高三第一輪復習測試題之選修3-5

■湖北省武漢市關山中學 劉正蘭

高三第一輪復習測試題之選修3-5

■湖北省武漢市關山中學 劉正蘭

圖1

1.如圖1所示,一輛小車緊挨著木箱靜止在光滑的水平冰面上。某時刻,小車上的人用力向右迅速推出木箱,在該過程中,下列說法正確的是( )。

A.由人與木箱組成的系統動量守恒

B.由小車與木箱組成的系統動量守恒

C.由人、小車與木箱三者組成的系統動量守恒

D.木箱的動量增量與人和小車的總動量增量相同

2.物理學重視邏輯,崇尚理性,物理理論總建立在對事實觀察的基礎上,下列說法正確的是( )。

A.天然放射現象說明原子核內部是有結構的

B.電子的發現使人們認識到原子具有核式結構

C.α粒子散射實驗的重要發現是電荷是量子化的

D.密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續的

3.在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發出的譜線屬于巴耳末系。若一群氫原子自發躍遷時發出的譜線中有3條屬于巴耳末系,則這群氫原子自發躍遷時最多可能發出不同頻率的譜線的條數為( )。

A.1 5

B.6

C.1 0

D.1 2

4.當α粒子被重核散射時,如圖2所示的運動軌跡中不可能存在的是( )。

圖2

A.甲

B.乙

C.丙

D.丁

5.下列說法正確的是( )。

A.重核裂變需要吸收能量

B.原子核232990T h經過6次α衰變和4次β衰變后成為原子核208982P b

C.用升溫、加壓或發生化學反應的方法可以改變放射性元素的半衰期

D.β射線比γ射線的穿透能力弱

圖3

6.某種金屬發生光電效應時,逸出光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系如圖3所示。用頻率為ν0的單色光照射該金屬,有光電子從金屬表面逸出,若普朗克常量為h,則( )。

A.該金屬的逸出功為W

B.圖像的斜率表示該金屬的極限頻率

D.逸出光電子的最大初動能為h ν0-W7.如圖4所示,靜置于光滑水平面上的凹形槽表面粗糙、質量為M,槽內放有一個質量為m的小物塊。現使凹形槽獲得一個向右的初速度v0,則( )。

A.小物塊與凹形槽最終都將靜止

圖4

B.小物塊最終與凹形槽相對靜止,二者一起向右運動

C.小物塊將在凹形槽內來回往復碰撞,凹形槽則一直向右運動

D.若小物塊與凹形槽的左壁碰撞后相對凹形槽靜止,則二者將一起向左運動

8.動能相同的兩個物體的質量分別為m1、m2,且m1＞m2。若它們分別在恒定的阻力f1、f2的作用下,經過相同的時間停下,發生的位移分別為s1、s2,則( )。

A.f1＜f2,s1＜s2

B.f1＜f2,s1＞s2

C.f1＞f2,s1＜s2

D.f1＞f2,s1＞s2

圖5

9.靜止在勻強磁場中的一個氡原子核(222986R n)發生衰變后沿著與磁場垂直的方向放出一個粒子,此粒子的軌跡與反沖核的軌跡是兩個相互外切的圓,如圖5所示。若兩圓的直徑之比為4 2∶1,則該氡原子核的衰變方程應是( )。

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運動的物塊甲與靜止的物塊乙發生正碰后,兩者的動量正好相等,則甲、乙兩物塊的質量之比可能為( )。

A.2

B.3

C.4

D.5

1 1.放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”,它可以用來判定古生物體的年代。宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后,會形成很不穩定的1646C,它很容易發生衰變,放出β射線變成一個新核,其半衰期τ= 57 3 0年。該過程的核反應方程式為____。若測得一古生物遺骸中的含量只有活體中的1 2.5%,則此遺骸距今約____年。

1 2.氦4核的產生可以有多種方式,其中一種是由氦3核與氘核結合而成,其核反應方程式是____。若質子、氘核與氦3核的質量分別為m1、m2和m3,該核反應產生核能為E,且以γ射線的形式釋放,真空中光速為c,普朗克常量為h,則氦4核的質量為____, γ射線的頻率為____。

圖6

1 3.如圖6所示,兩個小球A與B均可視為質點,小球B靜置于固定在豎直面內的光滑半圓形軌道底端,軌道半徑R=0.4 m。小球A在軌道左端口上方h=1.4m處被無初速度地釋放后,沿圓弧切線進入軌道,與小球B發生彈性碰撞,碰后小球B上升的最高點C與圓心O的連線跟豎直方向間的夾角θ= 6 0°,取g=1 0m/s2試求兩個小球的質量之比mA:mB。

圖7

1 4.如圖7所示,靜置于光滑水平面上的斜劈質量為M、傾角為θ (不超過3 0°)、高為H,斜劈的斜面光滑,一個質量為m的小球以一定的初速度v0從斜劈底端沿斜劈向上運動,在水平面與斜面連接處沒有機械能損失。若斜劈固定時小球恰好可以沖到斜劈頂端,那么不固定斜劈(斜面足夠長)時小球沖上斜劈后能夠達到的最大高度h為多少?小球能沿斜面上行多長時間?

1 5.光滑水平桌面上靜止著一塊長木板C,現有A、B兩個可視為質點的物塊分別以vA=1.8m/s和vB=0.9m/s的水平速度從長木板C的兩端同時滑上長木板。已知兩物塊與長木板間的動摩擦因數均為μ=0.2,且三者的質量均為m=1k g,最后兩物塊恰好相遇但未碰撞。取g=1 0m/s2,試求:

(1)物塊A、B相遇時,各自的速度和長木板C的速度。

(2)長木板C的長度l和由三者組成的系統增加的內能ΔE。

圖8

1 6.如圖8所示,輕質彈簧連接著的小物塊B、C靜置于足夠長的光滑水平軌道上,軌道左側固定有彈性擋板。小物塊A緊挨著B,它們之間夾有少許塑膠炸藥。引爆炸藥時產生的能量中有E=4J轉化為小物體A和B的動能,使小物塊A、B分開。當小物塊B、C之間的彈簧第一次恢復到原長時,小物塊A恰好追上B并與B碰撞后粘在一起。已知mC=3mA=3mB=3k g,不計小物塊A與擋板碰撞過程中的能量損失。求:

(1)小物塊A、B分開瞬間,各自速度的大小。

(2)小物塊A、B粘在一起前,彈簧彈性勢能的最大值。

1.C 提示:在題述過程中,由人與木箱組成的系統在水平方向上受到車面對人的摩擦力作用,動量不守恒,由小車與木箱組成的系統在水平方向上受到人的作用力,動量不守恒,由人、小車與木箱三者組成的系統在水平方向上不受外力作用,滿足動量守恒條件。木箱的動量增量與人和小車的總動量增量大小相等,方向相反。

2.A 提示:電子的發現只能說明原子具有結構;α粒子散射實驗的重要發現是原子結構為核式結構;密立根油滴實驗表明電荷是量子化的。

3.C 提示:根據題意可知,這群氫原子的核外電子最高能級n=5,從n=5的激發態躍遷到基態,可能發出C25=1 0種不同頻率的光子。

4.B C 提示:做曲線運動的質點所受合力指向曲線的凹側,圖中軌跡乙、丙的偏轉方向顯示α粒子受到重核引力,這與α粒子和重核均帶正電的事實相矛盾,不可能存在。

5.B D 提示:重核裂變有質量虧損,會釋放大量核能。根據核反應方程的質量數守恒和電荷數守恒可知,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決定,與其他因素無關。射線的能量越大,穿透能力越強,故α、β、γ射線的穿透能力依次增強。

6.A C D 提示:由光電效應方程Ek= h ν-W0知Ek-ν圖像的縱軸截距為逸出功,斜率等于普朗克常量h。由h νc=W得金屬的極限頻率用頻率為ν 的光照射

0該金屬時,光電子的最大初動能為h ν0-W。

7.B 提示:凹形槽和小物塊具有向右的動量,且在相互作用的過程中水平方向上的動量守恒,選項A、D錯誤。因為小物塊與凹形槽間存在摩擦,小物塊最終將相對凹形槽靜止,所以二者最終將以共同速度向右運動,選項B正確,C錯誤。

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

9.D 提示:由于反沖核與新粒子的速度方向相反,且它們的軌跡是外切圓,即在切點處受到的洛倫茲力方向相反,故它們的電性必定相同,即新粒子一定帶正電,選項A錯誤。該氡原子核衰變前后的動量守恒,且恒為零,則新粒子與反沖核的動量必定等大反向,有m1v1=m2v2,由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑可知,新粒子與反沖核的電荷量之比為選項B、C均不滿足此條件,選項D正確。

1 0.A B 提示:分別用M、m表示甲、乙兩物塊的質量,由動量守恒定律可知,碰后甲、乙兩物塊的動量均為又有碰后甲物塊的速度不可能大于乙物塊的速度,則解得由兩物塊在碰撞過程中動能不增加可知，解得

1 11 71 9 0 提示:活體中的含量不變,生物死亡后,遺骸中的按其半衰期變化。設活體中的含量為N0,遺骸中的含量為N,由半衰期的定義得,即年。

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2提示:該核反應的質量虧損Δm=m2+m3-m1-m4,結合質能方程E= Δm c2得氦4核的質量m4=m2+m3-m1-由光子的能量公式E=h ν得光子的頻率此即為γ射線的頻率。

1 3.小球A在從高處由靜止下落至剛好到達軌道最低點的過程中,由動能定理得解得v0=6m/s。兩個小球發生彈性碰撞,則二者的動量守恒且機械能不變,有mAv0=mAvA+mBvB,小球B在從軌道最低點上升到最高點C的過程中機械能守恒,有解得vB=2m/s。聯立以上各式解得mA∶mB= 1∶5。

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4.斜劈固定時,對小球在斜劈上運動的全過程應用動能定理得斜劈不固定時,在小球沖上斜劈的過程中,系統在水平方向上的動量守恒,當小球在斜劈上達到最大高度時,相對于斜劈靜止,故它們有共同的水平速度v,由動量守恒定律得m v0=(M+m)v,由能量守恒定律得聯立以上各式解得小球在從斜劈底端上行至最大高度的過程中,僅受重力m g與斜面支持力N的作用,由動量定理可知,在豎直方向上有(m g-Nc o sθ)t=0,在水平方向上有-Ns i nθ·t=m v-m v0。聯立以上各式解得

1

5.(1)由物塊A、B、長木板C組成的系統在水平方向上不受外力作用,動量守恒且不為零。由最后物塊A、B相遇但未碰撞可知,此時物塊A、B相對長木板C靜止,有共同的速度v,取物塊A運動的方向為正方向,由動量守恒定律得m vA-m vB=3m v,解得v=0.3m/s,即物塊A、B相遇時,三者的速度均為0.3m/s,方向與物塊A的初速度方向相同。(2)物塊A、B在相對于長木板C滑動的過程中,由三者組成的系統克服摩擦力做功,損失的動能轉化為內能。設物塊A、B相對于長木板C的位移大小分別為xA和xB,由能量守恒定律得μm g xA+μm g xB=故長木板C的長度0.9 4 5m。由三者組成系統增加的內能ΔE=

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6.(1)設小物塊A、B分開瞬間的速度大小分別為vA、vB,取向右為正方向,由動量守恒定律得-mAvA+mBvB=0,小物塊A、B的動能解得vA= vB=2m/s。(2)小物塊A、B相碰前,小物塊B、C之間距離最小時,彈簧的彈性勢能最大,設為Ep,此時小物塊B、C達到共同速度vBC。對由小物塊B、C組成的系統,由動量守恒定律得mBvB=(mB+mC)vBC,由機械能守恒定律得解得Ep=1.5J。

(責任編輯 張 巧)