高中物理：選修3-5 全冊檢測題(含答案)

高中物理：選修3-5全冊檢測題（含答案）一、單項選擇題1.有一只小船停靠在湖邊碼頭,小船又窄又長(估計重一噸左右).一位同學想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量.他進行了如下操作：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.用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L.已知他的自身質(zhì)量為m,水的阻力不計,則船的質(zhì)量為()A.eq\f(mL＋d,d) B.eq\f(mL－d,d)C.eq\f(mL,d) D.eq\f(mL＋d,L)2.(2020湖南懷化市調(diào)研)一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上,從t＝0時刻開始,受到如圖所示的水平外力作用,下列說法正確的是()A.第1s末質(zhì)點的速度為2m/sB.第2s末外力做功的瞬時功率最大C.第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動量增加量之比為1∶2D.第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量之比為4∶53.下列說法中正確的是()A.愛因斯坦認為：光本身就是由一個個不可分割的能量子(光子)組成的B.光電效應現(xiàn)象證明光是一種波C.核力一定是發(fā)生在核子間的吸引力作用D.發(fā)生輕核的聚變反應時,原子核核子的平均質(zhì)量變大4.(2018如皋市模擬四)下列說法中正確的是()A．火箭利用周圍空氣提供的動力飛行B．γ射線是高速運動的電子流C．鈾235與鈾238原子核內(nèi)的中子數(shù)不同,因而有不同的半衰期D．熱核反應的溫度須達到108K,反應過程中要吸收能量5.(2020云南昆明市質(zhì)檢)下列說法正確的是()A.原子核的結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定B.β衰變釋放出電子,說明原子核內(nèi)有電子C.氡的半衰期為3.8天,8個氡原子核經(jīng)過7.6天后剩下2個氡原子核D.用頻率為ν的入射光照射光電管的陰極,遏止電壓為Uc,改用頻率為2ν的入射光照射同一光電管,遏止電壓大于2Uc6.(2019安徽蚌埠市第二次質(zhì)檢)氫原子的能級公式為En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3…),其中基態(tài)能量E1＝－13.6eV,能級圖如圖1所示．大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài),由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中,頻率最大的光子能量為－0.96E1,則n和可能發(fā)出的頻率最小的光子能量分別為()A．5,0.54eV B．5,0.31eVC．4,0.85eV D．4,0.66eV7.(2019河南鄭州市第二次質(zhì)量預測)1933年至1934年間,約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時,發(fā)生的核反應方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n,反應生成物eq\o\al(30,15)P像天然放射性元素一樣衰變,放出正電子e,且伴隨產(chǎn)生中微子eq\o\al(A,Z)ν,核反應方程為eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(A,Z)ν.則下列說法正確的是()A.當溫度、壓強等條件變化時,放射性元素eq\o\al(30,15)P的半衰期隨之變化B.中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0,電荷數(shù)Z＝0C.正電子產(chǎn)生的原因可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的D.兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子,則質(zhì)子與中子的質(zhì)量之和一定等于α粒子的質(zhì)量8.(2019福建龍巖市3月質(zhì)量檢查)兩個氘核以相等的動能Ek對心碰撞發(fā)生核聚變,核反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n,其中氘核的質(zhì)量為m1,氦核的質(zhì)量為m2,中子的質(zhì)量為m3.假設核反應釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動能,下列說法正確的是()A.核反應后氦核與中子的動量相同B.該核反應釋放的能量為E＝(m1－m2－m3)c2C.核反應后氦核的動能為eq\f(E＋2Ek,4)D.核反應后中子的動能為eq\f(E＋Ek,4)二、多項選擇題9.質(zhì)量為M和m0的滑塊用輕彈簧連接,以恒定的速度v沿光滑水平面運動,與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞,如圖所示,碰撞時間極短,在碰撞過程中,下列情況可能發(fā)生的是()A.M、m0、m速度均發(fā)生變化,分別為v1、v2、v3,而且滿足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3B.m0的速度不變,M和m的速度變?yōu)関1和v2,而且滿足Mv＝Mv1＋mv2C.m0的速度不變,M和m的速度都變?yōu)関′,且滿足Mv＝(M＋m)v′D.M、m0、m速度均發(fā)生變化,M、m0速度都變?yōu)関1,m的速度變?yōu)関2,且滿足(M＋m)v0＝(M＋m)v1＋mv210.如圖所示,在光滑的水平面上有一靜止的物體M,物體M上有一光滑的半圓弧軌道,最低點為C,A、B為同一水平直徑上的兩點,現(xiàn)讓小滑塊m從A點由靜止下滑,則()A.小滑塊m到達物體M上的B點時小滑塊m的速度不為零B.小滑塊m從A點到C點的過程中物體M向左運動,小滑塊m從C點到B點的過程中物體M向右運動C.若小滑塊m由A點正上方h高處自由下落,則由B點飛出時做豎直上拋運動D.物體M與小滑塊m組成的系統(tǒng)機械能守恒,水平方向動量守恒11.(2019東北三省三校第二次聯(lián)合模擬)如圖所示,甲圖為演示光電效應的實驗裝置；乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線；丙圖為氫原子的能級圖；丁圖給出了幾種金屬的逸出功和截止頻率．以下說法正確的是()A.若b光為綠光,c光可能是紫光B.若a光為綠光,c光可能是紫光C.若b光光子能量為2.81eV,用它照射由金屬銣制成的陰極,所產(chǎn)生的大量具有最大初動能的光電子去撞擊大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子,可以產(chǎn)生6種不同頻率的光D.若b光光子能量為2.81eV,用它直接照射大量處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子,可以產(chǎn)生6種不同頻率的光12.(2019湖南婁底市第二次模擬)在磁感應強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核(eq\o\al(A,Z)X)發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動,其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量,生成的新核用Y表示．下列說法正確的是()A.新核Y在磁場中圓周運動的半徑為RY＝eq\f(2,Z－2)RB.α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流,且電流大小為I＝eq\f(Bq2,2πm)C.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能,則衰變過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(AqBR2,2mA－4c2)D.發(fā)生衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場中運動的軌跡正確的是圖丙三、簡答題13.如圖所示,當開關K斷開時,用光子能量為2.8eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.70V時,電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.70V時,電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為________eV；若將照射到陰極P上的該光的照射強度變?yōu)樵瓉淼?倍,則遏止電壓為________V。14.(2019濟南外國語學校月考)某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進行實驗,在足夠大的水平平臺上的A點放置一個光電門。水平平臺上A點右側(cè)摩擦很小可忽略不計,左側(cè)為粗糙水平面,當?shù)刂亓铀俣却笮間。采用的實驗步驟如下：①在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片；②用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；③在a和b間用細線連接,中間夾一被壓縮了的輕彈簧,靜止放置在平臺上；④細線燒斷后,a、b瞬間被彈開,向相反方向運動；⑤記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間t；⑥滑塊a最終停在C點(圖中未畫出),用刻度尺測出AC之間的距離sa；⑦小球b從平臺邊緣飛出后,落在水平地面上的B點,用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點之間的水平距離sb；⑧改變彈簧壓縮量,進行多次測量。(1)該實驗要驗證“動量守恒定律”,則只需驗證________＝________即可。(用上述實驗數(shù)據(jù)字母表示)(2)改變彈簧壓縮量,多次測量后,該實驗小組得到sa與eq\f(1,t2)的關系圖象如圖乙所示,圖線的斜率為k,則平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)大小為________。(用上述實驗數(shù)據(jù)字母表示)四、計算題15.(2019江蘇南京市高三月考)如圖所示,滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA和mB,由水平輕質(zhì)彈簧相連,置于光滑水平面上,把兩滑塊拉近,使彈簧處于壓縮狀態(tài)并用一輕繩綁緊(圖中未畫出),兩滑塊一起以恒定的速率v0向右滑動．若輕繩突然斷開,彈簧第一次恢復到原長時滑塊A的動量為p,方向向左,求在彈簧第一次恢復到原長時：（1）滑塊B的動量pB大小和方向；（2）若mA＝mB＝m,滑塊B的速度大小v.16.(2019黑龍江齊齊哈爾市聯(lián)誼學校期末)物體P靜止在光滑水平地面上,其截面如圖8所示,圖中ab段為足夠高的光滑圓弧面,bc段是長度為L的粗糙的水平面,質(zhì)量為物體P的一半的物塊Q(可視為質(zhì)點)從圓弧面的底端b處以大小為v0的速度滑上圓弧面,并最終相對P靜止在水平面的右端c處．重力加速度大小為g.求：圖8（1）Q到達最高點時的速度大小v；（2）Q與水平面間的動摩擦因數(shù)μ.17.(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)氡存在于建筑水泥、裝飾石材及土壤中,是除吸煙外導致肺癌的重大因素.靜止的氡核eq\o\al(222,86)Rn放出一個粒子X后變成釙核eq\o\al(218,84)Po,釙核的動能為0.33MeV,設衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能.（1）寫出上述衰變的核反應方程；（2）求粒子X的動能.(保留兩位有效數(shù)字)18.用速度為v的中子轟擊靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li),發(fā)生核反應后生成氚核和α粒子,生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7∶8,已知中子的質(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量也可近似看做m,普朗克常量為h。（1）寫出核反應方程；（2）該核反應中α粒子對應的物質(zhì)波的波長為多少？參考答案一、單項選擇題1.【答案】B【解析】設船的質(zhì)量為M,人走動的時候船的速度大小為v,人的速度大小為v′,人從船尾走到船頭用時為t,則人的位移大小為L－d,船的位移大小為d,所以v＝eq\f(d,t),v′＝eq\f(L－d,t).以船的速度方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律有：Mv－mv′＝0,可得：Meq\f(d,t)＝meq\f(L－d,t),解得小船的質(zhì)量為M＝meq\f(L－d,d),故B項正確.2.【答案】D【解析】由動量定理：F1t＝mv1,F2t＝mv2－mv1,求出第1s末、第2s末速度分別為：v1＝4m/s、v2＝6m/s,故A錯誤；第1s末外力的瞬時功率P＝F1v1＝4×4W＝16W,第2s末外力做功的瞬時功率P′＝F2v2＝2×6W＝12W,故B錯誤；第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動量增加量之比為：eq\f(Δp1,Δp2)＝eq\f(mv1,mv2－mv1)＝eq\f(1×4,1×6－1×4)＝eq\f(2,1),故C錯誤；第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量分別為：ΔEk1＝eq\f(1,2)mv12＝8J,ΔEk2＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝10J,則ΔEk1∶ΔEk2＝4∶5,故D正確．3.【答案】A【解析】愛因斯坦在解釋光電效應時,引入了能量子的概念,認為光本身就是由一個個不可分割的能量子即光子組成,故A正確；光電效應現(xiàn)象證明光具有粒子性,故B錯誤；核力與萬有引力、庫侖力的性質(zhì)不同,核力是短程力,作用范圍在1.5×10－15m,核力只存在于相鄰的核子之間,故C錯誤；重核裂變反應或輕核聚變反應過程中,核子數(shù)不變,但質(zhì)量發(fā)生虧損,所以核子平均質(zhì)量變小,故D錯誤．4.【答案】C【解析】火箭通過噴氣,利用反沖飛行,故A錯誤；γ射線是波長極短的電磁波,故B錯誤；原子核的半衰期由原子核內(nèi)部因素決定,與所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關,鈾235與鈾238原子核內(nèi)的中子數(shù)不同,因而有不同的半衰期,故C正確；熱核反應的溫度須達到108K,但是反應過程中放出能量,故D錯誤．5.【答案】D【解析】原子核的比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,故A錯誤；β衰變釋放出電子,是中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子放出的,不能說明原子核內(nèi)有電子,故B錯誤；半衰期的概念是對大量原子核而言的,對于個別原子核無意義,故C錯誤；由光電效應方程：eUc＝hν－W0,當改用頻率為2ν的入射光照射同一光電管,遏止電壓滿足關系式eUc′＝h·2ν－W0,則Uc′>2Uc,故D正確．6.【答案】B【解析】氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV,由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中,頻率最大的光子能量為－0.96E1,即躍遷到最高能級能量E＝0.04E1≈－0.54eV,即處在n＝5能級；頻率最小的光子的能量為ΔE′＝－0.54eV－(－0.85eV)＝0.31eV,故B正確,A、C、D錯誤．7.【答案】B【解析】放射性元素的半衰期與外界因素無關,選項A錯誤；根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0,電荷數(shù)Z＝0,選項B正確；正電子產(chǎn)生的原因是核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時放出的,選項C錯誤；兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子要釋放能量,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程及質(zhì)量虧損可知,兩個質(zhì)子與兩個中子的質(zhì)量之和大于α粒子的質(zhì)量,選項D錯誤．8.【答案】C【解析】核反應前兩氘核動量和為零,因而核反應后氦核與中子的動量等大反向,故A錯誤；該核反應釋放的能量E＝(2m1－m2－m3)c2,故B錯誤；由能量守恒可得：核反應后的總能量為E＋2Ek,由動能與動量的關系Ek＝eq\f(p2,2m),且mHe＝3mn可知,核反應后氦核的動能為eq\f(E＋2Ek,4),核反應后中子的動能為eq\f(3E＋2Ek,4),故C正確,D錯誤．二、多項選擇題9.【答案】BC【解析】碰撞的瞬間M和m組成的系統(tǒng)動量守恒,m0的速度不變,以M的初速度方向為正方向,若碰后M和m的速度變?yōu)関1和v2,由動量守恒定律得：Mv＝Mv1＋mv2；若碰后M和m速度相同,由動量守恒定律得：Mv＝(M＋m)v′,故B、C正確．10.【答案】CD【解析】物體M和小滑塊m組成的系統(tǒng)機械能守恒,水平方向動量守恒,D正確；小滑塊m滑到右端兩者水平方向具有相同的速度：0＝(m＋M)v,v＝0,可知小滑塊m到達物體M上的B點時,小滑塊m、物體M的水平速度為零,故當小滑塊m從A點由靜止下滑,則能恰好到達B點,當小滑塊由A點正上方h高處自由下落,則由B點飛出時做豎直上拋運動,A錯誤,C正確；小滑塊m從A點到C點的過程中物體M向左加速運動,小滑塊m從C點到B點的過程中物體M向左減速運動,選項B錯誤．11.【答案】BC【解析】由光電效應方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek,聯(lián)立解得eUc＝hν－W0,即光照射同一塊金屬時,只要遏止電壓一樣,說明光的頻率一樣,遏止電壓越大,光的頻率越大,因此可知b光和c光的頻率一樣,大于a光的頻率,故A錯誤,B正確；b光照射由金屬銣制成的陰極產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0＝(2.81－2.13)eV＝0.68eV,光電子撞擊氫原子,氫原子只吸收兩個能級差的能量,因此n＝3能級的氫原子吸收的能量為ΔEk＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV,這時氫原子處在n＝4的能級上,可輻射6種頻率的光,C正確；若用光子照射氫原子,氫原子只能吸收光子能量恰好為能級能量差的光子,2.81eV能量的光子不被吸收,D錯誤．12.【答案】ABC【解析】由題可知：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(A－4,Z－2)Y,生成的新核Y和α粒子動量大小相等,方向相反,而且洛倫茲力提供向心力,即qvB＝meq\f(v2,R),則R＝eq\f(mv,qB),可知：eq\f(RY,R)＝eq\f(2,Z－2),即RY＝eq\f(2,Z－2)R,故A正確；由于圓周運動周期T＝eq\f(2πm,qB),則環(huán)形電流為：I＝eq\f(q,T)＝eq\f(Bq2,2πm),故B正確；對α粒子,由洛倫茲力提供向心力qvB＝meq\f(v2,R),可得v＝eq\f(BqR,m)由質(zhì)量關系可知,衰變后新核Y質(zhì)量為M＝eq\f(A－4,4)m由衰變過程動量守恒可得Mv′－mv＝0可知：v′＝eq\f(m,M)v則系統(tǒng)增加的能量為：ΔE＝eq\f(1,2)Mv′2＋eq\f(1,2)mv2,由質(zhì)能方程得：ΔE＝Δmc2聯(lián)立可得Δm＝eq\f(AqBR2,2mA－4c2),故C正確；由動量守恒可知,衰變后α粒子與新核Y運動方向相反,所以,軌跡圓應外切,由圓周運動的半徑公式R＝eq\f(mv,qB)可知,α粒子半徑大,由左手定則可知題圖丁正確,故D錯誤．三、簡答題13.【答案】2.100.70【解析】當電壓表讀數(shù)大于或等于0.70V時,電流表讀數(shù)為零,即光電管的遏止電壓為0.70V,由光電效應方程可知eUc＝Ekm＝hν－W0,解得W0＝(2.80－0.70)eV＝2.10eV；光電子的最大初動能與光的強度無關,所以遏止電壓不變,仍為0.70V。14.【答案】(1)eq\f(mad,t)mbsbeq\r(\f(g,2h))(2)eq\f(d2,2kg)【解析】(1)由于A點右側(cè)摩擦可以不計,所以被彈開后滑塊a的瞬時速度等于經(jīng)過光電門的速度,即va＝eq\f(d,t)；b被彈開后的瞬時速度等于做平拋運動的初速度,根據(jù)vbt＝sb,h＝eq\f(1,2)gt2,可得vb＝sbeq\r(\f(g,2h)),該實驗要驗證“動量守恒定律”,則只需驗證maeq\f(d,t)＝mbsbeq\r(\f(g,2h))。(2)根據(jù)動能定理有μmgsa＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,a),即μgsa＝eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))eq\s\up12(2),化簡得sa＝eq\f(d2,2gμ)·eq\f(1,t2),即k＝eq\f(d2,2gμ)解得μ＝eq\f(d2,2kg)。四、計算題15.【答案】（1）pB＝p＋(mA＋mB)v0,方向向右（2）v＝eq\f(p,m)＋2v0【解析】(1)取向右為正方向,對A、B與彈