高中物理选修3-5综合测试题(1)(2)(3)有详细答案.doc

选修3-5综合测试题一1下列说法中正确的是 ( )A为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B在完成粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C玛丽居里首先发现了放射现象D在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子2关于下面四个装置说法正确的是 ( )A图甲实验可以说明粒子的贯穿本领很强B图乙的实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释C图丙是利用射线来监控金属板厚度的变化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射线、射线、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次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个E放射性物质的温度升高，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)立即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天然放射现象中可产生、三种射线。下列说法正确的是()A射线是由原子核外电子电离产生的BU经过一次衰变，变为ThC射线的穿透能力比射线穿透能力强D放射性元素的半衰期随温度升高而减小6一颗手榴弹以v010m/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()A125m/s，与v0反向B110m/s，与v0反向C240m/s，与v0反向D以上答案均不正确7如图1所示是研究光电效应的电路。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示。则下列说法正确的是()A甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能B甲光与乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强C丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔D用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等8光滑水平地面上，A，B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上弹簧，弹簧被压缩最短时()AA、B系统总动量仍然为mvBA的动量变为零CB的动量达到最大值DA、B的速度相等9(2014沈阳模拟)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原于在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B一群处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C一群处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原于跃迁到激发态10轻核聚变比重核裂变能够释放更多的能量，若实现受控核聚变，且稳定地输出聚变能，人类将不再有“能源危机”。一个氘核(H)和一个氚核(H)聚变成一个新核并放出一个中子(n)。(1)完成上述核聚变方程HH_n。(2)已知上述核聚变中质量亏损为m，真空中光速为c，则该核反应中所释放的能量为_。11玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，提出具有量子特征的氢原子模型，其能级图如图所示。有一个发光管里装有大量处于第四能级的氢原子，利用这个发光管的光线照射金属钠的表面。已知金属钠的极限频率是5.531014Hz，普朗克常量h6.631034Js,1eV1.61019J。(1)发光管可能发射几种不同能量的光子？(2)发光管能使金属钠发生光电效应吗？(通过计算回答)(3)求出发光管照射金属钠所发射的光电子的最大初动能。12静止的Li核俘获一个速度v17.7104m/s的中子而发生核反应，生成两个新核。已知生成物中He的速度为v22.0104m/s，其方向与反应前中子的速度方向相同。(1)写出上述核反应方程。(2)求另一生成物的速度。13如图所示，光滑水平轨道上放置长板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mA2kg、mB1kg、mC2kg。开始时C静止，A、B一起以v05m/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。选修3-5综合测试题二1关于、三种射线，下列说法正确的是()A射线是一种波长很短的电磁波 B射线是一种波长很短的电磁波C射线的电离能力最强 D射线的电离能力最强2如图，放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是_。(填选项前的字母)A表示射线，表示射线B表示射线，表示射线C表示射线，表示射线D表示射线，表示射线3汞原子的能级如图，现有一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光。关于入射光的能量，下列说法正确的是()A等于4.9eVB等于7.7eVC等于8.8eVD大于或等于10.4eV4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，辐射出波长为的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E等于()AEhBEh CEhDEh5如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠。下列说法正确的是()A这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n3能级跃迁到n2能级所发出的光波长最短B这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势能增加C能发生光电效应的光有三种D金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV6关于光电效应，下列说法正确的是()A爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D光电子的最大初动能与入射光频率成正比7 U的衰变方程为UThHe，其衰变曲线如图，T为半衰期，则()AU发生的是衰变BU发生的是衰变Ck3Dk48下列关于近代物理知识的说法正确的是()A发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个B射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力C含有10个原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变D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，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加9在实验室内较精准地测量到的双衰变事例是在1987年公布的，在进行了7 960小时的实验后，以68%的置信度认出Se发生的36个双衰变事例，已知静止的Se发生双衰变时，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_。10 2011年3月11日，日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯137(Cs)对环境的影响最大，其半衰期约为30年。(1)请写出铯137(Cs)发生衰变的核反应方程_已知53号元素是碘()，56号元素是钡(Ba)。(2)若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_(真空中的光速为c)。(3)泄漏出的铯137约要到公元_年才会有87.5%的原子核发生衰变。11在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即：中微子Hne可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_。(填写选项前的字母)A0和0 B0和1 C1和0D1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即ee2已知正电子和电子的质量都为9.11031kg，反应中产生的每个光子的能量约为_J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_。(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。12云室处于一个垂直纸面向外的匀强磁场中，一静止的原子核X在云室中发生了一次衰变，其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图所示。已知新核Y的质量为M，粒子的质量为m，衰变后粒子的速度大小为v，假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新核的动能。(1)试写出核衰变方程；(2)求原子核衰变时释放的能量。13已知氢原子基态的电子轨道半径r10.531010m，基态的能级值E113.6eV。(1)求电子在n1的轨道上运转形成的等效电流；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一个能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几条光谱线中最长的波长。选修3-5综合测试题三1、一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力与分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()Av0v2Bv0v2Cv0v2Dv0(v0v2)2、如图所示，光滑的水平面上，小球A以速度v0向右运动时与静止的小球B发生对心正碰，碰后A球的速率为，B球的速率为，A、B两球的质量之比为()A38B35C23D433、古时有“守株待兔”的寓言假设兔子质量约为2kg，以15m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，则兔子受到撞击力的冲量大小为()A28Ns B29Ns C31NsD32Ns4、关于物体的动量，下列说法中正确的是()A物体的动量越大，其惯性也越大B同一物体的动量越大，其速度一定越大C物体的加速度不变，其动量一定不变D运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向5、卢瑟福的粒子散射实验的结果（ ） A. 证明了质子的存在 B. 证明了原子核是由质子和中子组成的 C. 说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D. 说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动6、氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有（ ） A. 放出光子，电子动能减少，原子势能增加 B. 放出光子，电子动能增加，原子势能减少 C. 吸收光子，电子动能减少，原子势能增加 D. 吸收光子，电子动能增加，原子势能减少7、欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是（ ） A. 用10.2eV的光子照射 B. 用11eV的光子照射 C. 用14eV的光子照射 D. 用11eV的电子照射 E. 用13.07eV的光子照射，可观测到氢原子发射10种不同波长的光8、光子能量为E的一束单色光照射到容器中的氢气上，氢原子吸收光子能量后处于激发态，并能发射光子。现测得该氢气发射的光子共有3种，其频率分别为，且，那么入射光光子的能量E值是（设普朗克常量为h）（ ） A. B. C. D. 9、如图所示，光滑水平面上滑块A、C质量均为m1kg，B质量为M3kg。开始时A、B静止，现将C以初速度v02m/s的速度滑向A，与A碰后C的速度变为零，而后A向右运动与B发生碰撞并粘在一起。求：(1)A与B碰撞后的共同速度大小；(2)A与B碰撞过程中，A与B增加的内能。10、如图所示，一个质量为M50kg的运动员和质量为m10kg的木箱静止在光滑水平面上，从某时刻开始，运动员以v03m/s的速度向墙方向推出箱子，箱子与右侧墙壁发生完全弹性碰撞后返回，当运动员接到箱子后，再次重复上述过程，每次运动员均以v03m/s的速度向墙方向推出箱子。求：(1)运动员第一次接到木箱后的速度大小；(2)运动员最多能够推出木箱几次？11、如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平面上的D点，此时弹簧处于原长。另一质量与B相同的滑块A从P点以初速度v0向B滑行，经过时间t时，与B相碰。碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。滑块均可视为质点，与平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g。求：碰后瞬间，A、B共同的速度大小；选修3-5综合测试题一答案：1、答案A 解析爱因斯坦提出的光子说，是为解释光电效应规律的，A正确；1909年卢瑟福通过，粒子散射实验的研究提出了原子的核式学说，原子的能级结构是在粒子散射实验后，在1913年由玻尔提出的，B错误；贝可勒尔首先发现了放射现象，C错误；在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了中子，D错误。2、答案C 解析甲图是粒子散射实验，粒子打到金箔上发生了散射，说明粒子的贯穿本领较弱，A错误；乙图是实验室光电效应的实验，该实验现象可以用爱因斯坦的光电效应方程解释，B错误；丙图说明射线穿透能力较弱，金属板厚度的微小变化会使穿过铝板的射线的强度发生较明显变化，即可以用射线控制金属板的厚度，C正确；丁图装置是核反应堆的结构，进行的是核裂变反应，故D错误。3、答案CD 解析卢瑟福提出了原子核式结构，A错误；射线的实质是电磁波，即光子流，不带电，B错误；根据玻尔理论知；氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，C正确；根据电荷数守恒知发生一次衰变质子数减少2个，发生一次衰变质子数增加一个，所以某放射性原子核经过2次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个，D正确；半衰期只与元素本身有关，与温度、状态等因素无关，E错误。4、答案A 解析设爆竹爆炸前瞬间的速度为v0，爆炸过程中，因为内力远大于外力，则爆竹爆炸过程中动量守恒，设前面的一块速度为v1，则后面的速度为v1，设中间一块的速度为v，由动量守恒有3mv0mv1mv1mv，解得v3v0，表明中间那块速度方向向东，速度大小比爆炸前的大，则A对，B错；三块同时落地，但动量不同，C项错；爆炸后的瞬间，中间那块的动能为m(3v0)2，大于爆炸前系统的总动能mv，D项错。5、答案B 解析衰变中产生的电子是原子核中的一个中子转化而来的，A错误；衰变过程中，一个原子核释放一个粒子(由两个中子和两个质子形成的氦原子核)，并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核，所以U经过一次衰变，变为Th，B正确；、三种射线分别是氦核、电子、电磁波，三种射线的穿透能力逐渐增强，所以射线的穿透能力比射线穿透能力弱，C错误；半衰期是由原子核内部性质决定的，与温度无关，所以升高放射性物质的温度，不能缩短其半衰期，D错误。6、答案B 解析由动量守恒定律有Mv0m1v1m2v2，代入数据解得v2110m/s，则B正确。7、答案AB 解析当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大(大于极限频率)，就会从K极发射出光电子。当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零。此时EkmeUC，式中Ekm表示光电子的最大初动能，e为电子的电荷量，UC为遏止电压。所以丙光的最大初动能较大，A正确。对于甲、乙两束频率相同的光来说，入射光强越大，单位时间内照射到单位面积的光子数越多，所以单位时间内发射的光子数越多。因此甲光比乙光强。所以B正确。由于丙光产生的光电子的最大初动能较大，结合光电效应方程EkhW0可知，丙光的频率较大。而对甲、丙两束不同频率的光来说，光强相同是单位时间内照射到单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到单位面积上的光子数就较少，所以单位时间内发射的光电子数就较少。因此D错误。由于光的吸收和辐射是一份一份的，只要光的频率足够大，发射光电子几乎是瞬时的(109s)，发射时间与光的频率无关。因此C错误。8、答案AD 解析系统水平方向动量守恒，A正确；弹簧被压缩到最短时A、B两物体具有相同的速度，D正确、B错误；但此时B的速度并不是最大的，因为弹簧还会弹开，故B物体会进一步加速，A物体会进一步减速，C错误。9、答案BC 解析当氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子的能量有可能大于3.34eV，锌板有可能产生光电效应，选项A错误；由跃迁关系可知，选项B正确；从n3能级向基态跃迁时发出的光子最大能量为12.09eV，由光电效应方程可知，发出光电子的最大初动能为8.75V，选项C正确；氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差，因此D选项错误。10、答案(1)He(2)mc2 解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核聚变方程是HHHen。(2)根据爱因斯坦质能方程可得该核反应中所释放的能量为Emc2。11、答案(1)6(2)能(3)10.46eV解析(1)6种光子 (2)金属钠的逸出功为W0 W0h03.671019J2.29eV其中E2110.2eV，E3112.09eV，E4112.75eV，E422.55eV都大于逸出功，所以一定能发生光电效应。(3)EkmE41W010.46eV12、答案(1)LinHeH(2)1103m/s方向与氦核运动方向相反解析(1)根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：LinHeH(2)设中子、氦核、新核的质量分别为m1、m2、m3，它们的速度分别为v1、v2、v3，根据核反应前后动量守恒有 m1v1m2v2m3v3 得v31103m/s负号说明新核运动方向与氦核的运动方向相反。13、答案2m/s 解析因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A的速度为vA，C的速度为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0mAvAmCvCA与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得mAvAmBvB(mAmB)vABA与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足 vABvc联立式，代入数据得 vA2m/s选修3-5综合测试题二答案1、答案B 解析射线电离本领最大，贯穿本领最小，但不属于电磁波，A错误；射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放，是高频电磁波，波长很短，B正确；射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子，但电离能力没有射线强，C错误；射线不带电，没有电离能力，D错误。2、答案C 解析带正电，带负电，不带电，射线在磁场中一定不偏转，为射线；如左图所示的电场中，射线向右偏，射线向左偏，为射线，为射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，射线向左偏，射线向右偏，即为射线，为射线，故正确选项是C。3、答案B 解析汞原子只发出三种不同频率的单色光，所以汞原子跃迁到第3能级，则吸收的光子能量E2.7eV10.4eV7.7eV。B正确，A、C、D错误。4、答案C 解析根据两轨道的能级差等于光子能量，EEhh，所以EEh，故C正确。5、答案D 解析根据C3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n3向n2跃迁的光子频率最小，波长最长，A错误。氢原子辐射光子的过程中，能量减少、轨道半径减小，根据km知，电子动能增加，则电势能减少，B错误。只有从n3跃迁到n1，以及从n2跃迁到n1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，C错误。从n3跃迁到n1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6eV1.51eV12.09eV，根据光电效应方程得，EkmhW012.09eV2.49eV9.60eV，D正确。6、答案AB 解析爱因斯坦提出了光子说并成功地解释了光电效应现象，A正确；当入射光的频率小于极限频率，不会发生光电效应，B正确；根据光电效应方程知EkhW0，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，D错误；根据光电效应方程知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，C错误。7、答案AC 解析UThHe是衰变方程，A正确，B错误；根据衰变方程可知，经过三个半衰期，质量剩下，C正确，D错误。8、答案AD 解析发生衰变时，质量数少4，电荷数少2，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，A正确；射线是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，B错误；半衰期是对大量粒子的统计规律，对少数原子核不适用，C错误；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，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加，D正确。9、答案46 解析衰变方程为：SeX2e，X核的中子数为823646，由质能方程有：mc2E，m。10、答案(1)CsBae(2)(3)2101解析(1)发生衰变的核反应方程CsBae(2)根据爱因斯坦质能方程知m(3)由半衰期公式N余N0()知，经历了3个半衰期，即90年，剩余的原子核没衰变，所以要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变。11、答案(1)A(2)8.21014遵循动量守恒(3)nme，知pnpe，则ne。12、答案(1)核衰变方程XYHe (2)解析(1)图中衰变后两圆外切，故发生的是衰变，根据质量数与质子数守恒，则有XYHe(2)原子核在衰变前后动量守恒，设衰变后新核的速度为v1则有Mv1mv根据题意可知，衰变释放的总能量EMvmv2联立得：E13、答案(1)1.05103A(2)见解析图(3)6.58107m解析(1)电子绕核运动具有周期性，设运转周期为T，由牛顿第二定律和库仑定律有km()2r1。又轨道上任一处，每一周期通过该处的电荷量为e，由电流的定义式可得所求等效电流为I，联立式得IA1.05103A。(2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如图所示。(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小，发生跃迁的两个能级的能量差最小，根据氢原子能级分布规律可知，氢原子一定从n3的能级跃迁到n2的能级。设波长为，由hE3E2，得m6.58107m。选修3-5综合测试题三答案：1、答案D解析根据动量守恒定律，得(m1m2)v0m1v1m2v2v1v0(v0v2)选项D正确。2、答案A 解析碰撞瞬间动量守恒，规定向右为正方向，则有mAv0mAmB，解得：或，所以A正确。3、答案D 解析设初速度方向为正方向，则由题意可知，初速度v015m/s；末速度为v1m/s；则由动量定理可知：Imvmv02(1)215Ns32Ns；故选D。4、答案BD 解析此题考查有关动量大小的决定因素和矢量性。物体的动量越大，即质量与速度的乘积越大，不一定惯性(质量)大，A项错；对于同一物体，质量一定，所以速度越大，动量越大，B项对；加速度不变，但速度可以变，如平抛运动的物体，故C项错；动量的方向始终与速度方向相同，D项对。5、 解析：粒子散射实验证明了原子的核式结构学说。而选项A、B均属于后来对原子核的结构的探索，尽管“原子核是由质子和中子组成的”结论是正确的，但它与粒子散射实验无直接关系。选项D的内容则是玻尔理论的内容。 答案：C 6、解析：核外电子绕核做圆周运动的向心力，来源于