高三二轮复习选修3-5训练 题题详细解答

《高中物理选修3-5》二轮专题复习一、考纲要求与考题特点分析（一）经过一轮复习，大部分学生对本模块基本概念、基本规律都有较好的把握。

尤其是动量守恒定律、光电效应、能级与光谱、核反应方程及规律等重点内容，有较强的得分能力。

原子物理部分的相关选择题，只要是常规题，一般能得分。

但这一部分知识点细而杂，涉及到的微观领域，学生又缺少直接经验；有关考题，跟物理学的前沿容易发生联系，如夸克、黑洞等，而且往往是多项选择题，会有部分学生因细节关注不够，造成不能拿满分。

动量守恒定律部分内容，相对难度大些，且跟能量、电磁学的内容综合考查的概率很大，对于普通高中学生或者一些物理相对薄弱的学生来说，涉及动量的综合题，总是一筹莫展，甚至干脆放弃。

而有关动量守恒的实验题也是高考热点，所以，争对3-5的二轮复习，重点内容还是要加强，细杂知识要突破、要点拨，加强解题方法、解题能力的指导和训练。

力保学生不失基础题的分、不失中档题的分、少失难题的分。

（二）高考物理学科要考查的五个能力（理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力）的要求~1.理解能力理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用;能够清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表述);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。

2.推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。

3.分析综合能力能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。

4.应用数学处理物理问题的能力能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。

高中人教版数学选修3-5经典题目及解析第一题题目：若函数 $f(x) = \frac{1}{x^2}$，求函数 $f(x)$ 的极值。

解析：我们要求函数 $f(x) = \frac{1}{x^2}$ 的极值，可以通过求导数的方法来解答。

首先，我们对函数 $f(x)$ 求导数，得到 $f'(x) = -\frac{2}{x^3}$。

然后，我们令导数为零来求得函数 $f(x)$ 的驻点。

即 $f'(x) =0$，解得 $x = 0$。

所以，函数 $f(x)$ 在 $x=0$ 处取得极值。

接下来，我们使用二阶导数判定法来确定函数 $f(x)$ 在$x=0$ 处的极值类型。

计算二阶导数得到 $f''(x) = \frac{6}{x^4}$。

当 $x=0$ 时，$f''(0)$ 不存在。

因此，函数 $f(x)$ 在 $x=0$ 处不是极值点，也不是拐点。

综上所述，函数 $f(x) = \frac{1}{x^2}$ 在 $x=0$ 处取得驻点。

第二题题目：已知等差数列的前四项分别为 2, 5, 8, 11，求该等差数列的通项公式。

解析：我们已知等差数列的前四项为 2, 5, 8, 11，可以通过求公差的方法来确定该等差数列的通项公式。

首先，我们计算出公差 $d$。

根据等差数列的性质，我们有$a_2 - a_1 = a_3 - a_2 = a_4 - a_3 = d$。

代入已知的数值，得到 $5 - 2 = 8 - 5 = 11 - 8 = d$。

解得 $d =3$。

然后，我们确定等差数列的首项$a_1$。

根据等差数列的性质，我们有 $a_n = a_1 + (n-1)d$。

代入已知的数值，得到 $2 = a_1 + 0 \times 3$。

解得 $a_1 = 2$。

综上所述，该等差数列的通项公式为 $a_n = 2 + (n-1)3$。

第三题题目：已知矩形的长为 $x$，宽为 $y$，且 $2x + y = 10$，求矩形的最大面积和最小面积。

高中物理选修3-5同步练习试题解析重核的裂变1．下列核反应中，表示核裂变的是()A.238 92U→234 90Th＋42HeB.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310nC.3015P→3014Si＋01eD.94Be＋42He→12 6C＋10n解析：重核的裂变是指重核在中子的轰击下分裂成中等质量原子核的核反应，故B正确。

答案：B2．关于铀核裂变，下述说法正确的是()A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2—3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D．铀块的体积对产生链式反应无影响解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子的情况。

铀235受慢中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小。

而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，故上述选项B、C正确。

答案：B、C3．关于重核的裂变，以下说法正确的是()A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程。

因其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量。

链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积。

如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生。

在裂变反应中核子数是不会减小的，如235 92U裂变为9038Sr和136 54Xe的核反应，其核反应方程为235U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010n，92其中各粒子质量分别为m U＝235.043 9 u，m n＝1.008 67 u，m Sr＝89.907 7 u，m Xe＝135.907 2 u。

动量定理 动量守恒定律1．动量定理内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。

2．动量定理表达式：F 合t ＝p t －p 0＝m v t －m v 0或I 合＝Δp 。

例1.[多选]如图所示，一质量为m 的滑块沿光滑的水平面以速度v 0运动。

遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度变为12v 0，则以下说法正确的是( ) A ．滑块的动量改变量的大小为12m v 0 B ．滑块的动量改变量的大小为32m v 0 C ．滑块的动量改变量的方向与v 0的方向相反 D ．重力对滑块的冲量为零例2．一质量为m 的铁锤，以速度v 竖直打在木桩上，经过Δt 时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )A.m v Δt ＋mgB.m v Δt －mg C ．mg ·Δt D.m v Δt例3.[多选](全国卷Ⅲ)一质量为2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。

F 随时间t 变化的图线如图所示，则( )A ．t ＝1 s 时物块的速率为1 m/sB ．t ＝2 s 时物块的动量大小为4 kg·m/sC ．t ＝3 s 时物块的动量大小为5 kg·m/sD ．t ＝4 s 时物块的速度为零3．动量守恒定律内容：物体在碰撞时如果系统所受到的合外力为零，则系统的总动量保持不变。

例 4.[多选]如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。

关于上述过程，下列说法中正确的是( )A ．男孩和木箱组成的系统动量守恒B ．小车与木箱组成的系统动量守恒C ．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D ．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同例5．平静的水面上有一载人小船，船和人共同的质量为M ，站立在船上的人手中拿一质量为m 的物体。

起初人相对于船静止，船、人、物体以共同速度v 0前进，当人相对于船以速度u 向相反方向将物体抛出时，人和船的速度为（水的阻力不计）（ ）A ．B ．C ．v 0+D ．v 0+u例6．如图所示，水平地面光滑，轻弹簧一端固定在墙上，另一端拴接质量为m 的小球A ．另一个质量也为m 的小球B 以速度v 0向左运动，与A 碰撞时间极短、且碰后粘在一起。

原子物理《选修3-5》专题一、不定项选择题1、关于物体的动量，下列说法中正确的是（）A．动量越大的物体，其惯性一定越大B．动量越大的物体，其速度一定越大C．物体的加速度不变，其动量一定也不变D．运动物体在任一时刻的动量方向，一定与该时刻物体的速度方向相同2、关于冲量，下列说法中正确的是（）A.冲量是物体动量变化的原因B.作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C.动量越大的物体受到的冲量越大D.冲量的方向就是物体受到的合外力方向3、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4、关于冲量、动量和加速度，下列说法正确的是（）A．有冲量就必定有动量B．合外力对物体的冲量的方向与物体的加速度方向一定相同C．合外力对物体的冲量是描述动量变化快慢的物理量D．合外力对物体的冲量大小发生变化，则物体的加速度大小也一定发生变化5、下列关于动量的说法中，正确的是（）A．物体的动量改变，其速度大小一定改变B．物体的动量改变，其速度方向一定改变C．物体运动速度的大小不变，其动量一定不变D．物体的运动状态改变，其动量一定改变6、关于动量的变化，下列说法中正确的是（）∆的方向与运动方向相同A、做直线运动的物体速度增大时，动量的增量p∆的方向与运动方向相反B、做直线运动的物体速度减小时，动量的增量p∆为零C、物体的速度大小不变时，动量的增量pD、物体做曲线运动时，动量的增量一定不为零7、从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在松软的沙坑中不易碎．下列叙述正确的是（）A．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化较大B．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化和掉在沙坑中一样大C．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量较大，且与水泥地的作用时间较短，因而受到水泥地的作用力较大D．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在沙坑中一样大，但与水泥地的作用时间较短，因而受到水泥地的作用力较大8、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( )A 、mg t gh 2m +B 、mg -t gh 2mC 、mg t gh m +D 、mg -tgh m 9、一质量为m 的铁锤,以速度v 竖直打在木桩上,经过Δt 时间而停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是（ ）A 、t mg ∆⋅B 、t mv ∆C 、mg t mv +∆D mg -tmv ∆ 10、质量为m 的物体放在水平面上，在与水平方向成θ角的拉力F 作用下由静止开始运动，经过时间t 速度达到v ，在这一时间内拉力F 和重力的冲量大小分别为（ ）A 、θcos Fl ，0B 、mv ，FtC 、Ft ，0D 、Ft ，mgt11、质量为m 的钢球自高处落下，以速率v 1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v 2．在碰撞过程中，钢球受到的冲量的方向和大小为（ ）A ．向下，m （v 1－v 2）B ．向下，m （v 1＋v 2）C ．向上，m （v 1－v 2）D ．向上，m （v 1＋v 2）12、在光滑水平面上A 、B 两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统，下面说法正确的是（ ）A.两手同时放开后，系统总动量始终为零B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向左D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零13、在如图所示的装置中，木块B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短．若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中（ ）A ．动量守恒，机械能守恒B ．动量守恒，机械能不守恒C ．动量不守恒，机械能不守恒D ．动量不守恒，机械能守恒14、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15、在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg 向北行驶的卡车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止．根据测速仪的测定，长途客车在碰前以20m/s 的速率行驶_由此可判断卡车碰前的行驶速率（ ）A ．小于10m/sB ．大于l0m/s ，小于20m/sC ．大于20m/s ，小于30m/sD ．大于30m/s ，小于40m/s16、关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( )A ．只要系统内存在着摩擦力，系统的动量的就不守恒B ．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒C ．只有系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒D ．如果系统内力不为零，系统的动量就不守恒17、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18、车厢原来静止在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹，设子弹质量为m ，出口速度为v ，车厢和人的质量为M.则子弹陷入车的前壁后，车厢的速度为（ ）A 、M mv ，向前B 、M mv ，向后C 、mM mv ，向前 D 、0 19、两个球沿同一直线相向运动，碰后两球都静止，则下列说法正确的是（ ）A ．碰前两球的动量相等B ．碰撞前后两球的动量的变化大小相同C ．两球碰前速度一定相等D ．碰前两球的动量大小相等、方向相反20、如图所示，现有甲、乙两滑块，质量分别为3m 和m ，以相同的速率v 在光滑水平面上相向运动，发生碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，则（ ）A ．碰撞前总动量是4mvB ．碰撞过程动量不守恒C ．碰撞后乙的速度大小为2vD ．碰撞属于非弹性碰撞21、质量相等的3个物体在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线，如图所示，具有初动能E 0的物体1向其他2个静止物体运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开，最后3个物体粘成一整体，则这个整体的动能等于（ ）A 、21E 0 B 、32E 0 C 、31E 0 D 、91E 0 22、质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的动量是7kg ·m/s ，B 球的动量是5kg ·m/s ，当A 球追上B 球发生碰撞，则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是( )A.P A =6kg.m/s ,P B =6kg.m/sB.P A =3kg.m/s ,P B =9kg.m/sC.P A =-2kg.m/s ,P B =14kg.m/sD.P A =-4kg.m/s ,P B =17kg.m/s23、质量为m 的小球A ，沿光滑水平面以速度v 0与质量为2m 的静止小球B 发生正碰，碰撞后A 球的动能变为原来的91，那么小球B 的速度可能是（ ） A 、031v B 、032v C 、094v D 、095v24、向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则有（）A.b的速度方向一定与原来速度方向相反B.从炸裂到落地的这段时间内，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受到的爆炸力的冲量大小相等，方向相反25、一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（）A.Mv0=（M-m）v′+mvB. Mv0=（M-m）v′+m（v+v0）C. Mv0=（M-m）v′+m（v+v′）D. Mv0=Mv′+mv26、一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对炮艇的水平速度v沿前进方向射击一质量为m的炮弹，发射炮弹后炮艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（）A．M v0=Mv′+mv B．M v0=（M-m）v′+mvC．M v0=（M-m）v′+m（v+v0）D．M v0=（M-m）v′+m（v+v′）27、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．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B．火箭发动机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，然后向后推出，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28、下列属于反冲运动的是（）A．喷气式飞机的运动B．直升机上升C．火箭的运动D．反击式水轮机的运动29、一人静止于完全光滑的水平冰面上.现欲离开冰面，下列可行的方法是（）A.向后踢腿B. 手臂向前甩C. 在冰面上滚动D. 脱下外衣水平抛出30、一装有柴油的船静止于水面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的水抽往后舱（如图所示），不计水的阻力，船的运动情况是（）A. 向前运动B. 向后运动C. 静止D. 无法判断31、一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时水平向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，船的牵引力和阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是( )A．动量不变，速度不变B．动量不变，速度减小C．动量不变，速度增大D．无法确定32、对光电效应的解释，正确的是（）A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同33、某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是（）A．延长光照时间B．增大入射光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射34、已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长B．频率C．能量D．动量35、在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实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，由实验图不可求出() 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36、用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率v变化的E k-v图象，已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个E k-v图上，则下图中正确的是（）A B C D37、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实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．则可判断出（）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38、如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为（）A．1.9eV B．0.6eVC．2.5eV D．3.1eV39、关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有（）A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．黑体辐射的强度与波长无关D．黑体辐射无任何实验40、根据爱因斯坦光子说，光子能量E 等于（h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长）（ ）A 、λc hB 、c h λC 、λhD 、λh 41、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（ ）A. 改用频率更小的紫外线照射B. 改用X 射线照射C. 改用强度更大的原紫外线照射D. 延长原紫外线的照射时间42、下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ）A ．光的直线传播和干涉B ．光的衍射和干涉C ．光的干涉和光电效应D ．泊松亮斑和光电效应43、下列说法中，正确的是（ ）A ．光的干涉现象能说明光具有波粒二象性B ．光的衍射现象能说明光具有粒子性C ．光电效应现象能说明光具有波粒二象性D ．一切微观粒子都具有波粒二象性44、关于光的本性,下列说法中正确的是（ ）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. 光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来45、对光的认识，下列说法中正确的是（ ）A ．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B ．光的波动性是光予本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C ．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了D ．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显46、关于对光的本性的认识,下列说法中正确的是（ ）A ．光波和声波本质相同，都具有波粒二象性B ．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别C ．麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同,他提出光是一种电磁波D ．麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性47、波粒二象性是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48、关于光的波粒二象性的理解正确的是（ ）A. 大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B. 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C. 高频光是粒子，低频光是波D. 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著49、下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出波动性50、下列说法中正确的是（）A、物质波属于机械波B、只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C、德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都具有一种波和它对应，这种波叫做物质波D、宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性51、根据物质波理论，以下说法正确的是（）A.微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性B.宏观物体和微观粒子都具有波动性C.宏观物体的波动性不易被观察到，是因为它的波长太短D.物质波是一种概率波52、关于物质波，下列说法正确提（）A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍53、为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：（1）用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像（出于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高）；（2）利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列．则下列分析中正确的是（）A．电子显微镜所利用的电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C．要获得晶体的X射线衍射图样，x射线波长要远小于原子的尺寸D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当54、下列说法正确的是（）A、概率波就是机械波B、物质波是一种概率波C、概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D、在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在那个点上55、下列各种波是概率波的是（）A、声波B、无线电波C、光波D、物质波56、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。

第十六章 动量守恒定律一、冲量和动量（一）知识要点1.动量：按定义，物体的质量和速度的乘积叫做动量：p =mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。

⑵动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。

2.冲量：按定义，力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I =Ft⑴冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。

⑵冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。

如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。

⑶高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。

对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。

⑷要注意的是：冲量和功不同。

恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。

（二）例题分析例1：质量为m 的小球由高为H 的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？ 解：力的作用时间都是g H g H t 2sin 1sin 22αα==，力的大小依次是mg 、mg cos α和mg sin α，所以它们的冲量依次是： gH m I gH m I gH m I N G 2,tan 2,sin 2===合αα 特别要注意，该过程中弹力虽然不做功，但对物体有冲量。

例2：一个质量是0.2kg 的钢球，以2m/s 的速度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/s 的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v =2m/s ，碰撞前钢球的动量为P=mv =0.2×2kg ·m/s=0.4kg·m/s。

碰撞后钢球的速度为v ′=0.2m/s ，碰撞后钢球的动量为 p ′=m v ′=-0.2×2kg ·m/s=-0.4kg·m/s。

△p= p ′-P =-0.4kg·m/s -0.4kg·m/s =-0.8kg·m/s ，且动量变化的方向向左。

物理【选修3-5】经典题型训练(含参考答案及解析)【物理选修3-5】1.（5分）（2021山西省长治期末）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417D.在147N+2He→8O+X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变2.（6分）（2021贵州六校联考）如图甲是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁 n B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光 C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV D．如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=1能级发出的 E．从n= 4能级跃迁到n =3能级发出的光的波长最长【答案】（1）BDE【解析】解决本题的关键掌握发生光电效应的条件，以及知道能级间跃迁时，哪个能级间跃迁发出的光子能量最大，哪个能级间跃迁发出的光子能量最小．处于n=4激发态的大量氢原子跃迁时，最多发出的光子种- 1 - / 191-13.6 En/eV0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4∞5 4 3 2第35题图甲数为C42=6,发出光的能量越小，频率越低，波长越长。

3（5分）（2021黑龙江哈尔滨名校质检）氢原子能级图如图所示，大量氢原子由n=5的能级状态向基态跃迁，其中由n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子恰好能使金属发生光电效应，则A．跃迁过程中可放出20种光子 B．跃迁过程中可放出10种光子C．跃迁产生的光子中，共有2种能使该金属发生光电应D．跃迁产生的光子中，共有6种能使该金属发生光电效应效4（6分）(2021河南名校质检)下列说法正确的是， A、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 B、光电效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性C、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。

人教版高中五选修3-5复习试题含答案2套模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～9题为单选题，10～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是()A．卢瑟福用α粒子轰击147N核获得反冲核178O发现了质子B．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型答案 A解析光子说是爱因斯坦提出的，B项错误．玻尔通过对氢原子光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C项错误．卢瑟福通过α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，D 项错误．2．关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案 D解析α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；10n表示中子，选项B错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C错误；根据玻尔的原子理论可知，选项D正确．3．有关图1中四幅图的说法正确的是()图1A．甲图中，水平地面光滑，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大C ．丙图中，射线1由β粒子组成，射线2为γ射线，射线3由α粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核聚变答案 B解析 题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后m 2的速度才为v ，则A 错误．题图丙中射线1由α粒子组成，射线3由β粒子组成，射线2为γ射线，C 错误．题图丁中，链式反应属于重核裂变，D 错误．4．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为γ＋D →p ＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m D ＋m n －m p )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m D ＋m n －m p )c 2－E ] 答案 C解析 氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中γ射线能量E 对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E ＝Δmc 2＋2E k ＝(m p ＋m n －m D )c 2＋2E k 得E k ＝12[E －(m p ＋m n －m D )c 2]＝12[(m D －m p －m n )c 2＋E ]，故选C. 5．以下有关近代物理内容的叙述，正确的是( )A ．紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，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 ．卢瑟福的α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C ．重核的裂变和轻核的聚变过程一定有质量亏损，释放出核能D ．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能增加，电子的动能减少答案 C6．如图2所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是( )图2A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光的频率最小C ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应D ．由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光波长最大答案 C解析 大量处于n ＝4激发态的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出N ＝n (n －1)2＝6种不同频率的光子，A 错误；由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光的频率最小，波长最长，B 、D 错误；从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光子的能量为E ＝E 2－E 1＝10.2 eV ，大于金属铂的逸出功，能使其发生光电效应，C 正确．7．如图3所示，光滑水平面上有质量均为m 的物块A 和B ，B 上固定一轻质弹簧，B 静止，A 以速度v 0水平向右运动，从A 与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中( )图3A ．A 、B 的动量变化量相同B ．A 、B 的动量变化率相同C ．A 、B 系统的总动能保持不变D ．A 、B 系统的总动量保持不变答案 D解析 两物块相互作用过程中系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，则A 、B 的动量变化量大小相等、方向相反，所以动量变化量不同，故A 错误，D 正确；由动量定理Ft ＝Δp 可知，动量的变化率等于物块所受到的合外力，A 、B 两物块所受的合外力大小相等、方向相反，所受到的合外力不同，则动量的变化率不同，故B 错误；A 、B 和弹簧组成的系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C 错误．8．下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He ＋14 7N →17 8 O ＋11HB ．铀核裂变的核反应方程是：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 答案 B解析 1919年，卢瑟福做了α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子，核反应方程为：42He＋14 7N →17 8O ＋11H ，选项A 正确；铀核裂变时，需要中子轰击铀核，所以铀核裂变的核反应方程是235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，选项B 错误；根据爱因斯坦质能关系式可知，选项C正确；设波长为λ1的光子能量为E 1，波长为λ2的光子能量为E 2，原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为E 3，波长为λ3，则E 1＝hc λ1，E 2＝hc λ2，E 3＝hc λ3；E 3＝E 2－E 1，可推知λ3＝λ1λ2λ1－λ2，D 正确． 9．如图4所示，在光滑水平地面上有A 、B 两个小物块，其中物块A 的左侧连接一轻质弹簧．物块A 处于静止状态，物块B 以一定的初速度向物块A 运动，并通过弹簧与物块A 发生弹性正碰．对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率－时间图象进行描述，在选项所示的图象中，图线1表示物块A 的速率变化情况，图线2表示物块B 的速率变化情况，则在这四个图象中可能正确的是( )图4答案 B解析 物块B 刚开始压缩弹簧时，A 做加速运动，B 做减速运动，随着弹簧压缩量的增大，弹簧的弹力增大，两个物块的加速度增大，当弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A 继续加速，B 继续减速，弹簧的压缩量减小，弹力减小，两个物块的加速度减小．当弹簧恢复原长时B 离开弹簧，所以v －t 图象斜率的大小都是先增大后减小．设B 离开弹簧时A 、B 的速度分别为v A 和v B .取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m B v 0＝m A v A ＋m B v B ，由机械能守恒定律得12m B v 02＝12m A v A 2＋12m B v B 2，联立解得v A ＝2m B m A ＋m B v 0，v B ＝m B －m A m A ＋m B v 0，若m B >m A ，则v A >v B ，所以B 选项的图象是可能的．若m B ＝m A ，则v A ＝v 0，v B ＝0.若m B <m A ，则v A >0，v B <0.综上，只有B 选项的图象是可能的．10．如图5所示的装置用来研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时，电流表G 的读数为0.2 mA ，移动变阻器的触头c ，当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则( )图5A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB ．开关S 断开后，没有电流流过电流表GC ．改用光子能量为1.5 eV 的光照射，电流表G 也有电流，但电流较小D ．光电子的最大初动能为0.7 eV答案 AD解析 该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0得，逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、D 正确；当开关S 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用光子能量为1.5 eV 的光照射，由于光子的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故C 错误．11．如图6所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )图6A ．只调换电源的极性(同时调整电压表)，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U c 的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数可能不变C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流答案 BC解析 当只调换电源的极性时，电子从K 到A 减速运动，到A 恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A 项错误；其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电流增大，直至达到饱和电流，若在滑动P 前，电流已达饱和电流，那么即使增大电压，光电流也不会增大，B 项正确；只改变光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．12．如图7所示，在足够长的水平地面上有两辆相同的小车甲和乙，A 、B 两点相距为5 m ，小车甲从B 点以大小为4 m/s 的速度向右做匀速直线运动的同时，小车乙从A 点由静止开始以大小为2 m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动．一段时间后，小车乙与小车甲相碰(碰撞时间极短)，碰后两车粘在一起，整个过程中，两车的受力不变(不计碰撞过程)．下列说法正确的是( )图7A ．小车乙追上小车甲用时4 sB ．小车乙在追上小车甲之前它们的最远距离为9 mC ．碰后瞬间两车的速度大小为7 m/sD ．若地面光滑，则碰后两车的加速度大小仍为2 m/s 2答案 BC解析 小车乙追上小车甲时，有x 乙－x 甲＝5 m ，即12at 2－v 甲t ＝5 m ，代入数据得12×2 m /s 2×t 2－4 m/s ×t ＝5 m ，解得t ＝5 s(另一负值舍去)，所以小车乙追上小车甲用时5 s ，故A 错误．当两车的速度相等时相距最远，则有v 甲＝at ′，得t ′＝v 甲a ＝42s ＝2 s ，最远距离s ＝5 m ＋v 甲t ′－12at ′2＝5 m ＋4×2 m －12×2×22 m ＝9 m ，故B 正确．碰前瞬间乙车的速度v 乙＝at ＝2×5 m /s ＝10 m/s ，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得m v 甲＋m v 乙＝2m v ，解得碰后瞬间两车的共同速度v ＝7 m/s ，故C 正确．若地面光滑，碰前乙车所受到的作用力F ＝ma ，甲车所受到的合外力为0，则碰后两车的加速度大小a ′＝F 2m＝1 m/s 2，故D 错误．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图8所示，两个小球的质量分别为m A 和m B .图8(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？________.A ．秒表B ．刻度尺C ．天平D ．圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有________． A.m A m B ＝ON MPB.m A m B ＝OM MPC.m A m B ＝OP MND.m A m B ＝OM MN答案 (1)BCD (2)A解析 (1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM 、OP 、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规．(2)根据动量守恒定律有：m A OP ＝m A OM ＋m B ON ，即m A MP ＝m B ON ，A 正确．14．(6分)如图9所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．图9(1)示意图中，a 端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K 时，可以发生光电效应，则________说法正确．A ．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B ．增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案 (1)正 (2)阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M (3)B三、计算题(本题共4小题，共计40分)15．(8分)一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图10所示，则：图10(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？答案(1)6种(2)2.55 eV(3)铯0.65 eV解析(1)可能发射6种频率的光子．(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为E＝E4－E2，代入数据得E＝2.55 eV.(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应．根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为E km＝E－W0，代入数据得E km＝0.65 eV.16．(10分)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1 000三代核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr和13654Xe，质量m U＝235.043 9 u，m n＝1.008 7 u，m Sr＝89.907 7 u，m Xe＝135.907 2 u.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石？(阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1)答案(1)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n(2)140.4 MeV(3)45.7 t解析(2)裂变过程的质量亏损Δm＝m U＋m n－m Sr－m Xe－10m n＝0.150 7 u，释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.150 7×931.5 MeV≈140.4 MeV.(3)核电站一年的发电量E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60 J＝7.884×1016 J，由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE 得m ＝EM 3%·N A ΔE＝7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.4×106×1.6×10－19g ≈4.57×107 g ＝45.7 t.17．(10分)如图11所示，木块m 2静止在高h ＝0.45 m 的水平桌面的最右端，木块m 1静止在距m 2左侧s 0＝6.25 m 处．现木块m 1在水平拉力F 作用下由静止开始沿水平桌面向右运动，与m 2碰前瞬间撤去F ，m 1和m 2发生弹性正碰．碰后m 2落在水平地面上，落点距桌面右端水平距离s ＝1.2 m ．已知m 1＝0.2 kg ，m 2＝0.3 kg ，m 1与桌面间的动摩擦因数为0.2.(两个木块都可以视为质点，不计空气阻力，g 取10 m/s 2)求：图11(1)碰后瞬间m 2的速度大小；(2)m 1碰撞前、后的速度；(3)水平拉力F 的大小．答案 (1)4 m /s (2)5 m/s ，方向水平向右 1 m/s ，方向水平向左 (3)0.8 N解析 (1)设m 1与m 2发生弹性碰撞后瞬间m 2的速度为v 2.碰撞后m 2做平抛运动，则h ＝12gt 2，s ＝v 2t ，解得v 2＝4 m/s.(2)设m 1碰撞前、后的速度分别为v 、v 1，m 1与m 2碰撞过程动量和能量守恒，取水平向右为正方向，则m 1v ＝m 1v 1＋m 2v 2，12m 1v 2＝12m 1v 12＋12m 2v 22， 联立并代入数据得v ＝5 m/s ，v 1＝－1 m/s.(3)m 1与m 2碰撞之前有v 2＝2as 0，F －μm 1g ＝m 1a ，代入数据解得F ＝0.8 N.18．(12分)如图12所示，半径为R ＝0.4 m ，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m ＝0.96 kg 的滑块停放在距轨道最低点A 为L ＝8.0 m 的O 点处，质量为m 0＝0.04 kg 的子弹以速度v 0＝250 m/s 从右边水平射入滑块，并留在其中．已知滑块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.4，子弹与滑块的作用时间很短．g 取10 m/s 2，不计空气阻力．求：图12(1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小v ；(2)滑块从O 点滑到A 点的时间t ；(3)滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 落到水平地面上C 点，A 与C 间的水平距离．答案 (1)10 m/s (2)1 s (3)455m 解析 (1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则m 0v 0＝(m ＋m 0)v ， 代入数据解得v ＝10 m/s.(2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a ，则μ(m ＋m 0)g ＝(m ＋m 0)a ， 由匀变速直线运动的规律得v t －12at 2＝L ， 联立解得t ＝1 s(t ＝4 s 舍去)．(3)滑块从O 点滑到A 点时的速度v A ＝v －at ，代入数据解得v A ＝6 m/s.设滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 点时的速度为v B ，由机械能守恒定律得 12(m ＋m 0)v A 2＝(m ＋m 0)g ·2R ＋12(m ＋m 0)v B 2， 代入数据解得v B ＝2 5 m/s.滑块离开B 点后做平抛运动，运动的时间t ′＝2·2R g， 又x AC ＝v B t ′，代入数据得x AC ＝455m. 模块综合试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率无关D．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eU c＝E k＝hν－W0(其中U c为遏止电压，E k为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A、B、C错误，D正确．2．如图1所示，我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()图1A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n答案 A解析21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；147 N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应方程，属于原子核的人工转变，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n属于原子核的人工转变，故C错误；23592 U＋10n→14456 Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误．3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，以人、车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统答案 A解析判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定，B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零，C选项末动量为零而初动量不为零，D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．如图2所示，a、b两物块质量均为1 kg，中间用一长1 m的细绳连接，静止在光滑的水平面上(a、b可视为质点)，开始让a、b挨在一起，现用一水平恒力F＝2 N作用在b上，细绳可瞬间拉紧，则4 s 内恒力F 做功( )图2A ．14 JB ．15 JC ．16 JD ．17 J 答案 D解析 细绳拉直前，只有b 运动，加速度a 1＝2 m/s 2，运动1 m 用时t 1＝1 s ，此时b 的速度v 1＝a 1t 1＝2 m/s ，细绳拉紧瞬间a 、b 系统动量守恒，有m v 1＝2m v 2，则v 2＝1 m/s ，a 2＝F2m ＝1 m/s 2，再运动3 s 的位移s 2＝v 2t 2＋12a 2t 22＝7.5 m ，所以力F 在4 s 内做功W ＝Fl ＝2×(1＋7.5) J ＝17 J ，D 正确．5．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( ) A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.MmM －m E 0答案 C解析 设放出的粒子的速度大小为v 0，反冲核的速度大小为v ，由动量守恒定律得(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m联立得E k ＝mM －m E 0，C 正确．6．以下说法正确的是( )A ．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，原子电势能增大，原子能量减小B ．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个数越多，光电子的最大初动能增大C ．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱D ．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流 答案 C解析 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，原子电势能增大，原子能量增大，A 项错误．由E k ＝hν－W 0可知，只增加光强而不改变光的频率，光电子的最大初动能不变，B 项错误．原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是β射线，不是阴极射线，D 项错误．7．一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图3所示运动径迹示意图，以下判断正确的是( )图3A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹 答案 B解析 由动量守恒定律可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝m v Bq ＝p Bq ，在p 和B 相等的情况下，R ∝1q，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确． 8．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c 和入射光的频率ν的几组数据.由以上数据应用Excel 描点连线，可得直线方程，如图4所示．图4则这种金属的截止频率约为( ) A ．3.5×1014 Hz B ．4.3×1014 Hz C ．5.5×1014 Hz D ．6.0×1014 Hz答案 B解析 由光电效应方程得eU c ＝hν－W 逸，U c ＝h e ν－W 逸e ，由题图知W 逸e ＝1.702 4，h e ＝0.397 31014，设这种金属的截止频率为ν0，则W 逸＝hν0，解得ν0＝W 逸h ＝1.702 4e h ＝1.702 4×10140.397 3Hz ≈4.3×1014 Hz ，选项B 正确，A 、C 、D 错误．9．关于微观粒子的波粒二象性的现象、理论和应用，下列说法中正确的是( ) A ．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长小于入射波长的成分C ．由不确定性关系Δx Δp ≥h可知，如果要更准确地确定粒子的位置，那么动量的测量一定会更不准确D ．衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多 答案 CD解析 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系而不是正比关系，A 错误；在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长大于入射波长的成分，B 错误；在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，C 正确；电子的德布罗意波长比可见光短很多，衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多，D 正确．10．如图5所示，一群氢原子处于量子数n ＝3能级状态，下列说法正确的是( )图5A ．氢原子向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子B ．用0.70 eV 的光子照射氢原子可使其跃迁C ．用0.70 eV 动能的电子碰撞可使氢原子跃迁D ．氢原子向低能级跃迁时电子动能增大，总能量减小 答案 ACD解析 一群氢原子处于n ＝3的能级状态，向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子，选项A 正确；光子能量等于两能级的能量差时才能被氢原子吸收，选项B 错误；电子碰撞只能把其一部分能量传递给氢原子，因而电子的动能只要比氢原子的两能级的能量差大就可使氢原子跃迁，选项C 正确；氢原子向低能级跃迁，速度将增大，但向外辐射能量，总能量减小，选项D 正确．11．如图6所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球(可视为质点)从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中，小球(重力加速度为g )( )图6A ．所受合力的冲量水平向右B ．所受支持力的冲量水平向右C ．所受合力的冲量大小为m 2gRD ．所受重力的冲量大小为零 答案 AC解析 在小球从A 点运动到B 点的过程中，根据动量定理知I 合＝m Δv ，Δv 的方向为水平向右，所以小球所受合力的冲量水平向右，即重力和支持力的合力的冲量水平向右，A 正确，B 错误；在小球从A 点运动到B 点的过程中，机械能守恒，故有mgR ＝12m v B 2，解得v B ＝2gR ，即Δv ＝2gR ，所以I 合＝m 2gR ，C 正确；小球所受重力的冲量大小为I G ＝mgt ，大小不为零，D 错误．12．如图7所示，质量为m ＝245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M ＝0.5 kg 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4，质量为m 0＝5 g 的子弹以速度v 0＝300 m /s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g 取10 m/s 2，则在整个过程中( )图7A ．物块和木板组成的系统动量守恒B ．子弹的末动量大小为0.01 kg·m/sC ．子弹对物块的冲量大小为0.49 N·sD ．物块相对于木板滑行的时间为1 s 答案 BD解析 子弹射入物块的过程中，物块的动量增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒，故A 错误；选取向右为正方向，子弹射入物块过程，由动量守恒定律可得m 0v 0＝(m 0＋m )v 1，物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得(m 0＋m )v 1＝(m 0＋m ＋M )v 2，联立可得v 2＝m 0v 0m 0＋m ＋M＝2 m/s ，所以子弹的末动量大小为p ＝m 0v 2＝0.01 kg·m/s ，故B 正确；由动量定理可得子弹受到的冲量I ＝Δp ＝p －p 0＝0.01 kg·m/s －5×10－3×300 kg·m/s ＝－1.49 kg·m/s ＝－1.49 N·s ，子弹与物块间的相互作用力大小始终相等，方向相反，所以子弹对物块的冲量大小为1.49 N·s ，故C 错误；对子弹和物块整体，由动量定理得－μ(m 0＋m )gt ＝(m 0＋m )(v 2－v 1)，联立得物块相对于木板滑行的时间t ＝v 2－v 1－μg ＝1 s ，故D 正确．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是239 94Pu ，裂变时释放出快中子，周围的238 92U吸收快中子后变成239 92U ，239 92U 很不稳定，经过两次β衰变后变成239 94Pu.已知1个239 92U 核的质量为m 1,1个239 94Pu 核的质量为m 2,1个电子的质量为m e ，真空中光速为c .(1)239 92U 的衰变方程是__________________________________________________；(2)239 92U 衰变成239 94Pu 释放的能量为__________________________________________________． 答案 (1)239 92U →239 94Pu ＋20－1e (2)(m 1－m 2－2m e )c 2 解析 (1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：239 92U →239 94Pu ＋2 0－1e ；(2)衰变过程中的质量亏损为： Δm ＝m 1－m 2－2m e根据质能方程有：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－2m e )c 2.。

波粒二象性练习题1．（多选）黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（）A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动2．关于光电效应，下列说法正确的是（）A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多3．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是（）A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D．若改用红光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加4．用绿光照射光电管，产生了光电效应，欲使光电子逸出时的最大初动能增大，下列作法可取的是（）A．改用红光照射 B．增大绿光的强度C．改用紫光照射 D．增大光电管上的加速电压5．一束绿光照射某金属发生了光电效应，下列说法中正确的是（）A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增大B．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增大C．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加D．若改用红光照射，则一定没有光电子逸出6．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实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。

则可判断出（）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7．如图所示，分别用功率相同的甲光和乙光照射相同的光电管阴极，甲光的频率为ν1，乙光的频率为ν2，ν1＜ν2，产生的光电流I随阳极与阴极间所加电压U的变化规律正确的是（）A． B．C． D．8．（多选）用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA．移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0，则（）A．遏止电压为1.8VB．电键S断开后，有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7eVD．当电压为0.7 V时，没有光电子逸出9．（多选）图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是（）A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C．只要增大电压，光电流就会一直增大D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应10．（多选）研究光电效应的电路图如图所示，以下说法正确的是（）A．光电效应现象说明了光具有粒子性B．若用红光照射时电流表示数不为零，则在其它条件不变的情况下，换用蓝光照射时电流表示数也一定不为零C．在光照条件一定的情况下，当阳极A和阴极K之间所加的电压为零时，电流表的示数也一定为零D．在光照条件一定的情况下，向右滑动变阻器的滑片，则电流表的示数一定随之增大11．（多选）用同一实验装置甲研究光电效应现象，分别用A、B、C三束光照射光电管阴极，得到光管两端电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中A、C两束光照射时对应的遏止电压相同，均为U c1，根据你所学的相关理论下列论述正确的是（）A．三个光束的频率都大于阴极金属板的极限频率B．B光束光子的动量最大C．三个光束中B光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多D．三个光束中A光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多E．若B光是氢原子由第2能级向基态跃迁时产生的，则C光可能是氢原子由更高能级跃迁到基态产生的12．（多选）在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线可求出（）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13．（多选）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0. 5）．由图可知（）A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV14.（多选）如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，由图象可知（）A．图线的斜率表示普朗克常量hB．该金属的逸出功等于EC．该金属的逸出功等于hν0D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2EE．入射光的频率为v02时，产生的光电子的最大初动能为E215．（多选）在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和﹣b，电子电荷量的绝对值为e，则（）A．普朗克常量可表示为keB．若更换材料再实验，得到的图线的k不改变，b 改变C．所用材料的逸出功可表示为ebD．b由入射光决定，与所用材料无关16．（多选）用同一频率的光照射到甲、乙两种不同的金属上，它们释放的具有最大初动能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3：117．（多选）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v0，则（）A．当入射光的频率v大于v0时，若v增大，则逸出功增大B．当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0C．当用频率为2v0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子D．当入射光的频率v大于v0时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍18．某金属用频率为ν1的光照射时产生的光电子的最大初动能是用频率为ν2的光照射时产生的光电子的最大初动能的2倍，则该金属的逸出功W=．19．如图1所示是使用光电管的原理图，当频率为v的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。