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题型:简答题
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简答题 · 15 分

【物理——选修3—5】(15分)

22.(5分)下列说法中正确的是__________.(填正确答案标号.全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错的得0分)

A光电效应实验表明,只要照射光的强度足够大,就一定能发生光电效应现象

B铀235的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期不变

C原子核内部某个质子转变为中子时,放出射线

D原子核的比结合能越大,该原子核越稳定

23.(10分)两相同平板小车A、B放在光滑水平面上,两小车质量均为2kg,车长0.3m,A车左端放一小铁块C,质量为1kg,铁块与小车表面的摩擦因数均为0.4,开始A、C一起以v0=4m/s滑向静止的B车,A、B碰撞后粘在一起,求:

①B车运动的最大速度;

②通过计算说明,C停在A车还是B车上?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

B,D

解析

A.只有入射光的频率大于金属的极限频率,才能产生光电效应,当入射频率越高时,则光电子的最大初动能越大,与入射光的强度无关,故A错误;

B.放射性元素衰变的快慢,即半衰期只由核内部自身的因素决定,与其物理状态、化学状态无关,故B正确;

C.原子核内部某个中子转变为质子时,放出β射线,故C错误;

D.比结合能越大表示该原子核越稳定,故D正确;

考查方向

光电效应;原子核衰变及半衰期、衰变速度;X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性

解题思路

当入射光的频率大于金属的极限频率,就会发生光电效应;半衰期只由核内部自身的因素决定;中子转变为质子时,放出β射线;

易错点

掌握β射线的实质,理解α、β、γ这三种射线特性.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

2.4m/s; B车上

解析

①ABC组成的系统水平方向不受外力,系统动量守恒,当三者速度相等时,B车速度最大,以向右为正,根据动量守恒定律得:(M+m)v0=(2M+m)v

解得:v=2.4m/s

②A与B碰撞后,AB车的共同速度为v1,根据动量守恒定律则有:Mv0=2Mv1,C在车上滑过得距离为s,根据能量守恒定律得:

解得:s=0.4m,故C滑块相对静止在B车上.

考查方向

动量守恒定律

解题思路

①ABC组成的系统水平方向不受外力,系统动量守恒,当三者速度相等时,B车速度最大,根据动量守恒定律列式求解;

②A与B碰撞过程中,根据动量守恒定律求出共同速度,再根据能量守恒定律求出C滑行的距离,从而判断C停在哪个小车上.

易错点

正确分析物体的受力情况和运动情况,明确当三者速度相等时,B车速度最大,注意应用动量守恒定律解题时要规定正方向.

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简答题 · 15 分

【选修3-5】   

【物理—选修3-5】23.(5分)以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是___________。(填正确答案标号,全部选对得5分,部分选对得2分,错选得0分)

A一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,改用波长较长的光照射该金属可能

B氡222的半衰期为3.8天,则质量为4g的氡222经过7.6天还剩下1 g的氡222

C玻尔理论解释了氢原子发射出来的光子其谱线为什么是不连续的。

D重核裂变为几个中等质量的核,其平均核子质量会增加。

【物理—选修3-5】24.(10分)如图所示,长L=1m的小车静止在光滑的水平面上,一滑块以v0=3m/s的水平速度从小车左端滑入并从小车右端滑出,小车和滑块的质量均为1 kg,己知滑块与小车间的动摩擦因数。g=10m/s2

求:(I)滑块离开小车时,滑块和小车的速度大小;(II)此过程,小车受到合外力的冲量。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

BC

解析

A、改用波长较长的光照射,则其频率更小,根据光电效应条件,更不会发生光电效应现象,故A错误;

B、氡的半衰期为3.8天,质量为4g的氡,经7.6天后,有3g衰变成新核,还剩下1g没衰变,故B正确;

考查方向

原子核衰变及半衰期、衰变速度;重核的裂变

解题思路

发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率;半衰期为一半的原子发生衰变所用的时间,根据这个关系可判断有多少氡发生衰变和能剩下多少氡;玻尔理论能解释不连续谱线;根据质量亏损,结合质能方程,可知,发生核反应,平均核子质量会减小.

易错点

掌握玻尔理论的量子化观点,及无论是重核裂变还是轻核聚变,由于释放能量,会导致平均核子质量减小.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

①v1=2m/s   v2=1m/s

②I=1Ns,方向水平向右

解析

①取水平向右为正方向,设滑离时,滑块和小车的速度分别为v1,v2,对全程,由动量守恒定律有:

mv0=mv1+mv2

依能量守恒定律有:

考查方向

动量守恒定律; 能量守恒定律

解题思路

①取水平向右为正方向,对滑块滑离小车的过程,根据动量守恒定律及能量守恒定律列式求解;

②对小车依据动量定理列式求解.

易错点

理解动量守恒的条件:当一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变.

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简答题 · 15 分

物理—选修3-5   (15分)

33.下列现象中,与原子核的内部变化无关的现象是      (填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

Aα粒子散射实验

B光电效应

C天然放射现象

D原子的发光现象

E链式反应和热核反应

34.质量为M、长L的木板静止在光滑水平面上,上表面中心O左侧光滑,右侧粗糙.质量为m的金属滑块(可视为质点)在变力作用下从木板的左端点A由静止开始运动(时间t从金属滑块开始运动起计时),到达O点时突然撤去力F,此时金属滑块获得大小为的速度,最终金属滑块刚好停留在木板的最右端。

求:

①滑块在木板左半段间滑行的时间;

②滑块与木板右半段间的动摩擦因数.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

A,B,D

解析

A、α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核,并没有涉及到核内部的变化,故A正确;

B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出,没有涉及到原子核的变化,故B正确;

C、天然放射现象是原子核内部发正生变化自发的放射出α粒子或电子,从而发生α衰变或β衰变,反应的过程中核内核子数,质子数,中子数发生变化,故C错误;

D、原子发光是原子跃迁形成的,即电子从高能级向低能级跃迁,释放的能量以光子形式辐射出去,没有涉及到原子核的变化,故D正确;

E、链式反应是重核裂变,热核反应是轻核的聚变,都涉及到原子核的变化,故E错误.

考查方向

粒子散射实验;天然放射现象;光电效应;重核的裂变;轻核的聚变

解题思路

天然放射现象是原子核内部自发的放射出α粒子或电子的现象;光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出;α粒子散射现象是用α粒子打到金箔上,受到原子核的库伦斥力而发生偏折的现象;原子发光是原子跃迁形成的,即电子从高能级向低能级跃迁而辐射能量的过程;热核反应是轻核的聚变,链式反应是重核裂变.

易错点

了解物理现象的本质,是解答本题的关键.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

①左半段间滑行的时间

②滑块与木板右半段间的动摩擦因数是

解析

①由于木板静止在光滑水平面上,上表面中心O左侧光滑,右侧粗糙,在O点左边由于变力作用在m上,对m有:

解得:t=2s

②滑块与木板右半相互作用时,选向右为正方向,根据动量守恒定律得:

解得:

根据功能关系得:代入解得:

考查方向

动量定理;动量守恒定律;功能关系

解题思路

在O点左边,对m运用动量定理求出时间;在O点的右边系统动量守恒,求出达最右端的共同速度,由功能关系求出摩擦系数.

易错点

在O点左边由于变力作用在m上,则运用动量定理求时间要用平均力求解.

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简答题 · 20 分

如图所示是计算机模拟出的一种宇宙空间的情境,在此宇宙空间存在这样一个远离其它空间的区域(在该区域内不考虑区域外的任何物质对区域内物体的引力),以MN为界,上部分匀强磁场的磁感应强度为,下部分的匀强磁场的磁感应强度为,方向相同,且磁场区域足够大。在距离界线为的P点有一宇航员处于静止状态,宇航员以平行于界线的速度推出一质量为,带电量为的物体,发现物体在界线处速度方向与界线成60°角,进入下部分磁场,然后由于反冲宇航员沿与界线平行的直线匀速运动到达目标Q点时,刚好又接住物体而静止,求:

16.PQ间距离是多大。

17.宇航员质量是多少。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

P Q间的距离为(9分)

解析

物体在匀强磁场中作匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力,设物体的速度为,在MN上方运动半径为,运动周期为,根据牛顿第二定律和圆周运动公式

解得

同理物体在MN下方运动半径和周期分别为

物体由P点运动到MN边界时与MN的夹角为,如图所示,则有:

得到:

P Q间的距离为

考查方向

牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强磁场中的运动 

解题思路

小球在两个磁场均做匀速圆周运动,由洛仑兹力充当向心力及圆周运动的性质,可求得粒子运动的关径及周期;由粒子运动的对称性可求得PQ间的距离.

易错点

关键正确画了轨迹图由几何知识找出半径R1与h的关系.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(11分)

解析

物体从点P到点Q所用的时间为

设宇航员的质量为,从点P到点Q速度为

 

得到   

根据动量守恒定律

解得

考查方向

动量守恒定律;带电粒子在匀强磁场中的运动

解题思路

由粒子的运动过程可求得宇航员运动的速度;由动量守恒可求得宇航员的质量.

易错点

关键求出宇航员匀速运动到达目标Q点时的速度,注意宇航员达Q点的时间与带电粒子从P到点Q所用的时间相等.

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题型:简答题
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简答题 · 16 分

如图所示,一光滑弧形轨道末端与一个半径为的竖直光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起(轻弹簧尺寸忽略不计),两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧瞬间将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点。

求:

12.前车被弹出时的速度

13.前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能

14.两车从静止下滑处到最低点的高度差

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

      (6分)

解析

设前车在圆轨道的最高点的速度为 ,

前车在最低点位置与后车分离后的速度为,根据机械能守恒得:

 

解得:     

考查方向

牛顿第二定律;机械能守恒定律

解题思路

前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点,根据牛顿第二定律求出最高点速度,根据机械能守恒列出等式求解.

易错点

前车恰能越过圆弧轨道最高点,说明在最高点只有重力提供前车做圆周运动的向心力.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(6分)

解析

设两车分离前的速度为,由动量守恒定律得

     即

分离前弹性势能为,根据机械能守恒得 

考查方向

动量守恒定律;机械能守恒定律

解题思路

由动量守恒定律求出两车分离前速度,根据系统机械能守恒求解.

易错点

理解弹簧减少的弹性势能等于系统增加的动能.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

(4分)

解析

两车从高处运动到最低处机械能守恒  

解得:

考查方向

机械能守恒定律

解题思路

两车从h高处运动到最低处机械能守恒列出等式求解.

易错点

掌握机械能守恒的条件.

下一知识点 : 弹性碰撞和非弹性碰撞
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