2011届高三 专题强化练习 新人教版选修3-5

用心 爱心 专心 1 20112011 年高考专题选修年高考专题选修 3 53 5 专题强化练习专题强化练习 1 物理物理 选修选修 3 5 15 分 分 1 5 分 根据玻尔的原子理论 下列说法中正确的有 A 原子只有在吸收了光子以后才有可能从低能级跃迁到高能级 B 原子从高能级跃迁到低能级一定会辐射出光子 C 氢原子向外辐射光子的能量不会超过 13 6eV D 氢原子能吸收的光子的能量不会超过 13 6eV 2 10 分 质量分别为 m1和 m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度 v1 v2同向运动并发生对心 碰撞 碰后 m2被右侧的墙原速弹回 又与 m1相碰 碰后两球都静止 求第一次碰后 m1球的速度 1 15 分 1 BC 5 分 2 10 分 根据动量定恒定律有 22 112211 vmvmvmvm 4 分 0 22 11 vmvm 4 分 解得 1 2211 1 2m vmvm v 2 分 用心 爱心 专心 2 2 8 分 分 物理物理 物理物理 3 5 1 我国科学家经过艰苦努力 率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功 这种装 置能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变 并稳定持续的输出能量 就像太 阳一样为人类源源不断地提供清洁能源 被称为 人造太阳 在该装置内所发生核反应的方程是 234 112 HHHeX 其中粒子 X 的符号是 已知 2 1H 的质量为 m1 3 1H 的质量为 m2 4 2He的质量是 m3 X 的质量是 m4 光速为 c 则发生一次上述核反应所释放核能的表达式为 2 如图所示 质量为 3m 长度为 L 的木块静止放置在光滑的水平面上 质量为 m 的子弹 可视为质 点 以初速度 v0水平向右射入木块 穿出木块时速度变为 0 2 5 v 试求 子弹穿出木块后 木块的速度大小 子弹穿透木块的过程中 所受到平均阻力的大小 2 8 分 物理一物理 3 5 1 12 01234 nmmmm c 每空 1 分 2 解 设子弹穿出木块后 木块的速度大小为移 设向右方向为正方向 由动量守恒定律可得 00 2 3 5 mvmvmv 2 分 解得 0 1 5 vv 1 分 设子弹穿透木块的过程中 所受到平均阻力的大小为 f 由能量守恒定律可得 222 00 1312 2225 fLmvmvmv 2 分 联立 式可得 2 0 9 25 mv f L 1 分 用心 爱心 专心 3 3 物理选修 3 5 15 分 1 5 分 目前 在居家装修中 经常用到花岗岩 大理石等装修材料 这些岩石都不同程度地含有放 射性元素 比如有些含有铀 钍的花岗岩等都会释放出放射性惰性气体氡 而氡会发生放射性衰变 放出 射线 这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病 根据有关放射性知识可知 下列 说法正确的是 A 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的 B 已知氡的半衰期为 3 8 天 若取 1g 氡放在天平左盘上 砝码放于右盘 左右两边恰好平衡 则 7 6 天后 需取走 0 75g 砝码天平才能再次平衡 C 发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少了 4 D 射线一般伴随着 或 射线产生 在这三种射线中 射线的穿透能力最强 电离能力最弱 2 10 分 2005 年 7 月 4 日 13 时 52 分 美国宇航局 深度撞击 号探测器释放的撞击器 击中 目 标 坦普尔 号彗星 这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现 1 10 7m s 的改变 探测器上所携 带的重达 370kg 的彗星 撞击器 将以 3 6 104km h 的速度径直撞向彗星的彗核部分 撞击彗星后融化 消失 根据以上数据 估算一下彗星的质量是多少 3 1 AD 2 答案 答案 以彗星和撞击器组成的系统为研究对象 设彗星的质量为 M 初速度为 v01 撞击器质量kgm 2 107 3 速度smhkmv 100 1 106 3 44 02 撞击后速度为 v 由动量守恒定律得 vmMmvMv 0201 3 分 由于 M 远大于 m 所以 上式可以化为 MvmvMv 0201 2 分 解得 vv mv M 01 02 1 分 由题给信息知 撞击后彗星的运行速度改变了 7 100 1 m s 即 7 01 100 1 vvm s 2 分 用心 爱心 专心 4 代入 式解得 13 107 3 Mkg 2 分 4 选做 3 5 模块 1 5 分 康普顿效应证实了光子不仅具有能量 也有动量 右图给出了光子与静止电子碰撞后 电子 的运动方向 则碰后光子 A 可能沿 1 方向 且波长变小 B 可能沿 2 方向 且波长变小 C 可能沿 1 方向 且波长变长 D 可能沿 3 方向 且波长变长 2 10 分 如图所示 质量为 M 的长滑块静止在光滑水平地面上 左端固定一劲度系数为 k 且足够长的 水平轻质弹簧 右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上 细绳所能承受的最大拉力为 T 使一质量为 m 初速度为 v0的小物体 在滑块上无摩擦地向左滑动而后压缩弹簧 弹簧的弹性 势能表达式为 Ep 2 2 1 kx k 为弹簧的劲度系数 x 为弹簧的形变量 长滑块在细 绳拉断后被加速的过程中 所能获得的最大向左的加速度为多大 4 1 C 2 设弹簧压缩量为 x1时绳被拉断 kx1 T 1 分 设绳被拉断瞬间 小物体的速度为 v1 有 2 1 kx 2 1 2 1 mv 2 1 2 1 mv 2 0 2 分 解得 km T vv 2 2 01 1 分 当弹簧压缩至最短时 滑块有向左的最大加速度 am 此时 设弹簧压缩量为 x2 小物体和滑块有 相同的速度为 v2 从绳被拉断后到弹簧压缩至最短时 小物体和滑块 弹簧系统的动量守恒 机械能 守恒 mv1 M m v2 2 分 2 1 kx 2 2 2 1 M m v 2 2 2 1 mv 2 0 2 分 由牛顿第二定律 kx2 Mam 1 分 v0 m k M 用心 爱心 专心 5 解得 mM mTkMmv M am 22 0 1 1 分 5 物理选修 3 5 模块 1 下列叙述中符合物理学史实的有 A 托马斯 杨通过对光的干涉现象的研究 证实了光具有波动性 B 卢瑟福通过 粒子散射实验 的研究 发现了原子核是由质子和中子组成的 C 麦克斯韦验证了电磁场理论 提出了光是一种电磁波 D 贝克勒尔发现了天然放射现象 并提出了原子 的核式结构学说 2 如图所示 光滑水平路面上 有一质量为 m1 5kg 的无动力小车以匀速率 v0 2m s 向前行 驶 小车由轻绳与另一质量为 m2 25kg 的车厢连结 车厢右端有一质量为 m3 20kg 的物体 可视为质点 物体与车厢的动摩擦因数为 0 2 开始物体静止在车厢上 绳子是松 驰的 求 1 当小车 车厢 物体以共同速度运动时 物体相对车厢的位移 设物体不会从车厢上滑下 2 从绳拉紧到小车 车厢 物体具有共同速度所需时间 取 g 10m s2 5 1 以 m1和 m2为研究对象 由动量守恒定律有 m1v0 m1 m2 v1 解得 1 0 1 12 521 m s 5253 m v v mm 分 再以 m1 m2 m3为对象 设它们最后的共同速度为 v2 则 m1v0 m1 m2 m3 v2 解得 1 0 2 123 52 0 2m s 52520 m v v mmm 分 绳刚拉紧时 m1和 m2的速度为 v1 最后 m1 m2 m3的共同速度为 v2 设 m3相对 m2的位移为 s 则在过 程中由能量守恒定律有 用心 爱心 专心 6 22 12131232 11 22 mmvm g smmm v 解得 s 0 017m 分 2 对 m3 由动量定理 有 m3gt m3v2 2 0 2 0 1s 0 2 10 v t g 所以 从绳拉紧到 m1 m2 m3有共同速度所需时间为 t 0 1s 分 6 物理一选修 3 5 15 分 1 4 分 下列说法正确的是 A 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 B 汤姆生发现电子 表明原 子具有核式结构 C 卢瑟福通过 粒子散射实验 的研究 发现了原子核是由质子和中子组成的 D 按照波尔理论 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电子的动能减小 原 子总能量增加 2 11 分 如图所示 甲 乙两光滑圆轨道放置在同一竖直平面内 甲轨道半径是 R 且为乙轨道半径的 2 倍 两轨道之间由一光滑水平轨道 CD 相连 在水平轨道 CD 上有一轻弹簧被 a b 两个小球夹住 但不拴 接 如果 a b 两个小球的质量均为 m 同时释放两小球 且要求 a b 都能通过各自的最高点 则弹 簧在释放前至少具有多大的弹性势能 6 1 4 分 D 2 11 分 解 当 a 球恰能通过最高点时 b 球一定通过最高点 此时弹簧在释放前具有的弹性势能 最小 设 a 球到达圆轨道最高点的速度为 va 对于 a 球 2 a aa v m gm R 2 分 用心 爱心 专心 7 设 a 球被弹簧弹开瞬间的速度为 a v 对于 a 球由机械能守恒定律可得 22 11 2 22 aaaaa m vm vm g R 2 分 设 b 球被弹簧弹开瞬间的速度为 b v 由于 a b 两球被弹开时系统动量守恒 abb mavm v 2 分 可得 5 ab vvgR 2 分 以 a b 两小球以及弹簧组成的系统为研究对象 整个过程中由系统机械能守恒可得 22 11 22 aabb Eqm vm v 2 由 得弹性势能最小值为 5EpmgR 1 分 7 物理 选修 3 5 34 1 1934 年 法国科学家约里奥 居里夫妇用 粒子轰击铝 27 13Al 产生出中子和磷的放射 性同位素 因首次获得人工放射性物质而得到 1935 年的诺贝尔化学奖 请写出该核反应的方程式 2 质量分别为 m1 和 m2 的两个等半径小球 在光滑的水平 面上分别以速度 v1 v2 向右运动 并发生对心正碰 碰后 m2 被墙 弹回 与墙碰撞过程中无能量损失 m2 返回又与 m1 相向碰撞 碰 后两球都静止 求第一次碰后 m1球的速度 vv 12 mm 12 用心 爱心 专心 8 7 8 分 解 1 427130 213015 HeAlPn 2 分 2 设 1 m 2 m碰后的速度大小分别为 1 v 2 v 则由动量守恒知 1 1221 122 mvm vmvm v 2 分 1 122 0mvm v 2 分 1 122 1 1 2 mvm v v m 方向向右 2 分 8 物理 选修 3 5 15 分 1 4 分 下列说法正确的是 填入选项前的字母 有填错的不得分 A Th 232 90 经过 6 次 衰变和 4 次 衰变后 成为稳定的原子核 Pb 208 82 B 发现中子的核反应方程为 nCHeBe 1 0 12 6 4 2 9 4 C 射线一般伴随着 或 射线产生 在这三种射线中 射线的穿透能力最强 电离能力也最强 D 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电子的动能减小 电势能增大 原子 能量减小 2 11 分 如图所示 一质量为 M 长为 l 的长方形木板 B 放在光滑的水平地面上 在其右端放一质量为 m 的小木块 A 可视为质点 m M 现以地面为参考系 给 A 和 B 以大小相等 方向相反的初速度 使 A 开始向左运动 B 开始向右运动 但最后 A 刚好没有滑离 B 板 i 若已知 A 和 B 的初速度大小为 v0 求它们最后的速度大小和方向 ii 若初速度的大小未知 求小木块向左运动到达的最远处 从地面上看 离出发点的距离 用心 爱心 专心 9 n 4 n 3 n 2 n 1 1 51eV 0 85eV 13 60eV 3 40eV 8 物理 选修 3 5 15 分 1 4 分 AB 选不全得 2 分 2 11 分 i 4 分 取水平向右为正方向 得 000 v mM mM vvmMmvMv 方向水平向右 ii 7 分 解法一 22 0 2 1 2 1 vmMvmMmgl 得 l M mM xx m mg v 4 20 2 0 评分参考 式各 2 分 式各 1 分 式 3 分 解法二 22 0 2 1 2 1 vmMvmMmgl 得 l M mM xmvmgx 42 1 0 2 0 评分参考 式各 2 分 式各 1 分 式 3 分 9 物理物理 选修选修 3 5 15 分 分 1 5 分 如图所示 1 2 3 4 为玻尔理论中氢原子最低的四个能级 处在n 4 能级的 一群氢原子向低能级跃迁时 能发出若干种频率不同的光子 在这些光中 波长最长的是 A n 4 跃迁到n 1 时辐射的光子 B n 4 跃迁到n 3 时辐射的光子 C n 2 跃迁到n 1 时辐射的光子 D n 3 跃迁到n 2 时辐射的光子 2 10 分 如图所示 质量为m的物体 可视为质点 以水平速度 o v滑上原来静止在光滑水平 面上 质量为 M 的小车上 物体与小车表面间的动摩擦因数为 由于小车足够长 最终物体相对小车 静止 求 a 物体的最终速度 b 物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间 用心 爱心 专心 10 9 物理物理 选修选修 3 4 15 分 分 1 B 5 分 2 由动量守恒定律得 1 o mvMm v 2 分 1 o mv v Mm 2 分 物体在小车上滑动时 加速度ag 2 分 由运动学公式 1o vvat 2 分 得 o Mv t g Mm 2 分 10 物理 选修 3 5 模块 15 分 1 5 分 如图所示为氢原子的能级图 若用能量为 12 75 eV 的光子去照射大量处于基态的氢原子 则 A 氢原子能从基态跃迁到 n 4 的激发态上去 B 有的氢原子能从基态跃迁到 n 3 的激发态上去 C 氢原子最多能发射 3 种波长不同的光 D 氢原子最多能发射 6 种波长不同的光 2 10 分 如图所示 质量分别为 mA 0 5 kg mB 0 4 kg 的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面上 质量 为 mC 0 1 kg 的木块 C 以初速 vC0 10 m s 滑上 A 板左端 最后 C 木块和 B 板相对静止时的共同速度 vCB 1 5 m s 求 1 A 板最后的速度 vA 2 C 木块刚离开 A 板时的速度 vC C A B 用心 爱心 专心 11 10 1 AD 2 10 分 解 C 在 A 上滑动的过程中 A B C 组成系统的动量守恒 则 mCvC0 mCvC mA mB vA 4 分 C 在 B 上滑动时 B C 组成系统的动量守恒 则 mCvC mBvA mC mB vCB 4 分 联解 得vA 0 5 m s vC 5 5 m s 2 分 11 物理 选修 3 5 15 分 1 5 分 以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是 A 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应 则当增大紫外线的照射强度时 从锌板表面逸出的光 电子的最大初动能也随之增大 B 比结合能越大 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 C 半衰期不但由放射性元素的原子核内部本身的因素决定 还受压强 温度等外界因素的影响 D 根据玻尔理论 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时 要释放一定频率的光子 同时电子的 动能增大 电势能减小 2 10 分 如图所示是固定在水平地面上的模范作用截面为 形的光滑长直导轨槽 槽口向上 图 为俯视图 槽内放置一个木质滑块 滑块的左半部是半径为 R 的半圆柱形光滑凹槽 木质滑块的宽度为 2R 比 形槽的内侧宽度略小 现有一半径为r rR 的金属小球以水 平初速度 v0冲向滑块 从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入 已知金属小球的质量 为 m 木质滑块的质量为 5m 整个运动过程中无机械能损失 求 当金属小球滑离木质滑块时 金属小球和木质滑块的速度各是多大 当金属小球木质滑块上的半圆柱形槽的最右端 A 点时 金属小球的速度大小 用心 爱心 专心 12 11 1 BD 5 分 2