物理选修3-5第一章试题及物理选修3-5知识点归纳

物理选修3-5知识点—sunnyPAGEPAGE1碰撞与动量守恒单元测试题选择题（每小题4分，共48分，每题所给选项中至少有一项正确。）1.一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度撞在竖直墙壁上，碰撞后小球沿与原运动方向相反的方向运动，速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量大小V和碰撞过程中墙对小球冲量大小为（）A.V=0B.V=6m/sC.=0D.=3.6m/s2.质量为m的物体在倾角为的光滑斜面顶端由静止释放，斜面高h,物体从斜面顶端滑到斜面底端过程中（）A.物体所受支持力的冲量为零B.物体所受支持力的冲量方向垂直于斜面向上C.物体所受重力的冲量方向沿斜面向下D.物体所受重力的冲量大小为3.关于冲量，下列说法中正确的是（）A.只要物体受到力的作用，物体所受外力的合冲量就一定不为零B.只要物体受到的合外力不为零，物体在任一Δt时间内所受外力的合冲量就一定不为零C.如果力是恒力，则冲量的方向就是该力的方向D.做曲线运动的物体，在任何Δt时间内所受外力的合冲量一定不为零4.篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以（）A.减小球对手作用力的冲量B.减小球的动量变化率C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量5.在空间某一点以大小相等的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质量相等的小球，不计空气阻力，经过t秒（设小球均未落地）（）A.做上抛运动的小球动量变化最大B.三个小球动量变化大小相等C.做平抛运动的小球动量变化最小D.三个小球动量变化相等6．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上。当枪发射子弹时，关于枪、子弹、车，下列说法中正确的是（）A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.若不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车、子弹组成的系统动量近似守恒D.枪、子弹、车组成的系统动量守恒7.两个小球在光滑水平面上沿着同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，=1kg,=2kg,=6m/s,=2m/s.当A球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为（）A.=5m/s,=2.5m/sB.=2m/s,=4m/sC.=-4m/s,=7m/sD.=7m/s,=1.5m/s8.自行火炮车连同炮弹的总质量为M,火炮车在·水平路面上以的速度向右匀速行驶，炮管水平发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为,仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度为（）A.B.C.D.9.在光滑水平面上，两球沿着球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象中可能发生的是（）A.若两球质量相等，碰后以某一相等速率相互分开B.若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C.若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D.若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行10．如图所示，质量为m的人立于平板车上，人和车的总质量为M，人与车以速度在光滑水平面上向东运动，当此人相对于车以速度竖直跳起时，车的速度变为（）Ａ。，向东Ｂ。，向东Ｃ。，向东Ｄ。，向东11.光滑水平面上，两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确的是()A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，后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，只要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零12．质量为1kg的物体从离地面5m高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为3.2m，设球与地面作用时间为0.2s，则小球对地面的平均冲力为(g=10m/s2)（）A．90NB．80NC．110ND．100N二、填空题（共22分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）abhOHcABC13．（8分）图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞。碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为a，abhOHcABC14．（6分）一个质量2kg的物体，以初速度10m/s水平抛出，则抛出时动量的大小为_____kg·m/s；1s末物体的动量大小为_______kg·m/s，这1s内动量的变化大小为_______kg·m/s，方向为____________。这1s内重力的冲量大小为_______N·s，方向为_______________（g＝10m/s2）15．（4分）甲、乙两辆完全一样的小车处于光滑水平面上，质量都是M，乙车内用绳吊一质量为0.5M的小球。当乙车静止时，甲车以速度v与乙车相碰，碰后连为一体，则刚碰后瞬间两车的共同速度为______________。16．（4分）如图所示，两相同的磁铁分别固定在两相同的小车上，水平面光滑，开始两车相向运动，va=3m/s，vb=2m/s，设相互作用时两车不会相碰，则当b车速度为零时，va=，方向；当两车相距最近时，vb=，方向。三．计算题（共30分，要求写出必要的说明及方程式和重要的演算步骤，有数字计算的要写出明确的数值和单位。只有最后结果的得零分。）17．(10分)如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求弹簧被压缩后的最大弹性势能。AABv18．（8分）甲乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平面上匀速相向行驶，速度大小均为v0=6m/s，甲车上有质量为m=1kg的小球若干，甲和他的小车及所带小球的总质量为M1=50kg，乙和他的小车的总质量为M2=30kg。现为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面的速度大小为m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后，刚好可保证两车不致相撞。求此时：（1）两车的速度大小和方向。（2）甲总共抛出多少小球？m1m1m219．（12分）如图所示是一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体A和B经反弹后，B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材料做成的实心球，质量m1=0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放.实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上。求木棍B上升的高度.重力加速度g=10m/s2解得解得n=15（2分）19．（12分）A下落到地面时速度为V，则有(2分)根据题意，A碰地板后，反弹速度的大小v1等于v，即v1==5m/s，（2分）A刚反弹后，速度向上，立刻与下落的B碰撞，碰前B的速度：v2==5m/s。（3分）由题意，碰后A速度为零，以v2′表示B上升的初速度，根据动量守恒，（以向上为正方向）m1v1－m2v2=m2v2′，（2分）得v2′=9m/s。（2分）令h表示B上升的高度，有h==4.05m（2分）检测意见曹莉萍该试题包含高中选修3—5的第一章碰撞与动量守恒的全部内容，共19道题，试题的数量得当，难易程度适中，基础题占了百分之七十，提升题占了百分之三十。涉及到动量，冲量，动量定理和动量守恒定律的应用，考察了学生对碰撞过程的分析，和动量定理的应用，判断碰撞前后动量是否守恒及判断碰撞过程中的动能是否守恒，对动量守恒定律中速度的相对性及系统受合外力不为零但在某一方向外力的矢量和为零则该方向动量守恒的情形也有考察。该套题中涉及最后进行数值计算的题目偏少。参考答案内容详实，标出了每一个得分点。物理选修3-5知识点总结量子理论的建立黑体和黑体辐射、如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。（普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象）1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε=hνh为普朗克常数（6.63×10-34J.S）二、光电效应光子说光电效应方程（1）光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。（2）光电效应的研究结果：=1\*GB3①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；=2\*GB3②存在遏止电压：当所加电压U为0时，电流I并不为0。只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极阳极接电源负极，在光电管两级形成使电子减速的电场，电流才可能为0。使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压Ek=eUc。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度；=3\*GB3③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率高于截止频率时才能发生光电效应vc=w0/h；=4\*GB3④光电效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。规律：=1\*GB3①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应；=2\*GB3②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大；=3\*GB3③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s；=4\*GB3④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。(1)判断和描述时应理清三个关系：①光电效应的实质(单个光子与单个电子间相互作用产生的)．②光电子的最大初动能的来源(金属表面的自由电子吸收光子后克服逸出功逸出后具有的动能)．③入射光强度与光电流的关系(当入射光的频率大于极限频率时光电流的强度与入射光的强度成正比)．(2)定量分析时应抓住三个关系式：①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.②最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.③逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子被成为光子。EK=h-WOh截止=WO（Ek是光电子的最大初动能；W0是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服电荷引力所做的功。）三、康普顿效应（表明光子具有动量）1918-1922年康普顿（美）在研究石墨对X射线的散射时发现：光子在介质中和物质微粒相互作用，可以使光的传播方向发生改变，这种现象叫。在光的散射过程中，有些散射光的波长比入射光的波长略大，这种现象叫。p=h/λ四、光的波粒二象性物质波概率波不确定关系干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。E=hν，p=h/λ表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出：E=pc。1924年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长λ=h/p这种波叫物质波，也叫德布罗意波。（电子的衍射图样；电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜）从光子的概念上看，光波是一种概率波。△x△p=h/4π，△x表示粒子位置的不确定量，△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量。五、原子核式模型机构1897年汤姆孙（英）发现了电子，提出原子的枣糕模型，揭开了研究原子结构的序幕（原子可再分）。（谁发现了阴极射线？是汤姆孙吗？）1909年起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验，得到出乎意料的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°。（P53图）卢瑟福在1911年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。按照这个学说，可很好地解释α粒子散射实验结果，α粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小（数量级为10-15m）和原子核的正电荷数。原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数六、氢原子的光谱（1）发射光谱：物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。（2）吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。，即辐射波长是分立的。利用元素的特征谱线（线状谱或吸收光谱）鉴别物质的分析方法。七、原子的能级卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾（矛盾为：a、原子是不稳定的；b、原子光谱是连续谱），1913年玻尔（丹麦）在其基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。（1）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。（2）原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h=EnEm（能级图见3-5第58页）（3）原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。rn=n2r1,En=E1/n2(n=1,2,3)r1=0.5310-10m,E1=-13.6eV,分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（碰撞时实物粒子的动能可全部或部分地被电子吸收）；原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（光电效应）一群氢原子处于量子数为n的能级时（n>1），可能辐射出的光谱线条数为N=n(n-1)/2。玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念（提出了能级和跃迁的概念，能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱），局限之处在于它过多地保留了经典理论（经典粒子、轨道等），无法解释复杂原子的光谱。现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。8、可见光hv能量范围：红→紫1.61eV→3.10eV，氢原子能级3跃迁到2放出红光，4跃迁到2放出蓝光。八、原子核的组成（1）天然放射现象能够说明原子核有复杂结构和它的变化规律（2）1896年贝克勒耳发现放射性，在他的建议下，玛丽·居里和皮埃尔·居里经过研究发现了新元素钋和镭。三种射线在磁场，电场中的运动轨迹（3）三种射线的性质=1\*GB3①α射线带正电，α粒子就是高速（0.1C）的氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强；=2\*GB3②β射线带负电，是高速（0.99C）电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱；③γ射线中电中性的，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板），电离作用很小。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的（注意：质量并不守恒。）。γ射线是伴随α射线或β射线产生的，没有单独的γ衰变（γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。）。α衰变：核内2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是，放射性元素就发生了α衰变。例：本质方程：β衰变：核内的中子转化成了一个质子和一个电子，电子放射到核外，质子留在新核中。例：本质方程：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。原子核的人工转变原子核在其他粒子的轰击下产生新核的过程，称为核反应（原子核的人工转变）。在核反应中电荷数和质量数都是守恒的。a、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核即氢原子核。核反应方程（第一次实现人工转变）b、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即。查德威克经过研究发现中子，核反应方程，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。具有相同质子数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。d、1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。核反应方程：（这是第一次用人工方法得到放射性同位素。）利用它的射线（贯穿本领、电离作用、物理和化学效应）a、工业探伤，测厚度；b、医疗上放射治疗；c、照射种子，使遗传基因变异，培育优良品种；d、做示踪原子。4、核力与结合能质量亏损核力的特点：①核力是强相互作用，在原子尺度内，核力比库仑力大得多②核力是短程力，其作用范围为1.5×10-15m，0.8×10-15m内为表现为引力，0.8×10-15m外表现为斥力，超出1.5×10-15m急剧下降。每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B、自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。C、结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能（核能）D、比结合能：结合能与核子数之比。比结核能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定。我们把核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。爱因斯坦在相对论中得出物体的质量和能量间的关系式E=mc2，就是著名的质能方程。5、重核的裂变轻核的聚变核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。1938年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼发现，即一个重核在俘获一个中子后，分裂成几个中等质量的核的反应过程,这个发现为核能的利用开辟了道路。铀核裂变的核反应方程：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0