物理【选修3-5】经典题型训练(含参考答案及解析)

1、【物理选修3-5】1.（5分）（2013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N+HeO+X核反应中，X是质子，这个反应过程叫衰变2.（6分）（2013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）。4-0.85En/eVn0

2、-1.51-3.4-13.63215-0.54第35题图甲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 eVD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，最多发出的光子种数为=6,发出光的能量越小，频率越低，波长越长。

3、 3（5分）（2013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效应 D跃迁产生的光子中，共有6种能使该金属发生光电效应 4（6分）(2013河南名校质检)下列说法正确的是 ，A、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1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2的光子，已

4、知12。那么原子从a能级状态跃迁到到c能级状态时将要吸收波长的光子D、a粒子散射实验说明了原子具有核式结构5（2013福建省南安一中质检）下列说法中正确的是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由波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6（2013安徽省教学研究会联考）甲、乙两名滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为3m/s和1m/s，迎面碰撞后（正碰）甲、乙两人反向运动，速度大小均为2m/s。则甲、乙两人质量之比为A23B25C35D53答案：C解析：由动量

5、守恒定律，m1v1- m2v2= m2v2- m1v1，解得m1 m2=35，选项C正确。7.（2013山东省名校期末检测）如图所示，滑块A、B的质量分别为m1和m2，由轻质弹簧相连，置于光滑水平面上，把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后用一轻绳绑紧，两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动。若突然断开轻绳，当弹簧第一次恢复原长时，滑块A的动能变为原来的，求弹簧第一次恢复到原长时B的速度。8.（2013山东省聊城一中期末）静止的锂核63Li俘获一个速度为8×106 m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核42He，它的速度大小是8×106 m/s，

6、方向与反应前的中子速度方向相同，求反应后产生的另一个粒子的速度。解析：完成此核反应的方程式：63Li+10n42He+31H1分由动量守恒定律可知：mv1=4mv2+3mv33分v3=-8×106 m/s1分即：反应后所产生的另一个粒子的速度大小为8×106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相反。1分9.（2013山东省滨州一中期末）如图所示，木块质量，它以速度水平地滑上一辆静止的平板小车，已知小车质量，木块与小车间的动摩擦因数为=0.2，木块没有滑离小车，地面光滑，g取10m/s2，求：（1）木块相对小车静止时小车的速度；（2）从木块滑上小车到木块相对于小车刚静止时，小

7、车移动的距离。解：（1）设木块相对小车静止时小车的速度为根据动量守恒定律有：（2）对小车，根据动能定理有：10.（2013山东省济宁市一中期末）质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。求第一次碰后m1球的速度。11.（2013山东省淄博市实验中学期末）氢原子基态能量E1=13.6eV，电子绕核做圆周运动的半径r1=0.53×1010m. 求氢原子处于n=4激发态时：（1）原子系统具有的能量？（2）电子在n=4轨道上运动的动能？（已知能量关系，半径关系×109Nm2/c

8、2）12.(10分) （2013山西省长治期末）我国北方遭受了严重的冰雪灾害，很多公路路面结冰，交通运输受到了很大影响某校一学习小组为了研究路面状况与物体滑行距离之间的关系，做了模拟实验他们用底部贴有轮胎材料的小物块A、B分别在水泥面上和冰面上做实验，A的质量是B的4倍使B静止，A在距B为L处，以一定的速度滑向B实验结果如下：在水泥面上做实验时，A恰好未撞到B；在冰面上做实验时，A撞到B后又共同滑行了一段距离，测得该距离为对于冰面的实验，请你与他们共同探讨以下二个问题：（1）A碰撞B前后的速度之比；（2）要使A与B不发生碰撞，A、B间的距离至少是多大?v0第35题图乙13.（9分）（2013贵

9、州六校联考）如图乙，一质量为m的平板车左端放有质量为M的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数为。开始时，平板车和滑块共同以速度v0沿光滑水平面向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短，且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以至滑块不会滑出平板车右端，重力加速度为g。求：平板车第一次与墙壁碰撞后再次与滑块速度相同时两者的共同速度；平板车第一次与墙壁碰撞后再次与滑块速度相同时，平板车右端距墙壁的距离。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

10、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：PSiX，BeHBY，HeHeLiZ.其中()AX是质子，Y是中子，Z是正电子BX是正电子，Y是质子，Z是中子CX是中子，Y是正电子，Z是质子DX是正电子，Y是中子，Z是质子答案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(2012·上海模拟)用粒子轰击铝核(Al)，在变为磷核(P)的同时释放一个x粒子，磷核(P)具有放射性，它在衰变为硅核(Si)的同时释放一个y粒子，则x粒子和y粒子分别是()A质子和电子B质子和正电子C中子和电子 D中子和正电子答案D解析由核反应的质量数和电荷数守恒得He

11、AlPn，x粒子为中子；PSie，y是正电子，D正确3(2012·乌鲁木齐模拟)下列说法正确的是()A.NHCHe是衰变方程B.HeAlPn是衰变方程C.HHHe是核聚变反应方程D.UThHe是核裂变反应方程答案C解析放射性元素的原子核发出粒子，称之为衰变，A选项错误；衰变为nHe，B选项错误；铀的裂变反应方程为：UnBaKr3n，D选项错误；C选项正确4如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将

12、始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动答案B解析因系统所受合外力为零，根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动故B正确5(2012·太原模拟)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核聚变反应B大量的氢原子从n3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光C一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D发生光电效应时，入射光的光强一定，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少答案AD解析太阳辐射的能量主要是氢核的聚变，所以A正确；大量氢原子从n3的能级向低能级跃迁时，能

13、发出3种不同频率的光，所以B不正确；一束单色光照射到金属表面不能发生光电效应，则说明这种光的频率太低，波长太长所以C不正确；发生光电效应时，当入射光的光强一定时，频率越高，光子数越少，则单位时间内逸出的光电子就少，所以答案D正确6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两极之间的电极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甲光对乙光的频率相同，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

14、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

15、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7(2012·深圳模拟)已知金属钾的逸出功为2.22eV.氢原子的能级如图所示，一群处在n3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有()A一种B两种C三种D四种答案B解析由题意知，处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光子种类是3，即3到2(光

16、波的能量为1.89eV)，3到1(光波能量为12.09eV)和2到1(光波能量为10.2eV)，金属钾的逸出功为2.22eV，故能从金属钾表面打出光子的光波只有两种，B选项正确8有一条捕鱼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，渔船的质量为()A. B.C. D.答案B解析如图所示，设该同学在t时间内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即mM，又s人Ld，得M

17、.9(2012·天津十二区县模拟)一个X核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y，由于质量亏损放出的能量为E，核反应方程是XHHeY；Y可以通过释放一个电子而转化为质子下列说法正确的是()AX是氢的同位素B.U可以俘获Y发生裂变反应C核反应XHHeY中亏损的质量为DXHHeY是原子核的人工转变方程答案ABC解析由于Y释放一个电子转化为质子，可以判定Y是中子，根据X核与氚核的反应可判断X是氘核，故A正确；用中子轰击铀235可发生裂变反应，故B正确；由质能方程Emc2得mE/c2，故C正确；X核与氚核的反应在太阳内部可以发生，故D错误10如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M3kg的

18、木板，木板上有质量为m1kg的物块它们都以v4m/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以上运动都有可能答案A解析当木板速度为v12.4m/s时，由动量守恒定律可得，MvmvMv1mv2，解得v20.8m/s，方向向左，可见物块已经向左匀加速运动，选项A正确第卷(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)(2012·信息卷)氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义研究发现

19、在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，He核质量为3.0150u.若质量亏损1u释放的核能为931.5MeV，则两个氘核聚变成He核的核反应方程为_；上述反应中释放的核能为_答案(1)2HHen3.26MeV解析由质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为2HHen；在核反应中质量亏损为m2×2.0136u1.0087u3.0150u0.0035u，所以释放的核能为0.0035×931.5MeV3.26MeV.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MAMB32，则

20、实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为pApB_.答案12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×13(6分)(2012·信息卷)某种紫外线波长为300nm，该紫外线光子的能量为_J金属镁的逸出功为5.9×1019J，则让该紫外线照射金属镁时逸出光电子的最大初动能为_J(普朗克常量h6.63×1034J·s)答案6.63×10197.3×1020解析该紫外线光子的能量为Ehh6.63×1019J据光电效应方程EkmhW0，让该紫外线照射金属镁时逸出光电子的最大初动能为Ekm7.3×1020J.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)在光滑的水平地面上静止着一质量M0.4kg的薄木板，一个质量m0.2kg的木块(可视为质点)以v04m/s的速度，从木板左端滑上，一段时间后，又从木板上滑下(不计木块滑下时的机