物理【選修3-5】經(jīng)典題型訓(xùn)練(含參考答案及解析)

1、【物理選修3-5】1.（5分）（2013山西省長(zhǎng)治期末）下列關(guān)于近代物理知識(shí)的描述中，正確的是A.當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時(shí)有電子逸出，則改用紫光照射也一定會(huì)有電子逸出B.處于n=3能級(jí)狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，能發(fā)出3種頻率的光子C.衰變中產(chǎn)生的射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D.在N+HeO+X核反應(yīng)中，X是質(zhì)子，這個(gè)反應(yīng)過程叫衰變2.（6分）（2013貴州六校聯(lián)考）如圖甲是氫原子的能級(jí)圖，對(duì)于一群處于n=4的氫原子，下列說法中正確的是 （填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。4-0.85En/eVn0

2、-1.51-3.4-13.63215-0.54第35題圖甲A這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級(jí)躍遷B這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光C這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eVD如果發(fā)出的光中子有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中一種一定是由n=3能級(jí)躍遷到 n=1能級(jí)發(fā)出的E從n= 4能級(jí)躍遷到n =3能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)【答案】（1）BDE【解析】 解決本題的關(guān)鍵掌握發(fā)生光電效應(yīng)的條件，以及知道能級(jí)間躍遷時(shí)，哪個(gè)能級(jí)間躍遷發(fā)出的光子能量最大，哪個(gè)能級(jí)間躍遷發(fā)出的光子能量最小處于n=4激發(fā)態(tài)的大量氫原子躍遷時(shí)，最多發(fā)出的光子種數(shù)為=6,發(fā)出光的能量越小，頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)。

3、 3（5分）（2013黑龍江哈爾濱名校質(zhì)檢）氫原子能級(jí)圖如圖所示，大量氫原子由n=5的能級(jí)狀態(tài)向基態(tài)躍遷，其中由n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子恰好能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則A躍遷過程中可放出20種光子 B躍遷過程中可放出10種光子 C躍遷產(chǎn)生的光子中，共有2種能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D躍遷產(chǎn)生的光子中，共有6種能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 4（6分）(2013河南名校質(zhì)檢)下列說法正確的是 ，A、衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的B、光電效應(yīng)和電子的衍射現(xiàn)象說明粒子的波動(dòng)性C、原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為1的光子；原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為2的光子，已

4、知12。那么原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要吸收波長(zhǎng)的光子D、a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子具有核式結(jié)構(gòu)5（2013福建省南安一中質(zhì)檢）下列說法中正確的是A采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B由波爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子C從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力 D原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量6（2013安徽省教學(xué)研究會(huì)聯(lián)考）甲、乙兩名滑冰運(yùn)動(dòng)員沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，速度大小分別為3m/s和1m/s，迎面碰撞后（正碰）甲、乙兩人反向運(yùn)動(dòng)，速度大小均為2m/s。則甲、乙兩人質(zhì)量之比為A23B25C35D53答案：C解析：由動(dòng)量

5、守恒定律，m1v1- m2v2= m2v2- m1v1，解得m1 m2=35，選項(xiàng)C正確。7.（2013山東省名校期末檢測(cè)）如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1和m2，由輕質(zhì)彈簧相連，置于光滑水平面上，把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后用一輕繩綁緊，兩滑塊一起以恒定的速率v0向右滑動(dòng)。若突然斷開輕繩，當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊A的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?，求彈簧第一次恢?fù)到原長(zhǎng)時(shí)B的速度。8.（2013山東省聊城一中期末）靜止的鋰核63Li俘獲一個(gè)速度為8×106 m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核42He，它的速度大小是8×106 m/s，

6、方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同，求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度。解析：完成此核反應(yīng)的方程式：63Li+10n42He+31H1分由動(dòng)量守恒定律可知：mv1=4mv2+3mv33分v3=-8×106 m/s1分即：反應(yīng)后所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小為8×106 m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相反。1分9.（2013山東省濱州一中期末）如圖所示，木塊質(zhì)量，它以速度水平地滑上一輛靜止的平板小車，已知小車質(zhì)量，木塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，木塊沒有滑離小車，地面光滑，g取10m/s2，求：（1）木塊相對(duì)小車靜止時(shí)小車的速度；（2）從木塊滑上小車到木塊相對(duì)于小車剛靜止時(shí)，小

7、車移動(dòng)的距離。解：（1）設(shè)木塊相對(duì)小車靜止時(shí)小車的速度為根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：（2）對(duì)小車，根據(jù)動(dòng)能定理有：10.（2013山東省濟(jì)寧市一中期末）質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑的水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)并發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后m2被右側(cè)的墻原速?gòu)椈?，又與m1相碰，碰后兩球都靜止。求第一次碰后m1球的速度。11.（2013山東省淄博市實(shí)驗(yàn)中學(xué)期末）氫原子基態(tài)能量E1=13.6eV，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1=0.53×1010m. 求氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時(shí)：（1）原子系統(tǒng)具有的能量？（2）電子在n=4軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能？（已知能量關(guān)系，半徑關(guān)系×109Nm2/c

8、2）12.(10分) （2013山西省長(zhǎng)治期末）我國(guó)北方遭受了嚴(yán)重的冰雪災(zāi)害，很多公路路面結(jié)冰，交通運(yùn)輸受到了很大影響某校一學(xué)習(xí)小組為了研究路面狀況與物體滑行距離之間的關(guān)系，做了模擬實(shí)驗(yàn)他們用底部貼有輪胎材料的小物塊A、B分別在水泥面上和冰面上做實(shí)驗(yàn)，A的質(zhì)量是B的4倍使B靜止，A在距B為L(zhǎng)處，以一定的速度滑向B實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：在水泥面上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，A恰好未撞到B；在冰面上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，A撞到B后又共同滑行了一段距離，測(cè)得該距離為對(duì)于冰面的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你與他們共同探討以下二個(gè)問題：（1）A碰撞B前后的速度之比；（2）要使A與B不發(fā)生碰撞，A、B間的距離至少是多大?v0第35題圖乙13.（9分）（2013貴

9、州六校聯(lián)考）如圖乙，一質(zhì)量為m的平板車左端放有質(zhì)量為M的小滑塊，滑塊與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。開始時(shí)，平板車和滑塊共同以速度v0沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞時(shí)間極短，且碰撞后平板車速度大小保持不變，但方向與原來相反。平板車足夠長(zhǎng)，以至滑塊不會(huì)滑出平板車右端，重力加速度為g。求：平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時(shí)兩者的共同速度；平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時(shí)，平板車右端距墻壁的距離。一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2

10、分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1下面列出的是一些核反應(yīng)方程：PSiX，BeHBY，HeHeLiZ.其中()AX是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子BX是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子CX是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子DX是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子答案D解析由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律可知，X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子，故D正確2(2012·上海模擬)用粒子轟擊鋁核(Al)，在變?yōu)榱缀?P)的同時(shí)釋放一個(gè)x粒子，磷核(P)具有放射性，它在衰變?yōu)楣韬?Si)的同時(shí)釋放一個(gè)y粒子，則x粒子和y粒子分別是()A質(zhì)子和電子B質(zhì)子和正電子C中子和電子 D中子和正電子答案D解析由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得He

11、AlPn，x粒子為中子；PSie，y是正電子，D正確3(2012·烏魯木齊模擬)下列說法正確的是()A.NHCHe是衰變方程B.HeAlPn是衰變方程C.HHHe是核聚變反應(yīng)方程D.UThHe是核裂變反應(yīng)方程答案C解析放射性元素的原子核發(fā)出粒子，稱之為衰變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；衰變?yōu)閚He，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；鈾的裂變反應(yīng)方程為：UnBaKr3n，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；C選項(xiàng)正確4如圖所示，一個(gè)木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量現(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0，則()A小木塊和木箱最終都將靜止B小木塊最終將相對(duì)木箱靜止，二者一起向右運(yùn)動(dòng)C小木塊在木箱內(nèi)壁將

12、始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)D如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)答案B解析因系統(tǒng)所受合外力為零，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知最終兩個(gè)物體以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)故B正確5(2012·太原模擬)下列說法正確的是()A太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)B大量的氫原子從n3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)只會(huì)輻射兩種不同頻率的光C一束單色光照射到某種金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短D發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的光強(qiáng)一定，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少答案AD解析太陽(yáng)輻射的能量主要是氫核的聚變，所以A正確；大量氫原子從n3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，能

13、發(fā)出3種不同頻率的光，所以B不正確；一束單色光照射到金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng)，則說明這種光的頻率太低，波長(zhǎng)太長(zhǎng)所以C不正確；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，當(dāng)入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，光子數(shù)越少，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子就少，所以答案D正確6如圖1所示是研究光電效應(yīng)的電路某同學(xué)利用該裝置在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流I與A、K兩極之間的電極UAK的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖2所示則下列說法正確的是()A甲光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能小于丙光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能B甲光對(duì)乙光的頻率相同，且甲光的光強(qiáng)比乙光強(qiáng)C丙光的頻率比甲、乙光的大，所以光子的能量較大，丙光照射到K極到電子從K極射出的時(shí)間間隔明顯

14、小于甲、乙光相應(yīng)的時(shí)間間隔D用強(qiáng)度相同的甲、丙光照射該光電管，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等答案AB解析當(dāng)光照射到K極時(shí)，如果入射光的頻率足夠大(大于極限頻率)，就會(huì)從K極發(fā)射出光電子當(dāng)反向電壓增加到某一值時(shí)，電流表A中電流就會(huì)變?yōu)榱愦藭r(shí)EkmeUC，式中Ekm表示光電子的最大初動(dòng)能，e為電子的電荷量，UC為遏止電壓所以丙光的最大初動(dòng)能較大，A正確對(duì)于甲、乙兩束頻率相同的光來說，入射光強(qiáng)越大，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)越多，所以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)越多因此甲光比乙光強(qiáng)所以B正確由于丙光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，結(jié)合光電效應(yīng)方程EkhW0可知，丙光的頻率較大而對(duì)甲、丙兩束不同頻率的光

15、來說，光強(qiáng)相同是單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子的總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個(gè)光子的能量較大，所以單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)就較少，所以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)就較少因此D錯(cuò)誤由于光的吸收和輻射是一份一份的，只要光的頻率足夠大，發(fā)射光電子幾乎是瞬時(shí)的(109s)，發(fā)射時(shí)間與光的頻率無關(guān)因此C錯(cuò)誤7(2012·深圳模擬)已知金屬鉀的逸出功為2.22eV.氫原子的能級(jí)如圖所示，一群處在n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光波共有()A一種B兩種C三種D四種答案B解析由題意知，處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子種類是3，即3到2(光

16、波的能量為1.89eV)，3到1(光波能量為12.09eV)和2到1(光波能量為10.2eV)，金屬鉀的逸出功為2.22eV，故能從金屬鉀表面打出光子的光波只有兩種，B選項(xiàng)正確8有一條捕魚小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(zhǎng)(估計(jì)重一噸左右)一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測(cè)定它的質(zhì)量他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行于碼頭自由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭停下，而后輕輕下船用卷尺測(cè)出船后退的距離d，然后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)L.已知他的自身質(zhì)量為m，漁船的質(zhì)量為()A. B.C. D.答案B解析如圖所示，設(shè)該同學(xué)在t時(shí)間內(nèi)從船尾走到船頭，由動(dòng)量守恒定律知，人、船在該時(shí)間內(nèi)的平均動(dòng)量大小相等，即mM，又s人Ld，得M

17、.9(2012·天津十二區(qū)縣模擬)一個(gè)X核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)放出一個(gè)粒子Y，由于質(zhì)量虧損放出的能量為E，核反應(yīng)方程是XHHeY；Y可以通過釋放一個(gè)電子而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子下列說法正確的是()AX是氫的同位素B.U可以俘獲Y發(fā)生裂變反應(yīng)C核反應(yīng)XHHeY中虧損的質(zhì)量為DXHHeY是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程答案ABC解析由于Y釋放一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，可以判定Y是中子，根據(jù)X核與氚核的反應(yīng)可判斷X是氘核，故A正確；用中子轟擊鈾235可發(fā)生裂變反應(yīng)，故B正確；由質(zhì)能方程Emc2得mE/c2，故C正確；X核與氚核的反應(yīng)在太陽(yáng)內(nèi)部可以發(fā)生，故D錯(cuò)誤10如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M3kg的

18、木板，木板上有質(zhì)量為m1kg的物塊它們都以v4m/s的初速度反向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，且木板足夠長(zhǎng)，當(dāng)木板的速度為2.4m/s時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)情況是()A做加速運(yùn)動(dòng) B做減速運(yùn)動(dòng)C做勻速運(yùn)動(dòng) D以上運(yùn)動(dòng)都有可能答案A解析當(dāng)木板速度為v12.4m/s時(shí)，由動(dòng)量守恒定律可得，MvmvMv1mv2，解得v20.8m/s，方向向左，可見物塊已經(jīng)向左勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分把答案直接填在橫線上)11(6分)(2012·信息卷)氦3是一種十分清潔、安全的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氦3資源，對(duì)人類社會(huì)今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義研究發(fā)現(xiàn)

19、在太陽(yáng)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)氘核可聚變成氦3，已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子的質(zhì)量為1.0087u，He核質(zhì)量為3.0150u.若質(zhì)量虧損1u釋放的核能為931.5MeV，則兩個(gè)氘核聚變成He核的核反應(yīng)方程為_；上述反應(yīng)中釋放的核能為_答案(1)2HHen3.26MeV解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為2HHen；在核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為m2×2.0136u1.0087u3.0150u0.0035u，所以釋放的核能為0.0035×931.5MeV3.26MeV.12(6分)在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，小球的落點(diǎn)情況如圖所示，入射球A與被碰球B的質(zhì)量之比為MAMB32，則

20、實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻兩球動(dòng)量大小之比為pApB_.答案12解析考查碰撞中動(dòng)量守恒表達(dá)式的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻的動(dòng)量之比為×13(6分)(2012·信息卷)某種紫外線波長(zhǎng)為300nm，該紫外線光子的能量為_J金屬鎂的逸出功為5.9×1019J，則讓該紫外線照射金屬鎂時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能為_J(普朗克常量h6.63×1034J·s)答案6.63×10197.3×1020解析該紫外線光子的能量為Ehh6.63×1019J據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0，讓該紫外線照射金屬鎂時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ekm7.3×1020J.三、論述計(jì)算題(共4小題，共42分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)在光滑的水平地面上靜止著一質(zhì)量M0.4kg的薄木板，一個(gè)質(zhì)量m0.2kg的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v04m/s的速度，從木板左端滑上，一段時(shí)間后，又從木板上滑下(不計(jì)木塊滑下時(shí)的機(jī)