2010年高考物理试卷汇编 新人教版选修3-5VIP

20102010 年高考物理试卷汇编 选修年高考物理试卷汇编 选修 3 53 5 动量 动量守恒定律动量 动量守恒定律 1 全国卷 25 小球 A 和 B 的质量分别为 mA 和 mB 且 mA mB 在某高度处将 A 和 B 先后从静止释 放 小球 A 与水平地面碰撞后向上弹回 在释放处的下方与释放初距离为 H 的地方恰好与正在下落的小 球 B 发生正幢 设所有碰撞都是弹性的 碰撞事件极短 求小球 A B 碰撞后 B 上升的最大高度 答案 2 3 AB AB mm H mm 解析 根据题意 由运动学规律可知 小球 A 与 B 碰撞前的速度大小相等 设均为 0 v 由机械能守恒有 2 0 1 2 AA m gHm v 设小球 A 与 B 碰撞后的速度分别为 1 v和 2 v 以竖直向上方向为正 由动量守恒有 0012 ABAB m vmvm vm v 由于两球碰撞过程中能量守恒 故 2222 0012 1111 2222 ABAB m vm vm vm v 联立 式得 20 3 AB AB mm vv mm 设小球 B 能上升的最大高度为 h 由运动学公式有 2 2 2 v h g 由 式得 2 3 AB AB mm hH mm 2 北京卷 20 如图 若x轴表示时间 y轴表示位置 则该图像反映了某质点做 匀速直线运动时 位置与时间的关系 若令x轴和y轴分别表示其它的物理量 则 该图像又可以反映在某种情况下 相应的物理量之间的关系 下列说法中正确的是 A 若x轴表示时间 y轴表示功能 则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做 直线运动过程中 物体动能与时间的关系 B 若x轴表示频率 y轴表示动能 则该图像可以反映光电效应中 光电子最大初 动能与入射光频率之间的关系 C 若x轴表示时间 y轴表示动量 则该图像可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下 物体 动量与时间的关系 D 若x轴表示时间 y轴表示感应电动势 则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路 当磁感应 强度随时间均匀增大时 增长合回路的感应电动势与时间的关系 答案 C 解析 根据动量定理P P0 Ft得P P0 Ft说明动量和时间是线性关系 纵截距为初动量 C 正确 结 合2 k PmE 得 0 2 k mEFtP 说明动能和时间是抛物线 A 错误 根据光电效应方程 km EhW 说明最大初动能和入射光频率是线性关系 但截距为负值 B 错误 当磁感应强度随时 间均匀增大时 增长合回路的磁通量均匀增大 根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于 磁通量的变化率 是一个定值不随时间变化 D 错误 3 北京卷 24 雨滴在穿过云层的过程中 不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体 其质量 逐渐增大 现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞 已知雨滴的初始质量为m0 初速度为v0 下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并 质量变为m1 此后每经过同样的距离l后 雨滴均与静止 的小水珠碰撞且合并 质量依次变为m2 m3 mn 设各质量为已知量 不计空气阻力 1 若不计重力 求第n次碰撞后雨滴的速度vn 2 若考虑重力的影响 a 求第 1 次碰撞前 后雨滴的速度v1和vn b 求第n次碰撞后雨滴的动能 2 1 2 nn m v 答案 1 0 0 n m v m 2 1 222 00 0 1 2 2 n i i n m vglm m 解析 1 不计重力 全过程中动量守恒 0 0nn m vm v 得 0 0n n m vv m 2 若考虑重力的影响 雨滴下降过程中做加速度为 g 的匀加速运动 碰撞瞬间动量守恒 a 第 1 次碰撞前 222 1010 22vvglvvgl 第 1 次碰撞后 0 11 1 m vmv 2 00 110 11 2 mm vvvgl mm b 第 2 次碰撞前 22 21 2vvgl 利用 化简得 2 22 22 001 20 2 11 2 mmm vvgl mm 第 2 次碰撞后 利用 得 22 22 222 0011 220 2 222 2 mmmm vvvgl mmm 同理 第 3 次碰撞后 2 222 22 0012 30 2 33 2 mmmm vvgl mm 第n次碰撞后 1 2 2 22 00 0 2 3 2 n i i n n m m vvgl mm 动能 1 2222 00 0 11 2 22 n ni i n mvm vglm m 4 新课标卷 34 2 10 分 如图所示 光滑的水平地面上有一木板 其左端放有一重物 右方有一 竖直的墙 重物质量为木板质量的 2倍 重物与木板间的动摩擦因数为 使木板与重物以共同的速度v0向右运动 某时刻木板与墙发生弹性 碰撞 碰撞时间极短 求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时 间 设木板足够长 重物始终在木板上 重力加速度为 g 答案 0 4 3 v g 解析 木板第一次与墙碰撞后 向左匀减速直线运动 直到静止 再反向向右匀加速直线运动直到与 重物有共同速度 再往后是匀速直线运动 直到第二次撞墙 木板第一次与墙碰撞后 重物与木板相互作用直到有共同速度 动量守恒 有 00 2 2 mvmvmm v 解得 0 3 v v 木板在第一个过程中 用动量定理 有 01 2mvmvmgt 用动能定理 有 22 0 11 2 22 mvmvmgs 木板在第二个过程中 匀速直线运动 有 2 svt 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间 t t1 t2 0 2 3 v g 0 2 3 v g 0 4 3 v g 5 安徽卷 24 如图 ABD 为竖直平面内的光滑 绝缘轨道 其中 AB 段是水平的 BD 段为半径 R 0 2m 的半圆 两段轨道相切于 B 点 整个轨道处在竖直向下的匀强电场中 场强大小 E 5 0 103V m 一不带 电的绝缘小球甲 以速度 0沿水平轨道向右运动 与静止在 B 点带正电的小球乙发生弹性碰撞 已知甲 乙两球的质量均为 m 1 0 10 2kg 乙所带电荷量 q 2 0 10 5C g 取 10m s2 水平轨道足够长 甲 乙 两球可视为质点 整个运动过程无电荷转移 1 甲乙两球碰撞后 乙恰能通过轨道的最高点 D 求乙在轨道上的首次落点到 B 点的距离 2 在满足 1 的条件下 求的甲的速度 0 3 若甲仍以速度 0向右运动 增大甲的质量 保持乙的质量不变 求乙在轨道上的首次落点到 B 点的距离范围 A E B R D v0甲乙 答案 1 0 4m 2 2 5 m s 3 0 41 6mxm 解析 1 在乙恰能通过轨道的最高点的情况下 设乙到达最高点的速度为vD 乙离开 D 点到达水平 轨道的时间为 t 乙的落点到 B 点的距离为x 则 2 D v mmgqE R 2 1 2 2 mgqE Rt m D xv t 联立 得 0 4xm 2 设碰撞后甲 乙的速度分别为v甲 v乙 根据动量守恒和机械能守恒定律有 0 mvmvmv 乙甲 222 0 111 222 mvmvmv 乙甲 联立 得 v乙 v0 由动能定理得 22 11 22 22 D mgRqERmvmv 乙 联立 得 5 2 5 D mgqE R vm s m 3 设甲的质量为 M 碰撞后甲 乙的速度分别为vM vm 根据动量守恒和机械能守恒定律有 0 MvMvmv Mm 222 0 111 222 MvMvmv Mm 11 联立 得 0 2 m Mv v Mm 11 12 由和Mm 可得 2 DmD vvv 12 13 设乙球过 D 点的速度为 D v 由动能定理得 22 11 22 22 D mgRqERmvmv m 14 联立 得 2 8 D m svm s 13 14 15 设乙在水平轨道上的落点到 B 点的距离为 x 则有 D xv t 16 联立 得 0 41 6mxm 15 16 6 海南卷 19 2 在核反应堆中 常用减速剂使快中子减速 假设减速剂的原子核质量是中子的 k倍 中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰 设每次碰撞前原子核可认为是静止的 求N次碰 撞后中子速率与原速率之比 答案 1 1 N k k 解析 设中子和作减速剂的物质的原子核 A 的质量分别为 n m和 A m 碰撞后速度分别为 n v 和 A v 碰 撞前后的总动量和总能量守恒 有 nnnnAA mmm vvv 222 nnnn 111 222 AA mmm vvv 式中 n v为碰撞前中子速度 由题设 nA mkm 由 式得 经 1 次碰撞后中子速率与原速率之比为 n n 1 1 k k v v 经 N 次碰撞后 中子速率与原速率之比为 1 1 N k k 7 福建卷 29 2 如图所示 一个木箱原来静止在光滑水平面上 木箱 内粗糙的底板上放着一个小木块 木箱和小木块都具有一定的质量 现使木箱获得一个向右的初速度 0 v 则 填选项前的字母 A 小木块和木箱最终都将静止 B 小木块最终将相对木箱静止 二者一起向右运动 C 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞 而木箱一直向右运动 D 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止 则二者将一起向左运动 答案 B 解析 系统不受外力 系统动量守恒 最终两个物体以相同的速度一起向右运动 B 正确 8 山东卷 38 2 如图所示 滑块A C质量均为m 滑块B质量为 3 2 m 开始时A B分别以 12 vv 的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动 现将C无初速地放在A上 并与A粘合不再分 开 此时A与B相距较近 B与挡板碰撞将以原速 率反弹 A与B碰撞将粘合在一起 为使B能与挡 板碰撞两次 12 vv 应满足什么关系 答案 12 3 2 vv 解析 A与C粘合在一起 由动量守恒定律得 1 2mv mv 再与B碰撞时 要达到题目要求 需 2 3 20 2 mvmv 联立解得 12 3 2 vv 9 广东卷 35 如图 15 所示 一条轨道固定在竖直平面内 粗糙的 ab 段水平 bcde 段光滑 cde 段 是以 O 为圆心 R 为半径的一小段圆弧 可视为质点的物块 A 和 B 紧靠在一起 静止于 b 处 A 的质量是 B 的 3 倍 两物块在足够大的内力作用下突然分离 分别向左 右始终沿轨道运动 B 到 b 点时速度沿水 平方向 此时轨道对 B 的支持力大小等于 B 所受重力的 3 4 A 与 ab 段的动摩擦因数为 重力加速度 g 求 1 物块 B 在 d 点的速度大小 2 物块 A 滑行的距离 s 答案 1 2 Rg v 2 8 R s 解析 1 B 在 d 点 根据牛顿第二定律有 2 3 4 v mgmgm R 解得 2 Rg v 2 B 从 b 到 d 过程 只有重力做功 机械能守恒有 22 11 22 B mvmgRmv AB 分离过程动量守恒有 3 AB mvmv A 匀减速直线运动 用动能定理得 2 1 033 2 A mvmgs 联立 解得 8 R s 近代物理初步 1 全国卷 14 原子核 238 92 经放射性衰变 变为原子 234 90 Th 继而经放射性衰变 变为原子核 234 91 Pa 再经放射性衰变 变为原子核 234 92 放射性衰变 和 依次为 A 衰变 衷变和 衰变 B 衰变 衷变和 衰变 C 衰变 衰变和 衰变 D 衰变 衰变和 衰变 答案 A 解析 238234 9290 UTh 质量数少 4 电荷数少 2 说明 为 衰变 2382344 92902 UThHe 234234 9091 ThPa 质子数加 1 说明 为 衰变 中子转化成质子 2342340 90911 ThPae 234234 9192 PaU 质子数加 1 说明 为 衰变 中子转化成质子 2342340 91921 PaUe 2 全国卷 14 原子核 A ZX 与氘核 2 1H 反应生成一个 粒子和一个质子 由此可知 A A 2 Z 1 B A 2 Z 2 C A 3 Z 3 D A 3 Z 2 答案 D 解析 核反应方程为 241 121 A ZX HHeH 应用质量数与电荷数的守恒 A 2 4 1 Z 1 2 1 解得 A 3 Z 2 选项 D 正确 3 新课标卷 34 1 5 分 用频率为 0 v的光照射大量处于基态的氢原子 在所发射的光谱中仅能观 测到频率分别为 123 vvv 的三条谱线 且 321 vvv 则 填入正确选项前的字母 A 01 vv B 321 vvv C 0123 vvvv D 123 111 vvv 答案 B 解析 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱 这说明是从 n 3 能级向低能级跃迁 根据能量守恒有 321 hhh 解得 321 vvv 选项 B 正确 4 北京卷 13 属于狭义相对论基本假设的是 在不同参考系中 A 真空中光速不变 B 时间间隔具有相对性 C 物体的质量不变 D 物体的能量与质量成正比 答案 A 解析 狭义相对论两个基本假设 相对性原理 光速不变原理 光速不变原理 真空中的光速 c 是对 任何惯性参照系都适用的普适常量 A 正确 5 北京卷 15 太阳因核聚变释放出巨大的能量 同时其质量不断减少 太阳每秒钟辐射出的能量约 为 4 1026 J 根据爱因斯坦质能方程 太阳每秒钟减少的质量最接近 A 1036 kgB 1018 kgC 1013 kgD 109 kg 答案 D 解析 根据爱因斯坦的质能方程 26 9 282 4 10 4 4 10 3 10 E mkgkg c 选项 D 正确 6 上海物理 1 卢瑟福提出原子的核式结构模型 这一模型建立的基础是 A 粒子的散射实验 B 对阴极射线的研究 C 天然放射性现象的发现 D 质子的发现 答案 A 解析 卢瑟福根据 粒子的散射实验结果 提出了原子的核式结构模型 原子核聚集了原子的全部正 电荷和几乎全部质量 电子在核外绕核运转 7 上海物理 4 现已建成的核电站发电的能量来自于 A 天然放射性元素放出的能量 B 人工放射性同位素放出的能量 C 重核裂变放出的能量 D 化学反应放出的能量 答案 C 解析 核电站发电的能量来自于重核的裂变 选项 C 正确 8 上海物理 8 某放射性元素经过 114 天有 7 8 的原子核发生了衰变 该元素的半衰期为 A 11 4 天 B 7 6 天 C 5 7 天 D 3 8 天 答案 D 解析解析 根据 t 11 28 3 t 因为11 4t 天 所以 11 4 3 8 3 天 选项 D 正确 9 江苏卷 12 C 1 研究光电效应电路如图所示 用频率相同 强度不同的光分别照射密封真空管 的钠极板 阴极 K 钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收 在电路中形成光电流 下列光电流 I 与 AK 之 间的电压 UAK的关系图象中 正确的是 2 钠金属中的电子吸收光子的能量 从金属表面逸出 这就是光电子 光电子从金属表面逸出的过 程中 其动量的大小 选填 增大 减小 或 不变 原因是 3 已知氢原子处在第一 第二激发态的能级分别为 3 4eV 和 1 51eV 金属钠的截止频率为 5 53 1014Hz 普朗克常量 h 6 63 10 34J s 请通过计算判断 氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态 过程中发出的光照射金属钠板 能否发生光电效应 答案 1 C 2 减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用 或需要克服逸出功 3 氢原子放 出的光子能量 E E3 E2 代人数据得 E 1 89eV 金属钠的逸出功 W0 h 0 代人数据得 W0 2 3 eV 因为 E W0 所以不能发生光电效应 解析 1 虽然 I强 I弱 但截止电压相等 选项 C 正确 2 减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用 或需要克服逸出功 3 氢原子放出的光子能量 E E3 E2 代人数据得 E 1 89eV 金属钠的逸出功 W0 h 0 代人数据得 W0 2 3 eV 因为 E W0 所以不能发生光电效应 10 海南卷 19 1 能量为 i E的光子照射基态氢原子 刚好可使该原子中的电子成为自由电子 这一 能 i E称为氢的电离能 现用一频率为 的光子从基态氢原子中击出了一电子 该电子在远离核以后速度 的大小为 用光子频率 电子质量m 氢原子的电离能 i E和普朗克常量h表示 答案 2 i hE m 解析 由能量守恒得 2 1 2 i mhE v 解得电子速度为 2 i hE m v 11 重庆卷 19 氢原子部分能级的示意图如题 19 图所示 不同色光的光子能量如下所示 红橙黄绿蓝 靛紫色光光子 能量范围 eV 1 61 2 002 00 2 072 07 2 142 14 2 532 53 2 762 76 3 10 处于某激发态的氢原子 发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条 其颜色分别为 A 红 蓝 靛 B 黄 绿 C 红 紫 D 蓝 靛 紫 答案 A 解析 根据 mn hEE 可知 A 选项正确 12 四川卷 15 下列说法正确的是 A 粒子大角度散射表明 粒子很难进入原子内部 B 氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射 C 裂变反应有质量亏损 质量数不守恒 D 射线是一种波长很短的电磁波 答案 D 解析 粒子散射实验现象表明大多数 粒子不发生偏转 说明穿过了原子 少数 粒子发生偏转 说明无法穿过原子核 A 错误 光只有从光密介质进入光疏介质才可能发生全反射 空气和水比较水是光 密介质 B 错误 裂变反应有质量亏损是由于核子的平均密度变化引起的 但核子的总数不变 即质量数 守恒 C 错误 射线是频率很大 波长很短的电