高中物理人教版选修3-5课后习题整理
第十六章 动量守恒定律 16.1
1. 光滑桌面上有 1、2 两个小球。1 球的质量为 0.3 kg，以 8 m/s 的速度跟质量为 0.1 kg的静止的 2 球碰撞，碰撞后 2 球的速度变为 9 m/s，1 球的速度变为 5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。 (1) 碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？经计算，2球增加的速 度是 9 m/s，1 球减小的速度是 3 m/s，因此，这种猜想不成立。
(2) 碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？经计算，2球增加的动能是 4.05 J，1球减小的动能是 5.85 J，这种猜想也不成立。
(3) 请你根据实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中 2 球所增加的这个量 与 1球所减小的这个量相等？通过计算说明。
2. 水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量都是0.6 kg。A车的车尾连着一个打点计时器的纸带，A车以某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动。碰撞前后打点计时器打下的纸带如图16.1-6所示。根据这些数据，请猜想：把两个小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后可能是相等的？
图 16.1-6 碰撞前后纸带上打下的点迹
16.2
1. 解答以下三个小题，思考动量与动能的区别。
(1) 质量为 2 kg 的物体，速度由 3 m/s 增大为 6 m/s，它的动量和动能各增大为原来 的几倍？
(2) 质量为 2 kg 的物体，速度由向东的 3 m/s 变为向西的 3 m/s，它的动量和动能是 否变化了？如果变化了，变化量各是多少？
(3) A物体质量是2 kg，速度是3 m/s，方向向东；B物体质量是3 kg，速度是4 m/s， 方向向西。它们的动量之和是多少？动能之和是多少？
解答后做个小结，说说动量与动能有什么不同。以后的学习中还会学到动量与动能的 区别，请注意及时总结。
2. 甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。甲推乙前，他们的总动量为零。甲推乙后，他们都有了动量，总动量还等于零吗？已知甲的质量为 50 kg，乙的质量为45 kg，甲的速率与乙的速率之比是多大？ 3. A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5 kg，速度是9 m/s，B的质量是2 kg，速度是6 m/s。A从后面追上B，它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10 m/s，方向不变，这时A的速度是多大？方向如何？以上过程中除A、B两物体的相互作用力外，其他的力可以忽略。
4. 质量是10 g的子弹，以300 m/s的速度射入质量是24 g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为 100 m/s，这时木块的速度又是多大？ 16.3
1. 原来静止在滑冰场上的两个人，不论谁来推谁一下，两个人都会向相反方向滑去，他们的动量都发生了变化。两个人本来都没有动量，现在都有了动量，他们的动量变化服从什么规律？
2. 质量为 60 kg 的运动员站在一艘质量是 120 kg 的小平板木船上。从某时刻开始，运动员开始从船头向船尾跑去，2 s末到达船尾时获得了6 m/s相对于河岸的水平速度。以下不考虑水的阻力。
(1) 设运动员在这2 s内的运动是匀加速直线运动，运动员受到的水平作用力是多大？ (2) 这 2 s内运动员对船的水平作用力是多大？
(3) 这 2 s内船倒退的加速度是多大？ 2 s 末船获得了多大的速度？
(4) 不考虑运动员与船的相互作用过程的细节，请用动量守恒定律计算 2 s 末船的速 度。
(5) 如果运动员与船的相互作用力是变力，船的速度还是第(4)小题计算的值吗？ (6) 如果运动员在某一瞬时的速度是 3 m/s，此时刻船的速度是多大？
3. 在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端（图16.3-5）。在连续的敲打下，这辆车能持续地向右运动吗？说明理由。
4. A、B两个粒子都带正电，B的电荷量是 A 的 2 倍、B的质量是 A 的 4 倍。A 以已知速度 v 向静止的 B 粒子飞去。由于库仑斥力，它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，然后各自以新的速度做匀速直线运动。设作用前后
它们的轨迹都在同一直线上，请在以上提供的信息中选择有用的已知条件，计算当 A、B 之间的距离最近时它们各自的速度。
5. 某机车以0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢，跟它们对接。机车跟第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又跟第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：跟最后一节车厢碰撞后车厢的速度。铁轨的摩擦忽略不计。
6. 甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲物体的速度是 6 m/s，乙物体的速度是 2 m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度都是 4 m/s。求甲、乙两物体的质量之比。
7. 在细线下吊着一个质量为m 1 的沙袋，构成一个单摆，摆长为l。一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是 θ ，求子弹射入沙袋前的速度。 16.4
1. 在气垫导轨上，一个质量为 600 g的滑块以 15 cm/s的速度与另一个质量为400 g、速度为10 cm/s方向相反的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，求碰撞后滑块速度的大小和方向。
2. 质量为m速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？ (1) 0.6v； (2) 0.4v； (3) 0.2v。
3. 速度为 10 3 m/s 的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量是质子的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两个粒子的速度。
4. 有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速率降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
5. 一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.3×10 7 m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.7×10 6 m/s。已知氢原子核的质量是 m H ，氮原子核的质量是 14 m H ，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量m H 有什么关系？ 16.5
1. 一个连同装备共有100 kg的宇航员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45 m的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以50 m/s的速度喷出气体。宇航员为了能在 10 min 时间内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气 体？
2. 一架喷气式飞机，飞行速度是800 m/s，如果它喷出的气体相对飞机的速度小于800 m/s，那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体，飞机的速度还会增加吗？为什么？
3. 一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120 kg。这个士兵用自动步枪在2 s时间内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹质量10 g，子弹离开枪口时相对地面的速度都是 800 m/s。射击前皮划艇是静止的。 (1) 连续射击后皮划艇的速度是多大？
(2) 连续射击时枪所受到的平均反冲作用力有多大？ 16.6
1. 在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移l后， 动量变为 p、动能变为 E k 。以下说法正确的是
A. 在 F作用下，这个物体经过位移 2l，其动量将等于 2p； B. 在 F作用下，这个物体经过时间 2t，其动量将等于 2p； C. 在 F作用下，这个物体经过时间 2t，其动能将等于 2E k ； D. 在F作用下，这个物体经过位移2l，其动能将等于 2E k 。
2. 一个质量 m ＝ 10 kg 的物体，以 v ＝ 10 m/s 的速度做直线运动，受到一个反方向的作用力F（图16.6-3），经过4 s，速度变为反向 2 m/s。这个力是多大？
3. 质量是40 kg的铁锤从5 m高处落下，打在水泥桩上，跟水泥桩撞击的时间是0.05 s。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？
4．体操运动员在着地时总要屈腿（图16.6-4），这是为什么？
第十七章 波粒二象性 17.1
1. 以下宏观概念中，哪些是“量子化”的？
A. 物体的长度 B. 物体所受的重力 C. 物体的动能 D. 人的个数
2. 光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是 400～700 nm。400 nm、700 nm 电磁辐射的能量子 ε 的值是多少？
3. 在一杯开水中放入一枝温度计，开水静置室内，可以看到开水的温度是逐渐降低的。 既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段 一段地降低呢？ 17.2
1. 在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为什么？
2. 在光电效应实验中
(1) 如果入射光强度增加，将产生什么结果？ (2) 如果入射光频率增加，将产生什么结果？
3. 金属A在一束绿光照射下恰能产生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否产生光电效应？紫光照射A、B两种金属都能产生光电效应时，为什么逸出金属表面的光电子 的最大速度大小不同？
4. 铝的逸出功是 4.2 eV，现在将波长 200 nm 的光照射铝的表面。