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1、物理选修 3-5 课后习题答案 冲量与动量 1.答案：0 详解：4*20 - 5*16，减号是因为两个冲量反向。 2.答案：A 详解：因为二者动量都是正，于是速度方向相同，要保证二者相碰，左边那个要去追右边的， 于是左球速度大，因为B 质量大，于是B 速度小，于是右球是 B. 碰后A 动量是 2 kg?m/s 据动量守恒，B 动量是 10 kg?m/s.动量除以质量得到速度比。 3.答案：B 详解：因为A 在 B 后方嘛，碰后A 会减速，B 会加速，于是 A 动量必然减小，根据动量守 恒，C 不可能，B 才对。 4.答案：BD 详解：冲量大小肯定是一样的。因为这就是作用力和反作用力的冲量。然而
2、人质量小，于是 速度改变量大，于是人走得快。 D 说得很明确了，就是因为动量守恒，船必停。 5.答案：3588N 详解：先算落地速度，从 1.28 米高度落地，根据自由落体公式，速度是 5.0m/s (g 取 9.8) 然后落地速度减为 0，根据 Ft = mv，F = 3000N。然后加上重力 588N 即可 答案：D 详解：冲量表征的是动量变化量。D 就是按定义判断的。 A 错，冲量和速度没什么关系。B 错，力作用时间未知。C 错，力作用时间和物体质量都未 知。 答案：D 详解：重物动量改变量不少，但是动量改变的时间大大延长了。不拉皮筋，动量瞬间变为 0， 有了皮筋，动量要过一会儿才减为
3、0.动量改变量不少，也就是受到的冲量不变。这么看，只 有D 对。 答案：BD 详解：二者位移一样，然而上升过程阻力和重力都同向，下降过程阻力和重力反向，于是上 升过程加速度大，时间短，重力冲量小。比较速度改变量，因为回到抛出点速度必然小于初 速度，于是上升过程改变量大，上升过程合外力冲量大。C 项，重力方向不变，重力冲量方 向也不变，都是竖直向下。D 项空气阻力反向，于是冲量方向也是反向。 动量守恒定律及其应用 1. 答案：2.9m/s 详解，由系统动量守恒得：MV0 - m v = mv 于是 V0 可以算出是 2.9m/s 2.答案：D 详解：机械能必然不守恒，因为子弹和木块之间的作用摩擦
4、生热。动量也不守恒，因为水平 方向系统是受到墙壁的作用力的。 答案：ABD 详解：AB 严格符合动量守恒的条件。C 不行，因为系统水平方向受到墙的作用力。D 可以， 爆炸瞬间作用力极大，这一瞬间可以忽略其他比较小的力（比如重力），动量爆炸瞬间动量 守恒。 答案：CD 详解：t1 时刻弹簧压缩，这点很明显，t3 时刻之前，B 速度大于 A 速度，因此这段时间 B,1,和A 之间的距离越拉越大，t3 时刻弹簧是拉伸的。AB 不对。 至于质量比，因为 t1 时刻二者速度都是 1m/s。于是可以根据动量守恒和初始条件，轻松求 得 C 对。 质量比由C 项求出，t2 时刻速度比由图得出，于是动能比好算了
5、，D 正确。 答案：BC 详解：a 未离开墙壁时，系统受到墙壁的水平力作用，动量不守恒。 A 离开墙后，系统水平方向不受外力，动量守恒很显然。 答案：B 详解：列车原来做匀速直线运动，牵引力 F 等于摩擦力 f，f=k(mM)g(k 为比例系数)，因 此，整个列车所受的合外力等于零尾部车厢脱钩后，每一部分所受摩擦力仍正比于它们的 重力因此，如果把整个列车作为研究对象，脱钩前后所受合外力始终为零，在尾部车厢停 止前的任何一个瞬间，整个列车(前部+尾部)的动量应该守恒考虑刚脱钩和尾部车厢刚停 止这两个瞬间，由(m+M)v0=0+Mv 得此时前部列车的速度为 答案：B 详解：全部的车和人，以及那个球
6、，是一个系统，动量守恒。 现在系统分成了两部分，A 车和人，B 车和人和球。现在两部分速度方向相反，在相互远离。 明显前者质量小，于是根据动量守恒，前者速率大。 相互作用过程中的能量转化 答案：BC 详解：B 明显对，速度变化量就是 6 -（-6） = 12m/s。小球动能不变，因此W 是 0. 答案： 详解：(1)设C 球与 B 球碰撞结成D 时,D 的速度为 v1,由动量守恒定律有 mv0=2mv1 当弹簧压至最低时,D 与A 有共同速度,设此速度为 v2,由动量守恒定律有 2mv1=3mv2 两式联立求得A 的速度v2= v0 (2)设弹簧长度被锁定后,储存在弹簧中的弹性势能为Ep,由能
7、量守恒有 Ep= ?2mv12- ?3mv22 撞击 P 后,A、D 均静止.解除锁定后，当弹簧刚恢复到原长时，弹性势能全部转为 D 球的动 能，设此时D 的速度为 v3，由能量守恒有 2mv32=Ep 以后弹簧伸长，A 球离开挡板 P，当 A、D 速度相等时，弹簧伸长到最长，设此时 A、D 速 度为 v4,由动量守恒定律有 2mv3=3mv4 当弹簧最长时，弹性势能最大，设其为Ep，由能量守恒有 Ep= ?2mv32- ?3mv42 联立以上各式，可得 Ep= mv02 3. 答案： 详解：炮艇（包括那个发出去的炮弹）作为一个系统动量守恒，在地面参考系中看，动量守 恒方程就是 4.答案：（1
8、）0.67m/s，向后（2）40N 详解：（1）用动量守恒：因为是在水面上，可以看成是在在水平方向上动量守恒. 0=(M-m)V-mv,2,3,将 M=120Kg，m=0.01Kg，v=800m/s 代入，求得V0.67m/s. (2)由冲量的表达式：F*t=P=MV-0. 将 M=120Kg，V=0.67m/s，t=2s 代入，求得 F=40N （因为子弹的质量相对 120kg 太小了，打掉子弹后质量的那一点儿损耗忽略不计） 答案：D 详解：自由下落，那么二者相对静止。于是整个系统状态不变。 答案：碰后球 1、球 2 的速度为零，球 3 速度为 v0 详解：根据动量守恒中速度交换的结论，也就
9、是当完全弹性碰撞的两个物体质量相同时， 一个物体碰后速度等于碰前另一个物体的速度，这就是速度交换。然后容易得出，第一次碰 撞，1 静止，2 速度是 v0，然后 2 立马和 3 碰撞，2 停下，3 速度是 v0 答案：BC 详解：根据动量守恒，可见最终子弹和木块速度都是 v/2。 子弹克服阻力会做功，它等于子弹动能的减少，这是根据动能定理。容易算，这个数是 系统机械能损失量，也就是系统内能增量，容易得出，是 木块动能增量，也就是冲击力对木块的功，是 于是 BC 正确 光的波粒二象性 1.答案：C 详解：光电子的最大初动能等于入射光的能量减去逸出功，是一种线性关系，但不是正比关 系，错；正确；绿光
10、频率虽然比黄光高，但不能说明，黄光不能发生光电效应； 2.答案：C 详解：对比光的双缝干涉可以得出结论，微观粒子具有波动性； 3.答案：AD 详解：紫光频率比蓝光高，红光频率比蓝光低，正确，错误；锌版发生光电效应后，有 光电子飞出，锌版缺少电子，从而带上正电荷，锌版又与验电器相连使验电器也带上正电荷， 错误，正确； 4.答：0.9910-19J 详解：逸出功 ，光电子的最大初动能 5. 答案：210-4 s51015 个 答案： 详解：增加绿光的照射强度，光电子的逸出效率提高，但是光电子的最大初动能取决于光子 能量和逸出功的差，还是绿光，这个能量不会发生变化，如果换成是紫光则，最大初动能增 大
11、，但是光电子数目是否增加取决于照射强度； 答案： 详解：激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽 化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。 答案： 详解：光的波动性主要表现在干涉衍射上，波长越长，现象越明显；而光的波动性主要由光 电效应体现，波长越短，频率越高，粒子性越显著； 原子结构 1.答案：ACD 详解：卢瑟福的原子结构是核式结构。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，因 为粒子散射实验发现绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向
12、前进，少数粒子发生较,4,大偏转，极少数粒子偏转角超过了 90 度，有的甚至被弹回。所以卢瑟福才提出原子核式 结构模型 2.答案：AB 详解：理论的三条基本假设是： 定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量的状态中，在这些状态中原子是稳定的， 这些状态叫定态。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，电子在这些可能的轨道上的运动 是一种驻波形式的振动。 跃迁假设：原子系统从一个定态过渡到另一个定态，伴随着光辐射量子的发射和吸收。 辐射或吸收的光子的能量由这两种定态的能量差来决定，即 h=|E 初-E 末| 轨道量子化：
13、电子绕核运动，其轨道半径不是任意的，只有电子在轨道上的角动量满 足下列条件的轨道才是可能的：mvr=nh/（2） （n=1，2，3.） 式中的 n 是正整数，称 为量子数。 3. 答案：10.2、-1.51 4 答案：ABE 详解：根据光谱产生的机制可分为发射光谱(原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射的光 波)和吸收光谱(原子从低能级向高能级跃迁时，吸收某种频率的光波)；由光谱的外观特点又 可分为连续光谱和线状光谱。其中线状光谱反映了物质对应的化学成分，因此可用于光谱分 析炽热的固体、液体或高压气体产生的发射光谱是连续光谱，而稀薄气体发光产生的发射 光谱是不连续的明线状光谱，可用于进行光谱分析
14、 AB 正确；吸收光谱是连续光谱中某些波 长的光被吸收后产生的暗线状光谱，也属于线状光谱，可用于光谱分析；煤气灯火焰中燃烧 的钠蒸汽产生的光谱为明线状的发射光谱。吸收光谱中的谱线（暗线），也是原子的特征谱 线，只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少C 错； 答案：A 详解：碰撞后，汞的核外电子可能跃迁到高能级，根据能量守恒，跃迁到第二能级时吸收 4.9eV 的能量剩余 4.1eV;依次类推可知，跃迁到第三能级，剩余 1.3eV，跃迁到第四能级， 剩余 0.2eV,选 A 答案：C 答案：C 详解:根据波尔理论，量子数 n 越大，所处的能级越高，挣脱原子核束缚的能力也越强，能 量也越大。 8. 答案：6，12.75 详解：4 到 3，4 到 2，4 到 1，3 到 2，3 到 1，2 到 1，一共六种，能量最高的光子是有 4 到 1 产生的，,
