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2019年高考物理大二輪專題復習 考前增分練 選考部分 選修3-5 1．(xx福建30)如圖1所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是________(填選項前的字母)． 圖1 A．①表示γ射線，③表示α射線 B．②表示β射線，③表示α射線 C．④表示α射線，⑤表示γ射線 D．⑤表示β射線，⑥表示α射線 (2)如圖2所示，一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離．已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為________． 圖2 A．v0－v2 B．v0＋v2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2) 答案　(1)C　(2)D 解析　(1)根據(jù)三種射線的偏轉(zhuǎn)軌跡可知①⑥表示β射線，②⑤表示γ射線，③④表示α射線．選項C正確． (2)根據(jù)動量守恒定律列方程求解． 對火箭和衛(wèi)星由動量守恒定律得 (m1＋m2)v0＝m2v2＋m1v1 解得v1＝＝v0＋(v0－v2)． 故選D. 2．(xx新課標Ⅱ35)(1)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實的是________． A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值 B．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素 D．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子 E．湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷 (2)現(xiàn)利用圖3(a)所示的裝置驗證動量守恒定律．在圖(a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間． 圖3 實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108 kg，遮光片的寬度d＝1.00 cm；打點計時器所用交流電的頻率f＝50.0 Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計時器顯示的時間為Δt0＝3.500 ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示．若實驗允許的相對誤差絕對值(100%)最大為5%，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程． 答案　(1)ACE　(2)見解析 解析　(1)密立根通過油滴實驗，驗證了物體所帶的電荷量都是某一值的整數(shù)倍，測出了基本電荷的數(shù)值，選項A正確．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，明確了原子核具有復雜結(jié)構(gòu)，選項B錯誤．居里夫婦通過對含鈾物質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)了釙(Po)和鐳(Ra)，選項C正確．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了原子的核式結(jié)構(gòu)，選項D錯誤．湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，說明了陰極射線是帶負電的粒子，并測出了該粒子的比荷，選項E正確． (2)按定義，滑塊運動的瞬時速度大小v為 v＝① 式中Δs為滑塊在很短時間Δt內(nèi)走過的路程 設紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為ΔtA，則 ΔtA＝＝0.02 s② ΔtA可視為很短． 設滑塊A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1. 將②式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入①式可得v0＝2.00 m/s③ v1＝0.970 m/s④ 設滑塊B在碰撞后的速度大小為v2，由①式有 v2＝⑤ 代入題給的實驗數(shù)據(jù)得v2≈2.86 m/s⑥ 設兩滑塊在碰撞前、后的動量分別為p和p′，則 p＝m1v0⑦ p′＝m1v1＋m2v2⑧ 兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為 δp＝100%⑨ 聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有關數(shù)據(jù)，得 δp≈1.7%<5%⑩ 因此，本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律． 3．(xx山東菏澤一模)(1)根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能量為E′的軌道，輻射出波長為λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則E′等于________(填寫選項字母)． A．E－h(huán) B．E＋h C．E－h(huán) D．E＋h (2)如圖4所示，在光滑的水平桌面上有一長為L＝2 m的木板C，它的兩端各有一塊擋板，C的質(zhì)量為mC＝5 kg，在C的中央并排放著兩個可視為質(zhì)點的滑塊A與B，其質(zhì)量分別為mA＝1 kg、mB＝4 kg，開始時A、B、C均處于靜止狀態(tài)，并且A、B間夾有少許炸藥．炸藥爆炸使得A以vA＝6 m/s的速度水平向左運動，不計一切摩擦，兩滑塊中任一塊與擋板碰撞后就與擋板合成一體，爆炸與碰撞時間不計，求： 圖4 ①當兩滑塊都與擋板碰撞后，板C的速度多大？ ②從爆炸開始到兩個滑塊都與擋板碰撞為止，板C的位移多大？方向如何？ 答案　(1)C　(2)①0?、?.3 m，方向向左 解析　(2)炸藥爆炸，滑塊A與B分別獲得向左和向右的速度，由動量守恒可知，A的速度較大(A的質(zhì)量小)，A、B均做勻速運動，A先與擋板相碰合成一體(滿足動量守恒)一起向左勻速運動，最終B也與擋板相碰合成一體(滿足動量守恒)，整個過程滿足動量守恒． ①整個過程A、B、C系統(tǒng)動量守恒，有： 0＝(mA＋mB＋mC)v，所以v＝0. ②炸藥爆炸，A、B獲得的速度大小分別為vA、vB. 以向左為正方向，有：mAvA－mBvB＝0， 解得：vB＝1.5 m/s，方向向右， 同時A向左運動，與擋板相撞并合成一體，共同速度大小為vAC， 由動量守恒，有：mAvA＝(mA＋mC)vAC， 解得：vAC＝1 m/s， 此過程持續(xù)的時間為：t1＝＝ s， 此后，設經(jīng)過t2時間B與擋板相撞并合成一體，則有： ＝vACt2＋vB(t1＋t2)， 解得：t2＝0.3 s， 所以，木板C的總位移為：xC＝vACt2＝0.3 m，方向向左． 4．(1)下列說法正確的是(　　) A．對黑體輻射的研究表明：隨著溫度的升高，輻射強度的最大值向波長較長的方向移動 B．電子的衍射圖樣表明實物粒子也具有波動性 C．β射線是原子核外電子高速運動形成的 D．氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級和從n＝2能級躍遷到n＝1能級，前者躍遷輻射出的光子波長比后者的短 (2)1896年法國物理學家貝克勒爾在對含鈾的礦物進行研究時，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，從而揭開了原子核的秘密．靜止的鈾核U發(fā)生α衰變后，生成新核Th并釋放出γ光子．已知鈾的質(zhì)量為m1，α粒子的質(zhì)量為m2，Th核的質(zhì)量為m3，并測得α粒子的速度為v.(已知光在真空中的傳播速度為c) ①寫出核反應方程式并求出此反應過程中釋放的核能； ②求出反應后Th核的速度大?。? 答案　(1)BD　(2)①U→Th＋He(或U→Th＋He＋γ)　(m1－m2－m3)c2　②v(v也算對) 解析　(2)①U→Th＋He(或U→Th＋He＋γ) 根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2得 ΔE＝(m1－m2－m3)c2. ②根據(jù)動量守恒定律：m2v－m3vTh＝0 Th核的速度為：vTh＝v(v也算對)． 5．(1)下列說法中正確的是________． A．α粒子散射實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù) B．光電效應和康普頓效應深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動量 C．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動速度減小 D．正負電子對湮滅技術是一項較新的核物理技術．一對正負電子對湮滅后生成光子的事實說明質(zhì)量守恒定律是有適用范圍的 E.Bi的半衰期是5天，12 g Bi經(jīng)過15天后還有1.5 g未衰變 圖5 (2)如圖5所示，質(zhì)量均為m的小車與木箱緊挨著靜止在光滑的水平冰面上，質(zhì)量為2m的小明同學站在小車上用力向右迅速推出木箱后，木箱相對于冰面運動的速度大小為v，木箱與右側(cè)豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，反彈后被小明接住，求整個過程中小明對木箱做的功． 答案　(1)ABE　(2)mv2 解析　(1)氫原子輻射出一個光子后，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)k＝m知，核外電子的速度增大，動能增大，則電勢能減小，C錯誤；湮滅之后生成的光子雖然沒有靜質(zhì)量，但是它有能量，所以有動質(zhì)量，靜質(zhì)量雖不守恒，但質(zhì)量是守恒的，因為能量是守恒的，所以根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能關系，跟能量相聯(lián)系的質(zhì)量也是守恒的，D錯誤．故選A、B、E. (2)取向左為正方向，根據(jù)動量守恒 推出木箱的過程：0＝(m＋2m)v1－mv 接住木箱的過程：mv＋(m＋2m)v1＝(m＋m＋2m)v2 設人對木箱做的功為W，對木箱利用動能定理得： W＝mv 聯(lián)立以上方程得W＝mv2. 6．(1)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖6所示，氫原子可能發(fā)射________種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是________ eV；用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，金屬________能發(fā)生光電效應． 幾種金屬的逸出功 圖6 金屬 銫 鈣 鎂 鈦 逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1 (2)如圖7所示，用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2 kg的A、B兩物塊靜止在光滑的水平地面上，質(zhì)量為4 kg的物塊C以v＝6 m/s的速度向左運動，B與C碰撞后，立即粘在一起運動．求：在彈簧壓縮到最短的過程中， 圖7 ①彈簧最大的彈性勢能為多大？ ②彈簧對A的沖量是多大？ 答案　(1)6　2.55　銫　(2)①12 J?、? kgm/s 解析　(2)①B與C碰后mCv＝(mC＋mB)v1 A、B、C三者共速時(mC＋mB)v1＝(mA＋mB＋mC)v2 則彈簧的最大彈性勢能為 Ep＝(mC＋mB)v－(mA＋mB＋mC)v 代入數(shù)據(jù)可得，Ep＝12 J. ②由動量定理可得，I＝mAv2－0 所以I＝6 kgm/s. 7．(1)下列說法正確的是________． A．光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量 B．玻爾認為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的 C．經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征 D．原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損 (2)如圖8所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標4.27，與縱軸交點坐標0.5)．由圖可知普朗克常量為________ Js，金屬的截止頻率為________ Hz(已知1 eV＝1.6010－19 J，均保留兩位有效數(shù)字)． 圖8 (3)如圖9所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運動，并發(fā)生對心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速彈回，又與m1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大?。? 圖9 答案　(1)ABC　(2)6.510－34　4.31014 (3) 解析　(1)光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量，故A正確；玻爾原子模型：電子的軌道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化，故B正確；經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征，C正確；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯誤． (2)根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W0，Ekm－ν圖象的斜率是普朗克常量h，由圖可知h＝6.510－34 Js；橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為4.31014 Hz. (3)設兩個小球第一次碰后速度的大小分別為v1′和v2′， 由動量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 兩個小球再一次碰撞，m1v1′－m2v2′＝0 得：v1′＝. 8．(1)完成核反應方程：Th→Pa＋________，Th衰變?yōu)镻a的半衰期是1.2分鐘，則64克Th經(jīng)過6分鐘還有________克尚未衰變． (2)如圖10，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平面上的O點，此時彈簧處于原長．另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從P點以初速度v0向B滑行，當A滑過距離l時，與B相碰．碰撞時間極短，碰后A、B粘在一起運動．設滑塊A和B均可視為質(zhì)點，與導軌的動摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度為g.求： 圖10 ①碰后瞬間，A、B共同的速度大??； ②若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點并停止，求彈簧的最大壓縮量． 答案　(1)e　2　(2)①?、冢? 解析　(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得：粒子的質(zhì)量數(shù)為零，電荷數(shù)為－1，所以該粒子為電子e；Th剩余質(zhì)量為M′＝M()n，經(jīng)過6分鐘，即經(jīng)過了5個半衰期，即n＝5，代入數(shù)據(jù)得：還有2克沒有發(fā)生衰變． (2)①設A、B質(zhì)量均為m，A剛接觸B時的速度為v1，碰后瞬間共同的速度為v2， 以A為研究對象，從P到O，由功能關系 μmgl＝mv－mv 以A、B為研究對象，碰撞瞬間，由動量守恒定律得mv1＝2mv2 解得v2＝ . ②碰后A、B由O點向左運動，又返回到O點，設彈簧的最大壓縮量為x， 由功能關系可得μ(2mg)2x＝(2m)v 解得x＝－.