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)

人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共5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。

高中物理选修3—5综合测试题一、 选择题1．天然放射现象的发现揭示了：（ ）A ．原子不可再分．B ．原子的核式结构．C ．原子核还可再分．D ．原子核由质子和中子组成． 2．下列说法正确的是（ ）A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B ．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C ．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D ．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，电子的动能减小， 原子势能增大，总能量增大3．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A 中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（ ）A 增大入射光的频率B 增大入射光的强度C 滑片P 向右移动D 滑片P 向左移动 4、质量为m 的物体，在水平面上以加速度a 从静止开始运动，所受阻力是f ，经过时间t ，它的速度为V,在此过程中物体所受合外力的冲量是（ ）A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a5．用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是 （ ） A ．hv 1 C ．h(v 2+v 3) B ．h(v 1+ν2) D ．h(v 1+v 2+v 3)6．如图6—2—4所示，质量为m 的A 小球以水平速度u 与静止的光滑水平面上质量为3m 的 小球B 正碰后，A 球的速率变为原来的一半，则碰后B 球的速度是(以u 方向为正方向)( )A ．B ．u -C ． D7．一个氢原子处于第3能级时，外面射来了一个波长为6.63×10－7m 的光子，下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子B.氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9．如图所示，A 、B 两物体质量之比m A ︰m B ＝3︰2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ）A ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成系统的动量守恒 B ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A 、B 、C 组成系统的动量不守恒 C ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒D ．若A 、B 所受的摩擦力大小不相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒 10．如图8—3—2所示，在光滑水平面上，有一质量为M ＝3 kg 的薄板和质量为m ＝1 kg 的物都以v ＝4 m ／s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2．4 m ／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 二、填空题11．如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。

选修3－4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50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在第1、4、5、6、7、8小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第2、3、9、10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. 下列物理现象中：(1)春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的( )A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是声波的反射；“闻其声而不见其人”是声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应，故选项A 正确．答案：A2. 在双缝干涉实验中，下列说法正确的是( )A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析：用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，选项A错；红光双缝干涉的图样为红黑相间的条纹，选项B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，选项C错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，选项D正确．答案：BD3. 以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B. 变化的电场周围不一定产生变化的磁场C. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D. 狭义相对论认为，在惯性参考系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关解析：用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，A错误．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，B 正确．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的反射原理，C 错误．狭义相对论认为：在惯性系中，以任何物体做参考系光速都不变，D 正确．答案：BD4. 一列简谐横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向B 传播．质点A 、B 间的水平距离x ＝3 m ，如图所示．若t ＝0时质点A 刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y ＝2sin π2t (cm)．则B 点的振动图象为下图中的( )解析：由A 点的振动方程可知：A ＝2 cm ，T ＝4 s ．振动由A 传播至B 所用时间为Δt ＝x v，解得Δt ＝3 s ，可见B 点在t ＝3 s 时起振，因A 点的起振方向向上，故B 点的起振方向也向上，所以B 点的振动图象为B.答案：B5. 如图为一列沿x 轴传播的简谐横波在t 1＝0(图中实线所示)以及在t 2＝0.02 s(图中虚线所示)两个时刻的波形图象，已知t 2－t 1<T /2(T 为该波的周期)，则以下说法正确的是( )A. 波沿着x 轴负方向传播B. 波的传播速度是100 m/sC. 在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 的速度为零D. 在t ＝1.6 s 时刻，x ＝64 m 的质点在波谷位置解析：由波动图象的特点分析求解．由于t 2－t 1<T /2，所以波沿x 轴正方向传播，A 错误；由v ＝Δx Δt得波的传播速度是100 m/s ，B 正确；在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 处于平衡位置，振动的速度最大，C 错误；在t ＝1.6 s 时刻，因为波的周期T ＝0.16 s ，x ＝64 m 的质点在平衡位置，D 错误．答案：Bx6. 如图，A光束由红光和蓝光组成经过半圆形玻璃砖后分为P、Q两束，关于P、Q两束光下列叙述正确的是( )阶段示范性金考卷(十二)本卷测试内容：选修3－4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50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在第1、4、5、6、7、8小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第2、3、9、10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. 下列物理现象中：(1)春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的( )A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是声波的反射；“闻其声而不见其人”是声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应，故选项A 正确．答案：A2. 在双缝干涉实验中，下列说法正确的是( )A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析：用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，选项A错；红光双缝干涉的图样为红黑相间的条纹，选项B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，选项C错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，选项D正确．答案：BD3. 以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B. 变化的电场周围不一定产生变化的磁场C. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D. 狭义相对论认为，在惯性参考系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关解析：用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，A 错误．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，B 正确．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的反射原理，C 错误．狭义相对论认为：在惯性系中，以任何物体做参考系光速都不变，D 正确．答案：BD4. 一列简谐横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向B 传播．质点A 、B 间的水平距离x ＝3 m ，如图所示．若t ＝0时质点A 刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y ＝2sin π2t (cm)．则B 点的振动图象为下图中的( )解析：由A 点的振动方程可知：A ＝2 cm ，T ＝4 s ．振动由A 传播至B 所用时间为Δt ＝x v，解得Δt ＝3 s ，可见B 点在t ＝3 s 时起振，因A 点的起振方向向上，故B 点的起振方向也向上，所以B 点的振动图象为B.答案：B5. 如图为一列沿x 轴传播的简谐横波在t 1＝0(图中实线所示)以及在t 2＝0.02 s(图中虚线所示)两个时刻的波形图象，已知t 2－t 1<T /2(T 为该波的周期)，则以下说法正确的是( )A. 波沿着x 轴负方向传播B. 波的传播速度是100 m/sC. 在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 的速度为零D. 在t ＝1.6 s 时刻，x ＝64 m 的质点在波谷位置解析：由波动图象的特点分析求解．由于t 2－t 1<T /2，所以波沿x 轴正方向传播，A 错误；由v ＝Δx Δt得波的传播速度是100 m/s ，B 正确；在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 处于平衡位置，振动的速度最大，C 错误；在t ＝1.6 s 时刻，因为波的周期T ＝0.16 s ，x ＝64 m 的质点在平衡位置，D错误．答案：B6. 如图，A光束由红光和蓝光组成经过半圆形玻璃砖后分为P、Q两束，关于P、Q两束光下列叙述正确的是( )A. P光束只有蓝光B. P光束只有红光C. Q光束只有蓝光D. Q光束只有红光解析：蓝光折射率大，易发生全反射，由图可知，只有一条折射光线，说明蓝光发生了全反射，Q光束只有红光；有折射就有反射，P光束为红光和蓝光组成的复色光．答案：D7. [2014·安徽望江高三月考]一束复色光由空气射入一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下面的几个图中哪个光路图可能是正确的是( )解析：由于a光的频率小于b光的频率，可知a光的折射率小于b光的折射率．在上表面a、b两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角，在下表面光线由玻璃射向空气，光线折射率应为折射角正弦值比入射角正弦值，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．B正确．答案：B8. [2014·天津河西区期末] 一列简谐横波沿x轴负方向传播，a、b为波上的两个质点，某时刻的波形图如图甲所示，从此时刻开始计时，图乙是a、b两个质点中某一质点的振动图象，下列判断正确的是 ( )A. 波速为1.0 m/s，图乙是质点a的振动图象B. 波速为1.0 m/s，图乙是质点b的振动图象C. 波速为0.16 m/s ，图乙是质点a 的振动图象D. 波速为0.16 m/s ，图乙是质点b 的振动图象解析：由图甲可知机械波的波长λ＝0.4 m ，由图乙可知质点振动周期T ＝0.4 s ，则波速v ＝λT ＝0.40.4m/s ＝1.0 m/s.根据波的传播规律与质点振动之间的关系可知，该时刻质点a 向下振动，质点b 向上振动，因此图乙是质点b 的振动图象，B 正确．答案：B9. 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，一单色细光束从空气射向柱体的O 点(半圆的圆心)，产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃的折射率为2，入射角为45°，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点且垂直于图面的轴顺时针转过15°，如图中虚线所示，则( )A. 光束1顺时针转过15°B. 光束1顺时针转过30°C. 光束2顺时针转过的角度小于15°D. 光束2顺时针转过的角度大于15°解析：当圆柱转过15°时，入射角变为60°，则反射角也变为60°，故光束1顺时针转过30°；折射角的改变量小于入射角的改变量，故光束2顺时针转过的角度小于15°.答案：BC10. 如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜Ⅰ，在足够大的光屏M 上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )A. 屏M 自上而下分布的色光的波长由小到大B. 在各种色光中，红光通过棱镜的时间最长C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏M 上最先消失的是紫光D. 若在棱镜Ⅰ和屏M 间放置与棱镜Ⅰ完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行(如图乙所示)，则在屏M 上形成的是彩色光谱解析：光线经三棱镜后向底部偏折，折射率越大，偏折越明显，故屏M 自上而下分布的色光的波长由大到小；红光的折射率最小，在介质中速度最大，传播时间最短；紫光的折射率最大，临界角最小，最易发生全反射；将两个三棱镜合在一起，可看成平行玻璃砖，中间空气的两面也是平行的，平行介质不改变光线的方向，只是使光线侧移，折射率不同侧移量不同．答案：CD第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)二、填空题(本题共3小题，共22分)11. (6分) 如图所示，平静的水面下同一竖直线上有两个点光源S a 、S b ，可分别发出a 、b 两种不同颜色的单色光．在光源的正上方放置一个圆形的遮光板，在水面上方同时恰好看不到两个光源．则a 光的频率________(选填“>”、“＝”或“<”，下同)b 光的频率；若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度________b 光的干涉条纹宽度．解析： 由题意可知a 光的临界角大于b 光的临界角，根据折射率与临界角的关系可知水对a 光的折射率小于水对b 光的折射率，根据频率与折射率的关系可知a 光的频率小于b 光的频率．根据波速公式可知a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长，根据n ＝λ真空λ水可知a 光在水中的波长大于b 光在水中的波长，若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度大于b 光的干涉条纹宽度．答案：< >12. (8分)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换了实验数据，并由计算机绘制了T 2－L 图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A ”或“B ”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比L AL B＝________.解析：由T ＝2πL g 得，T 2＝4π2g L ，根据图甲可知4π2g A ＞4π2g B，即g A ＜g B ，因北大更靠近北极，其所在地的重力加速度更大些，应选B ；根据图甲可知g A g B ＝g A 4π2·4π2g B ＝k B k A ＝89，由图乙可得T A T B ＝32，由T 2＝4π2g L 得，L A L B ＝T 2A g A T 2B g B＝2. 答案：B 213. (8分)实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC 和CD 边不透光，且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面上，经折射后AD 面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不同方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角不变，用遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出，测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(3)θ1和θ2的关系为：θ1________θ2(填“<”、“>”或“＝”)．解析：(1)由题意可知，过P 点入射光线的折射光线恰好过D 点，设此时折射角为γ1，则sin γ1＝l 3l 22＋l 23，n ＝sin θ1sin γ1＝l 22＋l 23sin θ1l 3. (2)由题意可知，射到AD 面上的光线在AD 面上恰好发生全反射，设在AB 面上的折射角为γ2，则在AD 面上的入射角为临界角，且C ＝90°－γ2，由n ＝sin θ2sin γ2＝1sin C解得： n ＝1＋sin 2θ2.(3)因为在AB 面的折射角越小，在AD 面的入射角越大，而在AB 面入射角越小，折射角越小，故应减小AB 面的入射角才能使光线在AD 面发生全发射，因此θ1>θ2.答案：(1)l 22＋l 23sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)> 三、计算题(本题共4小题，共48分)14. (10分)如图所示，实线为一简谐波该时刻的波形图，虚线是该波经0.2 s 后的波形图．(1)若波向左传播，指出此时刻P 点的振动方向并求出经0.2 s 后波传播的距离；(2)若波向右传播，求它的最大周期；(3)若波速是35 m/s ，求波的传播方向．解析： 根据波的图象和传播方向通过“带动法”或“微平移法”可得P 点的振动方向；根据两个时刻的波形图可得其在0.2 s 内传播的距离，根据时空的对应性可得该波周期的通式．(1)若波向左传播，在图中实线波形图对应的时刻P 点向上振动由图可知经0.2 s 后波传播的距离为x ＝(3＋4n )m(n ＝0,1,2，…)(2)若波向右传播，则实线波形图到虚线波形图所经过的时间t ＝T 4＋nT (n ＝0,1,2，…)，当n ＝0时周期有最大值T max ＝4t ＝0.8 s(3)若波速为35 m/s ，则0.2 s 内波传播的距离为x ＝vt ＝7.0 m ，而λ＝4 m ，故x ＝134λ，故波向左传播． 答案：(1)见解析 (2)0.8 s (3)向左传播 15. (10分)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R ＝10 cm ，折射率n ＝ 2.MN 是一条通过球心的直线，单色细光束沿直线AB 且平行于MN 射向球体，B 点为入射点，AB 与MN 间距为5 2 cm ，出射光线沿CD 方向．(1)补全光路并求出光从B 点传到C 点的时间；(2)求CD 与MN 所成的角α.(需写出求解过程) 解析：(1)连接BC ，如图所示，设B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、r ，由几何关系可知sin i ＝2/2，所以i ＝45°对B 点应用折射定律得n ＝sin i sin rsin r ＝1/2，故r ＝30° BC ＝2R cos rt ＝nBC /c ＝2nR cos r /c解得t ＝(6/3)×10－9s(2)由几何关系可知∠COP ＝15°，∠OCP ＝135°，α＝30°.答案：(1)图见解析 (2)(6/3)×10－9 s (2)30°16. (18分) 如图，简谐横波在t 时刻的波形如实线所示，经过Δt ＝3 s ，其波形如虚线所示．已知图中x1与x2相距1 m，波的周期为T，且2T<Δt<4T.则(1)可能的最小波速为多少？(2)最小周期为多少？解析：由波形图可知波长为λ＝7 m，所以Δx＝1 m＝17λ，所以Δt＝(n＋1 7)T或Δt＝(n＋67)T，又由于2T<Δt<4T，所以周期的最大可能值为T max＝32＋17s＝1.4 s，周期的最小可能值为T min＝33＋67s＝79s，可能的最小波速为v min＝λT max＝71.4m/s＝5 m/s.答案：(1)5 m/s (2)79s17. (10分)如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n＝3，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l＝40 cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．(1)画出光路图；(2)求两个光斑之间的距离L.解析：(1)画出光路示意图如图所示(2)在界面AC，a光的入射角θ1＝60°由光的折射定律得：sinθ1sinθ2＝n代入数据求得折射角θ2＝30°由光的反射定律得反射角θ3＝60°由几何关系易得：△ODC是边长为l/2的正三角形，△COE为等腰三角形，CE＝OC＝l/2 故两光斑之间的距离L＝DC＋CE＝l＝40 cm.答案：(1)见解析图(2)40 cmA. P光束只有蓝光B. P光束只有红光C. Q光束只有蓝光D. Q光束只有红光解析：蓝光折射率大，易发生全反射，由图可知，只有一条折射光线，说明蓝光发生了全反射，Q光束只有红光；有折射就有反射，P光束为红光和蓝光组成的复色光．答案：D7. [2014·安徽望江高三月考]一束复色光由空气射入一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下面的几个图中哪个光路图可能是正确的是( )解析：由于a光的频率小于b光的频率，可知a光的折射率小于b光的折射率．在上表面a、b两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角，在下表面光线由玻璃射向空气，光线折射率应为折射角正弦值比入射角正弦值，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．B正确．答案：B8. [2014·天津河西区期末] 一列简谐横波沿x轴负方向传播，a、b为波上的两个质点，某时刻的波形图如图甲所示，从此时刻开始计时，图乙是a、b两个质点中某一质点的振动图象，下列判断正确的是 ( )A. 波速为1.0 m/s，图乙是质点a的振动图象B. 波速为1.0 m/s，图乙是质点b的振动图象C. 波速为0.16 m/s，图乙是质点a的振动图象D. 波速为0.16 m/s，图乙是质点b的振动图象解析：由图甲可知机械波的波长λ＝0.4 m，由图乙可知质点振动周期T＝0.4 s，则波速v ＝λT ＝0.40.4m/s ＝1.0 m/s.根据波的传播规律与质点振动之间的关系可知，该时刻质点a 向下振动，质点b 向上振动，因此图乙是质点b 的振动图象，B 正确．答案：B9. 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，一单色细光束从空气射向柱体的O 点(半圆的圆心)，产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃的折射率为2，入射角为45°，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点且垂直于图面的轴顺时针转过15°，如图中虚线所示，则( )A. 光束1顺时针转过15°B. 光束1顺时针转过30°C. 光束2顺时针转过的角度小于15°D. 光束2顺时针转过的角度大于15°解析：当圆柱转过15°时，入射角变为60°，则反射角也变为60°，故光束1顺时针转过30°；折射角的改变量小于入射角的改变量，故光束2顺时针转过的角度小于15°.答案：BC10. 如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜Ⅰ，在足够大的光屏M 上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )A. 屏M 自上而下分布的色光的波长由小到大B. 在各种色光中，红光通过棱镜的时间最长C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏M 上最先消失的是紫光D. 若在棱镜Ⅰ和屏M 间放置与棱镜Ⅰ完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行(如图乙所示)，则在屏M 上形成的是彩色光谱解析：光线经三棱镜后向底部偏折，折射率越大，偏折越明显，故屏M 自上而下分布的色光的波长由大到小；红光的折射率最小，在介质中速度最大，传播时间最短；紫光的折射率最大，临界角最小，最易发生全反射；将两个三棱镜合在一起，可看成平行玻璃砖，中间空气的两面也是平行的，平行介质不改变光线的方向，只是使光线侧移，折射率不同侧移量不同．答案：CD第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)二、填空题(本题共3小题，共22分)11. (6分) 如图所示，平静的水面下同一竖直线上有两个点光源S a 、S b ，可分别发出a 、b 两种不同颜色的单色光．在光源的正上方放置一个圆形的遮光板，在水面上方同时恰好看不到两个光源．则a 光的频率________(选填“>”、“＝”或“<”，下同)b 光的频率；若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度________b 光的干涉条纹宽度．解析： 由题意可知a 光的临界角大于b 光的临界角，根据折射率与临界角的关系可知水对a 光的折射率小于水对b 光的折射率，根据频率与折射率的关系可知a 光的频率小于b 光的频率．根据波速公式可知a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长，根据n ＝λ真空λ水可知a 光在水中的波长大于b 光在水中的波长，若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度大于b 光的干涉条纹宽度． 答案：< >12. (8分)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换了实验数据，并由计算机绘制了T 2－L 图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A ”或“B ”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比L AL B＝________.解析：由T ＝2πL g 得，T 2＝4π2g L ，根据图甲可知4π2g A ＞4π2g B，即g A ＜g B ，因北大更靠近北极，其所在地的重力加速度更大些，应选B ；根据图甲可知g A g B ＝g A 4π2·4π2g B ＝k B k A ＝89，由图乙可得T A T B ＝32，由T 2＝4π2g L 得，L A L B ＝T 2A g A T 2B g B＝2. 答案：B 213. (8分)实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC 和CD 边不透光，且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面上，经折射后AD 面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不同方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角不变，用遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出，测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(3)θ1和θ2的关系为：θ1________θ2(填“<”、“>”或“＝”)．解析：(1)由题意可知，过P 点入射光线的折射光线恰好过D 点，设此时折射角为γ1，则sin γ1＝l 3l 22＋l 23，n ＝sin θ1sin γ1＝l 22＋l 23sin θ1l 3. (2)由题意可知，射到AD 面上的光线在AD 面上恰好发生全反射，设在AB 面上的折射角为γ2，则在AD 面上的入射角为临界角，且C ＝90°－γ2，由n ＝sin θ2sin γ2＝1sin C解得： n ＝1＋sin 2θ2.(3)因为在AB 面的折射角越小，在AD 面的入射角越大，而在AB 面入射角越小，折射角越小，故应减小AB 面的入射角才能使光线在AD 面发生全发射，因此θ1>θ2.答案：(1)l 22＋l 23sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)> 三、计算题(本题共4小题，共48分)14. (10分)如图所示，实线为一简谐波该时刻的波形图，虚线是该波经0.2 s 后的波形图．(1)若波向左传播，指出此时刻P 点的振动方向并求出经0.2 s 后波传播的距离；(2)若波向右传播，求它的最大周期；(3)若波速是35 m/s ，求波的传播方向．解析：根据波的图象和传播方向通过“带动法”或“微平移法”可得P 点的振动方向；根据两个时刻的波形图可得其在0.2 s 内传播的距离，根据时空的对应性可得该波周期的通式．(1)若波向左传播，在图中实线波形图对应的时刻P 点向上振动由图可知经0.2 s 后波传播的距离为x ＝(3＋4n )m(n ＝0,1,2，…)(2)若波向右传播，则实线波形图到虚线波形图所经过的时间t ＝T 4＋nT (n ＝0,1,2，…)，当n ＝0时周期有最大值T max ＝4t ＝0.8 s(3)若波速为35 m/s ，则0.2 s 内波传播的距离为x ＝vt ＝7.0 m ，而λ＝4 m ，故x ＝134λ，故波向左传播． 答案：(1)见解析 (2)0.8 s (3)向左传播15. (10分)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R ＝10 cm ，折射率n ＝ 2.MN 是一条通过球心的直线，单色细光束沿直线AB 且平行于MN 射向球体，B 点为入射点，AB 与MN 间距为5 2 cm ，出射光线沿CD 方向．(1)补全光路并求出光从B 点传到C 点的时间；(2)求CD 与MN 所成的角α.(需写出求解过程)解析：(1)连接BC ，如图所示，设B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、r ，由几何关系可知sin i ＝2/2，所以i ＝45°对B 点应用折射定律得n ＝sin i sin rsin r ＝1/2，故r ＝30° BC ＝2R cos rt ＝nBC /c ＝2nR cos r /c解得t ＝(6/3)×10－9s(2)由几何关系可知∠COP ＝15°，∠OCP ＝135°，α＝30°.答案：(1)图见解析 (2)(6/3)×10－9 s (2)30°16. (18分) 如图，简谐横波在t 时刻的波形如实线所示，经过Δt ＝3 s ，其波形如虚线所示．已知图中x 1与x 2相距1 m ，波的周期为T ，且2T <Δt <4T .则(1)可能的最小波速为多少？(2)最小周期为多少？。

1．(对应要点一)若一个质量不变的物体的动量发生了变化。

则物体的()A．动能确定转变了B．速度确定变化了C．加速度确定不为零D．动量方向确定转变了解析：依据Δp＝p′－p＝mΔv可知，在质量不变的前提下，动量发生变化，速度确定发生了变化，由a＝ΔvΔt知加速度确定不为零，所以选项B、C正确。

但假如物体做匀速圆周运动，速度大小不变，动能不变，假如物体做匀变速直线运动，速度方向不变则动量方向不变，故A、D错误。

答案：BC2．(对应要点二)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，作用时间为t，下列说法正确的是() A．重力的冲量大小是mgt sin θB．支持力的冲量大小是mgt cos θC．合力的冲量大小为零D．重力的冲量的方向竖直向下解析：重力的冲量为mgt，方向与重力的方向相同，竖直向下，故A错，D正确。

支持力的大小为mg cos θ，故B正确。

时间t内，物体静止，合力为零，故合力的冲量为零，C正确。

答案：BCD3．(对应要点三)(2022·北京质检)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。

接球时，两手随球快速收缩至胸前。

这样做可以()A．减小球对手的冲量B．减小球对人的冲击力C．减小球的动量变化量D．减小球的动能变化量解析：接球过程中，球的初动量和末动量确定，所以球的动量变化量恒定不变，选项C错误；依据动量定理，手对球的冲量等于球动量的转变量，也恒定不变，球对手的冲量也不变，选项A错误；球的初动能和末动能确定，所以球的动能变化量恒定不变，选项D错误；依据冲量I＝Ft，球对手的冲量I不变，接球时两手随球快速收缩至胸前，是通过延长受力时间t以减小球对人的冲击力F，所以选项B正确。

本题答案为B。

答案：B4．(对应要点三)一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前速度约为30 m/s。

则：(1)试求车祸中车内质量约为60 kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有平安带，平安带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？解析：(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为x＝0.5 m。

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。

2014年高考物理一轮速递训练专题十六选修3-5（含详解）1．（2013江苏常州模拟）下列叙述中符合物理学史的是( )A、爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说B、麦克斯韦提出了光的电磁说C、汤姆生发现了电子，并首先提出原子的核式结构模型D、贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Po）和镭（Ra）答案：⑴B(4分)解析：(1)爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说，选项A错误；麦克斯韦提出了光的电磁说，选项B正确；汤姆生发现了电子，卢瑟福根据α散射实验结果提出原子的核式结构模型，选项C错误；居里夫人通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Po）和镭（Ra），选项D错误。

2.（2013江苏常州模拟）在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个126C核，已知126C核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是，这个反应中释放的核能为（结果保留一位有效数字）。

⑵ 342He →126C (2分) 9×10-13 J (2分) ⑶ 4/3 m/s (4分)（2）解析：3个α粒子结合成一个126C核，核反应方程是342He →126C。

这个反应中释放的核能为△E=△mc2=(3×6.64672×10-27kg-1.99302×10-26kg)×(3×108m/s)2=9×10-13 J. 3．（2013江苏常州模拟）两磁铁各固定放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。

已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg。

两磁铁的N 极相对。

推动一下，使两车相向运动。

某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，方向与甲相反。

两车运动过程中始终未相碰，则两车最近时，乙的速度为多大?解析：两车最近时，二者速度相等，由动量守恒定律，m1v1-m2v2=( m1+m2)v，解得v= -4/3 m/s。

阶段示范性金考卷(十三)本卷测试内容：选修3－5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C 24＝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F 1、F 2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. [2018·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．答案：AC6. [2018·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. [2018·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＋147N→178O＋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)c2D. 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hcλ2－hcλ1＝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. [2018·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射线于原子核而不是核外电子，所以选项D错误．答案：AC9. 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＝cn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∞－E2＝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 ＋MD. 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＝mx 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14 7N ＋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C 23＝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＝E4－E2＝－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＝12mv2m＝hν－W0有eU1＝hν1－W0①，eU2＝hν2－W0②，解得h＝e U1－U2ν1－ν2.答案：分别使电流表示数恰好为零时电压表的读数U1、U2e U1－U2ν1－ν2三、计算题(本题共3小题，共32分)16. (10分)[2018·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v0＝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)[2018·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＝12 Mv20解得，v0＝2gh＝2.0 m/s.(2)小钢珠打入砂摆过程，由动量守恒定律得，Mv0－mv＝(M＋m)v1解得，v1＝Mv0－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)v1＋mv＝(M＋2m)v2第3颗小钢珠打入过程，同理(M＋2m)v2＋mv＝(M＋3m)v3…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)v1＋(n－1)mv＝(M＋nm)v n解得，v n＝M＋m v1＋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≥v0解得，n≥M＋m v1－mv－Mv0m v0－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。

人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册课时跟踪检测（一） 动量和动量定理1．(多选)下列说法正确的是( )A ．运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B ．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动量一定发生变化C ．作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动能一定发生变化D ．物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析：选AB 动量的方向总与速度即运动方向相同，故A 对；合外力的冲量不为零，由动量定理I合＝Δp ，可知动量的变化量Δp 一定不为零，即动量一定变化，但动能不一定变化，有可能动量的大小不变，方向变化，故B 对，C 错；I合的方向一定与动量变化量的方向相同，但不一定与动量的方向相同，故D 错。

2．篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。

接球时，两手随球迅速收缩至胸前。

这样做可以( ) A ．减小球对手的冲量 B ．减小球对手的冲击力 C ．减小球的动量变化量 D ．减小球的动能变化量解析：选B 由动量定理Ft ＝Δp 知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项B 正确。

3．(多选)古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。

若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s ，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )图1A ．1 m/sB ．1.5 m/sC ．2 m/sD ．2.5 m/s解析：选CD 根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F ，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有－Ft ＝0－m v ，所以v ＝Ft m ＝mgtm＝gt ＝10×0.2 m/s ＝2 m/s 。

4.质量为1 kg 的物体做直线运动，其速度图像如图2所示。

则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )图2A ．10 N·s,10 N·sB ．10 N·s ，－10 N·sC ．0,10 N·sD ．0，－10 N·s解析：选D 由图像可知，在前10 s 内初、末状态的动量相等，p 1＝p 2＝5 kg·m/s ，由动量定理知I 1＝0；在后10 s 内p 3＝－5 kg·m/s ，I 2＝p 3－p 2＝－10 N·s ，故选D 。

高中物理：选修3-5 全册检测题（含答案）一、单项选择题1. 有一只小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计重一吨左右).一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量.他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头停下,而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m,水的阻力不计,则船的质量为( )A. m L＋ddB.m L－ddC.mLdD.m L＋dL2. (2020湖南怀化市调研)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t＝0时刻开始,受到如图所示的水平外力作用,下列说法正确的是( )A. 第1s末质点的速度为2m/sB. 第2s末外力做功的瞬时功率最大C. 第1s内与第2s内质点动量增加量之比为1∶2D. 第1s内与第2s内质点动能增加量之比为4∶53. 下列说法中正确的是( )A. 爱因斯坦认为：光本身就是由一个个不可分割的能量子(光子)组成的B. 光电效应现象证明光是一种波C. 核力一定是发生在核子间的吸引力作用D. 发生轻核的聚变反应时,原子核核子的平均质量变大4. (2018如皋市模拟四)下列说法中正确的是( )A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．γ射线是高速运动的电子流C．铀235与铀238原子核内的中子数不同,因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到108K,反应过程中要吸收能量5. (2020云南昆明市质检)下列说法正确的是( )A. 原子核的结合能越大,原子核越稳定B. β衰变释放出电子,说明原子核内有电子C. 氡的半衰期为3.8天,8个氡原子核经过7.6天后剩下2个氡原子核D. 用频率为ν的入射光照射光电管的阴极,遏止电压为U c,改用频率为2ν的入射光照射同一光电管,遏止电压大于2U c＝1n2E1(n＝6. (2019安徽蚌埠市第二次质检)氢原子的能级公式为E n1,2,3…),其中基态能量E1＝－13.6eV,能级图如图1所示．大量氢原子处于量子数为n的激发态,由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光子能量为－0.96E1,则n和可能发出的频率最小的光子能量分别为( )A．5,0.54eV B．5,0.31eVC．4,0.85eV D．4,0.66eV7. (2019河南郑州市第二次质量预测)1933年至1934年间,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发生的核反应方程为2713Al＋42He→3015P＋1n,反应生成物3015P像天然放射性元素一样衰变,放出正电子e,且伴随产生中微子A Zν,核反应方程为3015P→3014Si＋01e＋A Zν.则下列说法正确的是( )A. 当温度、压强等条件变化时,放射性元素3015P的半衰期随之变化B. 中微子的质量数A＝0,电荷数Z＝0C. 正电子产生的原因可能是核外电子转变成的D. 两个质子和两个中子结合成一个α粒子,则质子与中子的质量之和一定等于α粒子的质量8. (2019福建龙岩市3月质量检查)两个氘核以相等的动能E k对心碰撞发生核聚变,核反应方程为21H＋21H→32He＋1n,其中氘核的质量为m1,氦核的质量为m2,中子的质量为m3.假设核反应释放的核能E全部转化为动能,下列说法正确的是( )A. 核反应后氦核与中子的动量相同B. 该核反应释放的能量为E＝(m1－m2－m3)c2C. 核反应后氦核的动能为E＋2Ek4D. 核反应后中子的动能为E＋Ek 4二、多项选择题9. 质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在碰撞过程中,下列情况可能发生的是( )A. M、m0、m速度均发生变化,分别为v1、v2、v3,而且满足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3B. m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,而且满足Mv＝Mv1＋mv2C. m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv＝(M＋m)v′D. M、m0、m速度均发生变化,M、m0速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(M＋m)v0＝(M＋m)v1＋mv210. 如图所示,在光滑的水平面上有一静止的物体M,物体M上有一光滑的半圆弧轨道,最低点为C,A、B为同一水平直径上的两点,现让小滑块m从A点由静止下滑,则( )A. 小滑块m到达物体M上的B点时小滑块m的速度不为零B. 小滑块m从A点到C点的过程中物体M向左运动,小滑块m从C点到B点的过程中物体M 向右运动C. 若小滑块m由A点正上方h高处自由下落,则由B点飞出时做竖直上抛运动D. 物体M与小滑块m组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒11. (2019东北三省三校第二次联合模拟)如图所示,甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和截止频率．以下说法正确的是( )A. 若b光为绿光,c光可能是紫光B. 若a光为绿光,c光可能是紫光C. 若b光光子能量为2.81eV,用它照射由金属铷制成的阴极,所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子,可以产生6种不同频率的光D. 若b光光子能量为2.81eV,用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子,可以产生6种不同频率的光12. (2019湖南娄底市第二次模拟)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核(A Z X)发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,生成的新核用Y表示．下列说法正确的是( )A. 新核Y在磁场中圆周运动的半径为R Y＝2Z－2RB. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,且电流大小为I＝Bq2 2πmC. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,则衰变过程中的质量亏损为Δm＝A qBR2 2m A－4c2D. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙三、简答题13. 如图所示,当开关K断开时,用光子能量为2.8 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。