题意可知，物块被穿透过程中受到的阻力为变力，假设此过程阻力做功为1W ；物块被穿透后运动过程所受阻力为恒力0f ，此过程阻力做功为()x l f --0；物块减速到零的过程，由动能定理有()2201210mv x l f W -=-- ⑦ 当h =2R 时，2l x =，代入并联立⑥⑦解得mgR l f W 892101-= ⑧ 当R h ≤时，由前面分析可知物块接触钢钉前瞬间的速度为gh v 2232=，物块接触钢钉后到物块停止过程，代入并联立④⑤⑦⑧解得l R f mg h f mg x 21894900++-= ⑨ 依题意可知应满足l x <<0代入⑨可得：mg l f R h mg l f R 92292200+<<- ⑩ 题意又要求R h ≤，由0892101<-=mgR l f W 知049f mgR l <， 代入⑩得R m gl f R <+9220，即⑩符合题意要求．综上，h 的取值范围为mg l f R h mg l f R 92292200+<<-，此范围内l R f mg h f mg x 21894900++-=． （评分说明：④⑤⑦⑨⑩各2分；①②③⑥⑧各1分；牛顿第三定律文字说明、拉力方向文字说明、⑩式符合题意的论证各1分，h 的边界是否取等号不作要求．）2.（1）（5分）下列说法正确的是 。

第十六章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。

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.下列现象不可能发生的是( )A.物体所受到的合外力很大,但物体的动量变化很小B.物体所受到的冲量不为零,但物体的动量大小却不变C.物体做曲线运动,但动量变化在相等的时间内却相同D.物体只受到一个恒力的作用,但物体的动量却始终不变答案:D解析:物体若受到的合外力很大,时间很短时,其冲量也不会太大,其动量变化也就可能很小,A 项可能发生;物体受的冲量不为零,但可能只使物体的动量方向改变,如做匀速圆周运动的物体,物体虽做曲线运动,但可以受到恒力作用,B、C项可能发生;若物体只受到一个恒力作用,则该力对物体的冲量就不为零,所以其动量一定变化,D项不可能发生,故选D。

2.质量为1kg的炮弹,以800J的动能沿水平方向飞行时突然爆炸,分裂为质量相等的两块,前一块仍沿原水平方向飞行,动能为625J,则后一块的动能为( )A.175JB.225JC.125JD.275J答案:B解析:由E k=mv2,p=mv,知p=炮弹在水平方向动量守恒,p=p1+p2即代入数值解之得E k2=225 J。

3.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。

两球质量关系为m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则( )A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10答案:A解析:由m B=2m A,p A=p B知碰前v B<v A,若左方为A球,设碰后二者速度分别为v A'、v B',由题意知p A'=m A v A'=2kg·m/s,p B'=m B v B'=10kg·m/s,由以上各式得,故选项A正确,选项B错误;若右方为A球,由于碰前动量都为6kg·m/s,即都向右运动,两球不可能相碰,选项C、D错误。

课时训练5 碰撞一、综合题1.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境,他们使两个带正电的不同重离子加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。

为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( )A.速率B.质量C.动量D.动能答案:C解析:尽可能减少碰后粒子的动能,才能尽可能增大内能,所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间合动量为零,即具有相同大小的动量。

2.在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们正碰后可能发生的情况是( )A.甲球停下,乙球反向运动B.甲球反向运动,乙球停下C.甲、乙两球都反向运动D.甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等答案:A C解析:由p2=2mE k知,甲球的动量大于乙球的动量,所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向,可以判断A、C正确。

3.质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比可能为( )A.2B.3C.4D.5答案:AB解析:本题考查动量守恒。

根据动量守恒和能量守恒得碰撞后两者的动量都为p,则总动量为2p,根据p2=2mE k以及能量的关系得,所以≤3,故A、B正确。

4.如图所示,在真空中一光滑绝缘水平面上,有直径相同的两个金属球A、C,质量m A=1×10-2kg、m C=5×10-3kg,静止在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中的C球带正电,电荷量q C=1.0×10-2C。

在磁场外不带电的A球以速度v0=20 m/s进入磁场中与C球发生正碰后,C球对水平面的压力恰好为零(g取10 m/s2),则碰后A球的速度为( )A.10 m/sB.5 m/sC.-10 m/sD.-20 m/s答案:A解析:A球与C球发生正碰,则动量守恒,即m A v0=m A v A+m C v C,接触后,C球所带电荷量变为,对水平面压力为零,则v C B=m C g,解以上各式得v A=10 m/s,所以选项A正确。