高三第一轮复习测试题之选修3-5

■湖北省武汉市关山中学 刘正兰

高三第一轮复习测试题之选修3-5

■湖北省武汉市关山中学 刘正兰

图1

1.如图1所示,一辆小车紧挨着木箱静止在光滑的水平冰面上。某时刻,小车上的人用力向右迅速推出木箱,在该过程中,下列说法正确的是( )。

A.由人与木箱组成的系统动量守恒

B.由小车与木箱组成的系统动量守恒

C.由人、小车与木箱三者组成的系统动量守恒

D.木箱的动量增量与人和小车的总动量增量相同

2.物理学重视逻辑,崇尚理性,物理理论总建立在对事实观察的基础上,下列说法正确的是( )。

A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的

B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构

C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的

D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的

3.在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中有3条属于巴耳末系,则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出不同频率的谱线的条数为( )。

A.1 5

B.6

C.1 0

D.1 2

4.当α粒子被重核散射时,如图2所示的运动轨迹中不可能存在的是( )。

图2

A.甲

B.乙

C.丙

D.丁

5.下列说法正确的是( )。

A.重核裂变需要吸收能量

B.原子核232990T h经过6次α衰变和4次β衰变后成为原子核208982P b

C.用升温、加压或发生化学反应的方法可以改变放射性元素的半衰期

D.β射线比γ射线的穿透能力弱

图3

6.某种金属发生光电效应时,逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图3所示。用频率为ν0的单色光照射该金属,有光电子从金属表面逸出,若普朗克常量为h,则( )。

A.该金属的逸出功为W

B.图像的斜率表示该金属的极限频率

D.逸出光电子的最大初动能为h ν0-W7.如图4所示,静置于光滑水平面上的凹形槽表面粗糙、质量为M,槽内放有一个质量为m的小物块。现使凹形槽获得一个向右的初速度v0,则( )。

A.小物块与凹形槽最终都将静止

图4

B.小物块最终与凹形槽相对静止,二者一起向右运动

C.小物块将在凹形槽内来回往复碰撞,凹形槽则一直向右运动

D.若小物块与凹形槽的左壁碰撞后相对凹形槽静止,则二者将一起向左运动

8.动能相同的两个物体的质量分别为m1、m2,且m1＞m2。若它们分别在恒定的阻力f1、f2的作用下,经过相同的时间停下,发生的位移分别为s1、s2,则( )。

A.f1＜f2,s1＜s2

B.f1＜f2,s1＞s2

C.f1＞f2,s1＜s2

D.f1＞f2,s1＞s2

图5

9.静止在匀强磁场中的一个氡原子核(222986R n)发生衰变后沿着与磁场垂直的方向放出一个粒子,此粒子的轨迹与反冲核的轨迹是两个相互外切的圆,如图5所示。若两圆的直径之比为4 2∶1,则该氡原子核的衰变方程应是( )。

A.282826R n→282827R r+--01e

B.292826R n→282805A t+21H

C.292826R n→282825A t+11e

D.282826R n→281884P o+42H e

1 0.在光滑水平面上,以速度v运动的物块甲与静止的物块乙发生正碰后,两者的动量正好相等,则甲、乙两物块的质量之比可能为( )。

A.2

B.3

C.4

D.5

1 1.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物体的年代。宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成很不稳定的1646C,它很容易发生衰变,放出β射线变成一个新核,其半衰期τ= 57 3 0年。该过程的核反应方程式为____。若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的1 2.5%,则此遗骸距今约____年。

1 2.氦4核的产生可以有多种方式,其中一种是由氦3核与氘核结合而成,其核反应方程式是____。若质子、氘核与氦3核的质量分别为m1、m2和m3,该核反应产生核能为E,且以γ射线的形式释放,真空中光速为c,普朗克常量为h,则氦4核的质量为____, γ射线的频率为____。

图6

1 3.如图6所示,两个小球A与B均可视为质点,小球B静置于固定在竖直面内的光滑半圆形轨道底端,轨道半径R=0.4 m。小球A在轨道左端口上方h=1.4m处被无初速度地释放后,沿圆弧切线进入轨道,与小球B发生弹性碰撞,碰后小球B上升的最高点C与圆心O的连线跟竖直方向间的夹角θ= 6 0°,取g=1 0m/s2试求两个小球的质量之比mA:mB。

图7

1 4.如图7所示,静置于光滑水平面上的斜劈质量为M、倾角为θ (不超过3 0°)、高为H,斜劈的斜面光滑,一个质量为m的小球以一定的初速度v0从斜劈底端沿斜劈向上运动,在水平面与斜面连接处没有机械能损失。若斜劈固定时小球恰好可以冲到斜劈顶端,那么不固定斜劈(斜面足够长)时小球冲上斜劈后能够达到的最大高度h为多少?小球能沿斜面上行多长时间?

1 5.光滑水平桌面上静止着一块长木板C,现有A、B两个可视为质点的物块分别以vA=1.8m/s和vB=0.9m/s的水平速度从长木板C的两端同时滑上长木板。已知两物块与长木板间的动摩擦因数均为μ=0.2,且三者的质量均为m=1k g,最后两物块恰好相遇但未碰撞。取g=1 0m/s2,试求:

(1)物块A、B相遇时,各自的速度和长木板C的速度。

(2)长木板C的长度l和由三者组成的系统增加的内能ΔE。

图8

1 6.如图8所示,轻质弹簧连接着的小物块B、C静置于足够长的光滑水平轨道上,轨道左侧固定有弹性挡板。小物块A紧挨着B,它们之间夹有少许塑胶炸药。引爆炸药时产生的能量中有E=4J转化为小物体A和B的动能,使小物块A、B分开。当小物块B、C之间的弹簧第一次恢复到原长时,小物块A恰好追上B并与B碰撞后粘在一起。已知mC=3mA=3mB=3k g,不计小物块A与挡板碰撞过程中的能量损失。求:

(1)小物块A、B分开瞬间,各自速度的大小。

(2)小物块A、B粘在一起前,弹簧弹性势能的最大值。

1.C 提示:在题述过程中,由人与木箱组成的系统在水平方向上受到车面对人的摩擦力作用,动量不守恒,由小车与木箱组成的系统在水平方向上受到人的作用力,动量不守恒,由人、小车与木箱三者组成的系统在水平方向上不受外力作用,满足动量守恒条件。木箱的动量增量与人和小车的总动量增量大小相等,方向相反。

2.A 提示:电子的发现只能说明原子具有结构;α粒子散射实验的重要发现是原子结构为核式结构;密立根油滴实验表明电荷是量子化的。

3.C 提示:根据题意可知,这群氢原子的核外电子最高能级n=5,从n=5的激发态跃迁到基态,可能发出C25=1 0种不同频率的光子。

4.B C 提示:做曲线运动的质点所受合力指向曲线的凹侧,图中轨迹乙、丙的偏转方向显示α粒子受到重核引力,这与α粒子和重核均带正电的事实相矛盾,不可能存在。

5.B D 提示:重核裂变有质量亏损,会释放大量核能。根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知,方程式232990T h→x42H e+ y-0-1e+208882P b中x=6,y=4。半衰期由原子核本身决定,与其他因素无关。射线的能量越大,穿透能力越强,故α、β、γ射线的穿透能力依次增强。

6.A C D 提示:由光电效应方程Ek= h ν-W0知Ek-ν图像的纵轴截距为逸出功,斜率等于普朗克常量h。由h νc=W得金属的极限频率用频率为ν 的光照射

0该金属时,光电子的最大初动能为h ν0-W。

7.B 提示:凹形槽和小物块具有向右的动量,且在相互作用的过程中水平方向上的动量守恒,选项A、D错误。因为小物块与凹形槽间存在摩擦,小物块最终将相对凹形槽静止,所以二者最终将以共同速度向右运动,选项B正确,C错误。

8.C 提示:由动量定理得-f t=0-p,又p2=2m Ek,故即f1＞f2;由动能定理得-f s=0-Ek,故即s1＜s2。

9.D 提示:由于反冲核与新粒子的速度方向相反,且它们的轨迹是外切圆,即在切点处受到的洛伦兹力方向相反,故它们的电性必定相同,即新粒子一定带正电,选项A错误。该氡原子核衰变前后的动量守恒,且恒为零,则新粒子与反冲核的动量必定等大反向,有m1v1=m2v2,由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径可知,新粒子与反冲核的电荷量之比为选项B、C均不满足此条件,选项D正确。

1 0.A B 提示:分别用M、m表示甲、乙两物块的质量,由动量守恒定律可知,碰后甲、乙两物块的动量均为又有碰后甲物块的速度不可能大于乙物块的速度,则解得由两物块在碰撞过程中动能不增加可知，解得

1 11 71 9 0 提示:活体中的含量不变,生物死亡后,遗骸中的按其半衰期变化。设活体中的含量为N0,遗骸中的含量为N,由半衰期的定义得,即年。

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2提示:该核反应的质量亏损Δm=m2+m3-m1-m4,结合质能方程E= Δm c2得氦4核的质量m4=m2+m3-m1-由光子的能量公式E=h ν得光子的频率此即为γ射线的频率。

1 3.小球A在从高处由静止下落至刚好到达轨道最低点的过程中,由动能定理得解得v0=6m/s。两个小球发生弹性碰撞,则二者的动量守恒且机械能不变,有mAv0=mAvA+mBvB,小球B在从轨道最低点上升到最高点C的过程中机械能守恒,有解得vB=2m/s。联立以上各式解得mA∶mB= 1∶5。

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4.斜劈固定时,对小球在斜劈上运动的全过程应用动能定理得斜劈不固定时,在小球冲上斜劈的过程中,系统在水平方向上的动量守恒,当小球在斜劈上达到最大高度时,相对于斜劈静止,故它们有共同的水平速度v,由动量守恒定律得m v0=(M+m)v,由能量守恒定律得联立以上各式解得小球在从斜劈底端上行至最大高度的过程中,仅受重力m g与斜面支持力N的作用,由动量定理可知,在竖直方向上有(m g-Nc o sθ)t=0,在水平方向上有-Ns i nθ·t=m v-m v0。联立以上各式解得

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5.(1)由物块A、B、长木板C组成的系统在水平方向上不受外力作用,动量守恒且不为零。由最后物块A、B相遇但未碰撞可知,此时物块A、B相对长木板C静止,有共同的速度v,取物块A运动的方向为正方向,由动量守恒定律得m vA-m vB=3m v,解得v=0.3m/s,即物块A、B相遇时,三者的速度均为0.3m/s,方向与物块A的初速度方向相同。(2)物块A、B在相对于长木板C滑动的过程中,由三者组成的系统克服摩擦力做功,损失的动能转化为内能。设物块A、B相对于长木板C的位移大小分别为xA和xB,由能量守恒定律得μm g xA+μm g xB=故长木板C的长度0.9 4 5m。由三者组成系统增加的内能ΔE=

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6.(1)设小物块A、B分开瞬间的速度大小分别为vA、vB,取向右为正方向,由动量守恒定律得-mAvA+mBvB=0,小物块A、B的动能解得vA= vB=2m/s。(2)小物块A、B相碰前,小物块B、C之间距离最小时,弹簧的弹性势能最大,设为Ep,此时小物块B、C达到共同速度vBC。对由小物块B、C组成的系统,由动量守恒定律得mBvB=(mB+mC)vBC,由机械能守恒定律得解得Ep=1.5J。

(责任编辑 张 巧)