物理【选修3-5】经典题型训练(含参考答案及解析)

【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β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

417D.在147N+2He→8O+X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α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）。

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 n 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 eV D．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

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1

-13.6 En/eV

0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4

∞

5 4 3 2

第35题图甲

数为C42=6,发出光的能量越小，频率越低，波长越长。

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

效

4（6分）(2013河南名校质检)下列说法正确的是 ， A、β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λ1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λ2的光子，已知λ1＞λ2。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

?1?2的光子 ?1-?2D、a粒子散射实验说明了原子具有核式结构

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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

A．2∶3 B．2∶5 C．3∶5 D．5∶3

答案：C

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解析：由动量守恒定律，m1v1- m2v2= m2v2’- m1v1’，解得m1∶ m2=3∶5，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的动能变为原来的的速度。

1，求弹簧第一次恢复到原长时B4

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，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：

63

Li+10n→42He+31H????1分

由动量守恒定律可知：mv1=4mv2+3mv3????????3分 v3=-8×106 m/s????????????1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m?0.4kg，它以速度v?20m/s - 4 - / 19

水平地滑上一辆静止的平板小车，已知小车质量M?1.6kg，木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.2，木块没有滑离小车，地面光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时，

小车移动的距离。

解：（1）设木块相对小车静止时小车的速度为v 根据动量守恒定律有：mv??m?M?v

v?mv0.4?20?m/s?4m/s m?M0.4?1.6滑，

止

（2）对小车，根据动能定理有：

?mg?s?Mv2?0Mv21.6?42s??m?16m2?mg2?0.2?0.4?10

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。

12

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=0.53×10－10m. 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

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[答案] 1∶2

[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

pAMA·OM318.301

刻的动量之比为＝＝×＝ pBMB·ON255.142

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5.9×10－19J，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h＝6.63×10－34J·s)．

[答案] 6.63×10－19 7.3×10－20

c[解析] 该紫外线光子的能量为E＝hν＝h＝6.63×10－19J

λ据光电效应方程Ekm＝hν－W0，让该紫外线照射金属镁时逸出光电子的最大初动能为Ekm＝7.3×10－20J.

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M＝0.4kg的薄木板，一个质量

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m＝0.2kg的木块(可视为质点)以v0＝4m/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械能损失)，两物体仍沿直线继续向前运动，从木块与木板刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0s，两物体之间的距离增加了s＝3m，已知木块与木板的动摩擦因数μ＝0.4，求薄木板的长度．

[答案] 1.25m

[解析] 设木块与木板分离后速度分别为v1、v2，由动量守恒定律得

mv0＝mv1＋Mv2 sv1－v2＝

t解得v1＝2m/s，v2＝1m/s 由功能关系得

121212

μmgd＝mv0－mv1－Mv2

222代入数据解得

d＝1.25m

15．(11分)(2012·信息卷)用动能为Ek1的中子轰击静止的锂核(63

Li) ，发生核反应，产生动能为Ek2的氚核和一个α粒子，并放出能量为E的光子，已知氚和α粒子的运动方向相同，则

(1)写出核反应方程式； (2)α粒子具有的动能； (3)求上述反应中的质量亏损．

634

[答案] (1)3Li＋10n→1H＋2He

(2)

Ek1－3Ek2

4

2

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E＋Ek2－Ek1

(3)＋c2Ek1－3Ek2

4c2

2

634

[解析] (1)3Li＋10n→1H＋2He

(2)碰撞过程遵循动量守恒，则

mnvn＝mTvT＋mαvα

即2mnEk1＝2mTEk2＋2mαEkα 解得Ekα＝

Ek1－3Ek2

4

2

(3)亏损的质量为

ΔEE＋Ek2＋Ekα－Ek1Δm＝2＝ 2

ccE＋Ek2＋Ek1

＝＋2

c

16.倾角为θ的斜面固定在地面上，质量为M＝2.5m的物体A静止在斜面上，质量为m的物体B以某一速度向A运动，已知刚与A接触时，B的速度为v0，两者碰撞后迅速分开，设碰撞时间为t且极短(AB只能碰撞一次)．碰撞后A获得的速度为

Ek1－3Ek2

4c2

2

v0

3

，试求：

(1)第一次碰后瞬间B的速度；

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(2)两物体第一次碰撞过程中的平均相互作用力的大小． 5mv0

[答案] (1) (2) 66t[解析] (1)由题知，两物体碰撞时间极短，故内力远大于外力，故A、B组成的系统满足动量守恒定律．设碰后瞬间B的速度为v，取沿斜面向下为正方向，则有

v0

mv0＝M＋mv

3解得v＝ 6

(2)以B为研究对象，设A对B的平均作用力F，则 由动量定理可得－Ft＝mv－mv0 5mv0

解得F＝ 6t故A、B间的平均相互作用力大小为

v0

v0

5mv0

. 6t - 19 - / 19

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