選修3-5單元知識訓練

■河南省鞏義市一中 翟平平

選修3-5單元知識訓練

■河南省鞏義市一中 翟平平

1.質量為m的小球A,在光滑水平面上以速度v0與質量為2m的靜止小球B發(fā)生正碰。碰撞后,小球A的動能變?yōu)樵瓉淼摹Ｈ∷俣葀方向為正方向,則小球B的速0率可能為( )。

2.一導彈離地面高度為h水平飛行,某時刻導彈的速度為v,突然爆炸成質量相同的A、B兩塊,且A、B兩塊同時落到地面上,兩落地點相距,兩落地點與爆炸前導彈速度在同一平面內。不計空氣阻力,已知爆炸后瞬間A的動能EkA大于B的動能EkB,則EkA∶EkB為( )。

A.1∶1 B.2∶1

C.4∶1 D.9∶1

圖1

3.如圖1所示,輕質彈簧一端固定在墻上,另一端連一擋板,擋板的質量為m,一質量為M的物體沿光滑水平面以一定的速度撞向擋板,物體與擋板相接觸的一面都裝有尼龍搭扣,使得它們相撞后立即粘連在一起。若碰撞時間極短(在極短時間內完成粘連過程),則對由物體、擋板和輕質彈簧組成的系統(tǒng),下面說法中正確的是( )。

A.在物體與擋板相撞的過程中,系統(tǒng)的動量守恒而機械能不守恒

B.在物體與擋板開始接觸到彈簧被壓縮至最短的過程中,系統(tǒng)的動量不守恒而機械能守恒

C.在物體與擋板相撞后到彈簧恢復至原長的過程中,系統(tǒng)的動量守恒而機械能不守恒

D.以上三種說法都不正確

4.以下四個宏觀概念中,是量子化的是( )。

A.課本的數(shù)量 B.木棒的長度

C.物體的動量 D.人的個數(shù)

5.現(xiàn)有三個核反應:

下列說法正確的是( )。

A.①是裂變,②是β衰變,③是聚變

B.①是聚變,②是裂變,③是β衰變

C.①是β衰變,②是裂變,③是聚變

D.①是β衰變,②是聚變,③是裂變

6.E先經α衰變成為F,再經β衰變成為G,然后經α衰變成為H,該系列衰變可記為另—系列衰變記為已知P是F的同位素,則( )。

A.Q是G的同位素,R是H的同位素

B.R是E的同位素,S是F的同位素

C.R是G的同位素,S是H的同位素

D.Q是E的同位素,R是F的同位素

7.關于光的產生、本質和應用,下列說法中正確的是( )。

A.光是一份一份的,每一份叫光子,每一個光子的能量是hν,光子打在金屬板上,可能發(fā)生光電效應

B.光子被23592U吸收,23592U會裂變,發(fā)生鏈式反應,產生核能

C.光子既有能量,又有動量

D.光子是較輕的粒子,與21H和31H結合能發(fā)生聚變反應,吸收能量

8.某半導體激光器發(fā)射波長為1.5× 10-6m,功率為5.0×10-3W的連續(xù)激光。已知可見光波長的數(shù)量級為10-7m,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,則該激光器( )。

A.發(fā)出的是紫外線

B.發(fā)出的是紅外線

C.發(fā)出的光子能量約為1.3×10-18J

D.每秒發(fā)出的光子數(shù)約為3.8×1016個

9.在光電效應實驗中,如果實驗儀器及線路完好,當光照射到光電管上時,靈敏電流計中沒有電流通過,則可能的原因是:____。

10.裂變反應是目前核能利用中常用的反應,在以原子核23952U為燃料的反應堆中,當23952U俘獲一個慢中子后發(fā)生的裂變反應可以有多種方式,其中一種可表示為:

核反應方程下方的數(shù)字是對應原子的靜止質量(以原子質量單位u為單位)。已知1u的質量對應的能量為9.3×102MeV,則此裂變反應釋放出的能量是______MeV。環(huán)形軌道做圓周運動,則為多少?

圖2

12.如圖3所示,一排人站在沿x軸的水平軌道旁,原點O兩側的人的序號都記為n (n=1,2,3,…)。每人只有一個沙袋,x>0一側人手中的每個沙袋質量m=14kg,x<0一側人手中的每個沙袋質量m'=10kg。一質量M=48kg的小車以某初速度從原點出發(fā)向x軸正方向滑行,不計軌道阻力。當小車每經過一人身旁時,此人就把沙袋以水平速度u朝與小車初速度相反的方向沿車面扔到小車上,u的大小等于扔此沙袋之前的瞬

11.如圖2所示,兩輛完全相同的小車A和B,質量均為m,兩小車間夾住一只處于壓縮狀態(tài)的輕質彈簧,并且用細繩把兩小車連接在一起。它們從高度為h的斜面上滑下來,行經與斜面平滑連接的水平面時細繩突然斷裂,彈簧將兩小車彈開,小車B停在原地不動,小車A繼續(xù)前進,進入半徑為R的圓環(huán)形軌道運動。假設小車的大小可以忽略,斜面、水平面及圓環(huán)軌道都是光滑的。求:

(1)兩小車彈開前瞬間的速率。

(2)兩小車彈開后瞬間小車A的速率。

(3)若兩小車彈開后,小車A恰能沿圓間車速大小的2n倍(n是此人的序號數(shù))。

圖3

(1)空車出發(fā)后,小車上堆積了幾個沙袋后小車就將反向滑行?

(2)小車上最終有大小沙袋共多少個?

圖4

13.紅寶石激光器的工作物質(紅寶石)中含有鉻離子的三氧化二鋁晶體,利用其中的鉻離子產生激光。鉻離子的能級圖如圖4所示,E1是基態(tài),E2是亞穩(wěn)態(tài),E3是激發(fā)態(tài),若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為λ1的綠光照射晶體,則處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3,然后自發(fā)地躍遷到E2,釋放波長為λ2的光子,而處于亞穩(wěn)態(tài)E2的鉻離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光,這種激光的波長λ為多少?

14.汞原子的能級如圖5所示,汞原子從n>2的某一能級直接躍遷到n=2的能級時,輻射出能量為3.9eV的光子?，F(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)的汞原子上,汞原子能輻射出3.9eV能量的光子,則:

(1)該入射光光子的能量為多少?

(2)汞原子可能輻射的光譜線條數(shù)。

(3)畫出獲得3.9eV能量光子的汞原子可能的輻射躍遷圖。

圖5

1.AB 提示:兩小球在碰撞過程中動量守恒,則mv0=mv1+2mv2。由題意得兩小球做完全彈性碰撞;若,兩小球做完全非彈性碰撞。

2.D

3.A 提示:在物體與擋板相撞的過程中,時間極短,內力遠遠大于外力,動量守恒,碰撞過程中同時產生熱量,所以機械能不守恒。在物體與擋板開始接觸到彈簧被壓縮至最短的過程中,系統(tǒng)受到墻壁的作用力,碰撞中產生熱量,所以系統(tǒng)的動量不守恒,機械能也不守恒。在物體與擋板相撞后到彈簧恢復至原長的過程中,系統(tǒng)受到墻壁的作用力,只有彈簧的彈力做功,所以系統(tǒng)的動量不守恒而機械能守恒。

4.AD 提示:所謂量子化是指數(shù)據(jù)是分立的,不連續(xù)的。課本的數(shù)量和人的個數(shù)只能取正整數(shù),不能取分數(shù)或小數(shù),是不連續(xù)的,是量子化的;木棒的長度和物體的動量可以取小數(shù)或分數(shù),甚至無理數(shù),是連續(xù)的,是非量子化的。

5.C

7.AC 提示:能夠被23592U吸收,使得23592U裂變,發(fā)生鏈式反應,產生核能的是中子而不是光子,故選項B錯誤。光子是較輕的粒子,但光子不能與21H和31H結合發(fā)生聚變反應,且發(fā)生聚變反應時,會放出能量,而不是吸收能量,故選項D錯誤。

8.BD 提示:已知激光器發(fā)射的激光波長為1.5×10-6m,可見光波長的數(shù)量級為10-7m,激光波長大于可見光波長,所以該激光器發(fā)出的是紅外線,選項B正確、A錯誤。該激光的光子能量E==1.3×10-19J,選項C錯誤。激光器每秒發(fā)出的光子數(shù)n==3.8×1016個,選項D正確。

9.入射光波長太大或反向電壓太大 提示:當入射光的頻率大于金屬的極限頻率(入射光的波長小于金屬的極限頻率對應的波長)時才能發(fā)生光電效應,因此造成靈敏電流計中沒有電流通過的原因可能是根本沒有發(fā)生光電效應,或反向電壓太大使得光電子不能到達另一極板。

10.1.8×102提示:裂變反應中的質量虧損Δm=mU+mn-mXe-mSr-3mn= 0.1933u,由愛因斯坦質能方程E=mc2得ΔE=Δmc2,所以因質量虧損釋放出的能量ΔE=Δm×9.3×102MeV=1.8×102MeV。

11.(1)兩小車在沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒,則2mgh=×2mv20,解得兩小車彈開前瞬間的速度大小(2)在兩小車被彈簧彈開的過程中,動量守恒,則mv1=2mv0,解得小車A被彈開后瞬間的速度大小v1=。(3)小車A恰能做圓周運動,說明小車A在運動至圓環(huán)形軌道最高點時只受重力,重力提供向心力,則小車在做圓周運動的過程中機

12.(1)在小車朝x軸正方向滑行的過程中,設第(n-1)個沙袋扔到小車上后的車速為vn-1,第n個沙袋扔到小車上后的車速為vn,則由動量守恒定律得[M+(n-1)m]vn-1-2nmvn-1=(M+nm)vn,解得vn=小車反向運動的條件是vn-1>0,vn<0,即M-nm>0,M-(n+ 1)m<0,解得應為整數(shù),故n=3,即小車上堆積3個沙袋后小車就反向滑行。(2)小車自反向滑行直到接近x<0一側第1個人所在位置時,車速保持不變,而小車的質量為M+3m。在小車朝x軸負方向滑行的過程中,設第(n-1)個沙袋扔到小車上后的車速為vn-1',第n個沙袋扔到小車上后的車速為vn',現(xiàn)取x軸負方向為速度vn'、vn-1'的正方向,由動量守恒定律得[M+3m+(n-1)m']vn-1'-2nm'vn-1' =(M+3m+nm')vn',解得vn'=小車不再向左滑行的條件是vn-1'>0,vn'≤0,即M+3mnm'>0,M+3m-(n+1)m'≤0,解得n<,即8≤n< 9。n應為整數(shù),故n=8,即在x<0一側第8個沙袋扔到小車上后小車就停住了。因此小車上最終共有大小沙袋3+8=11個。

1到激發(fā)而躍遷到激發(fā)態(tài)E3時有E3-E1=

,鉻離子從激發(fā)態(tài)E3躍遷到亞穩(wěn)態(tài)E2時有,處于亞穩(wěn)態(tài)E2的鉻離子躍遷到基態(tài)E1時有,由E3-E1= (E3-E2)+(E2-E1)得,解得

14.(1)汞原子從n>2的某一能級直接躍遷到n=2的能級,滿足En-E2=3.9eV,所以n=4。使基態(tài)的汞原子躍遷到n=4的能級,入射光光子的能量ΔE=E4-E1= 8.8eV。(2)汞原子可能輻射的光譜線條數(shù)(3)汞原子可能的輻射躍遷圖如圖6所示。

圖6

(責任編輯 張 巧)