2016各地物理真题汇编十六选修3-5

2016年高考物理试题分类汇编：十六、选修3-51.（全国新课标=1\*ROMANI卷，35）（15分）（1）（5分）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是__________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】ACE【解析】由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流，因此D错误；在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误，根据可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能变大，因此C正确，由和，得，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E正确。（2）（10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为的喷口持续以速度竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为，求：(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。【解析】(i)在一段很短的时间内，可以为喷泉喷出的水柱保持速度不变。该时间内，喷出水柱高度： ①喷出水柱质量： ②其中为水柱体积，满足： ③由①②③可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为(ii)设玩具底面相对于喷口的高度为由玩具受力平衡得： ④其中，为玩具底部水体对其的作用力．由牛顿第三定律： ⑤其中，为玩具时其底部下面水体的作用力为水体到达玩具底部时的速度由运动学公式： ⑥在很短时间内，冲击玩具水柱的质量为 ⑦由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱有动量定理 ⑧由于很小，也很小，可以忽略⑧式变为 ⑨由④⑤⑥⑦⑨可得 动量定理，流体受力分析，微元法2.（全国新课标=2\*ROMANII卷，35）（15分）=1\*GB2⑴（5分）在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是，属于衰变的是，属于裂变的是，属于聚变的是．（填正确答案标号）A． B．C． D．E． F．=2\*GB2⑵（10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为（h小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为，冰块的质量为，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小．（ⅰ）求斜面体的质量；（ⅱ）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？【解析】=1\*GB2⑴衰变C衰变AB裂变E聚变F=2\*GB2⑵（ⅰ）规定水平向左为正对小冰块与鞋面组成的系统由动量守恒：由能量守恒：解得（=2\*romanii）由动量守恒由能量守恒联立解得对小孩和冰块组成的系统：解得即两者速度相同故追不上3.（全国新课标=3\*ROMANIII卷，35）（15分）（1）一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是_________（填正确的答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，没错选1个扣3分，最低得分为零分）A、核反应方程为B、核反应方程过程中系统动量守恒C、核反应过程中系统能量不守恒D、核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E、硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度方向一致【答案】ABE【解析】试题分析：根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程，A正确；过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，即伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误；由动量守恒可知，，解得，故数量级约为105m/s．故E正确；考点：考查了动量守恒，能量守恒，核反应方程，（2）、如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为m，两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使a以初速度向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。【答案】【解析】设物块与地面间的动摩擦因数为μ，若要物体a、b能够发生碰撞，应有，即设在a、b碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为根据动量守恒和能量守恒，联立可得根据题意，b没有与墙发生碰撞，根据功能关系，故有，综上所述，a与b发生碰撞，但b没有与墙发生碰撞的条件是4.(北京卷13)处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有A.1种B.2种C.3种D.4种【答案】C【解析】因为是大量氢原子，所以根据可得有3种可能，故C正确；考点:考查了氢原子跃迁5.（北京卷，24）（1）动量定理可以表示为Δp=FΔt，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是υ，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；b．分析说明小球对木板的作用力的方向。（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。

一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图②所示，图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。

a.光束①和②强度相同；b.光束①比②强度大。【答案】（1）a、，，方向沿y轴正方向、b、y轴负方向（2）a、两光束对小球的合力的方向沿SO向左b、两光束对小球的合力的方向指向左上方【解析】（1）a、在沿x方向，动量变化为，在沿y方向上，动量变化为，方向沿y轴正方向，b.根据动量定理可知，木板对小球作用力沿y正方向，根据牛顿第三定律可得小球对木板作用力的方向沿y轴负方向（2）a.仅考虑光的折射，设时间内设光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量的大小为P.这些粒子进入小球前的总动量为,从小球出射时的总动量为P1、P2的方向均沿SO向右根据动量定理可得可知，小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根据牛顿第三定律，两束光对小球的合力的方向沿SO向左b、建立如图所示的Oxy直角坐标系X方向：两束光对小球作用力沿x轴负方向Y方向：设时间内设光=1\*GB3①穿过小球的粒子数为n1，光=2\*GB3②穿过小球的粒子数为n2，这些粒子进入小球前的总动量为,从小球出射时的动量为根据动量定理：可知，小球对这些粒子的作用力Fy的方向沿Y轴负方向，根据牛顿第三定律，两束光对小球的作用力沿y轴正方向，所以两束光对小球的合力的方向指向左上方。考点：考查了动量定理的应用6.（上海卷，1）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在（A）电子（B）中子（C）质子（D）原子核【答案】D【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。故选项D正确。7.（上海卷，6）放射性元素A经过2次α衰变和1次β?衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（A）1位（B）2位（C）3位（D）4位【答案】C【解析】α粒子是，β?粒子是，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β?衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。故选项C正确。8.（上海卷，10）研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则（A）a为电源正极，到达A板的为α射线（B）a为电源正极，到达A板的为β射线（C）a为电源负极，到达A板的为α射线（D）a为电源负极，到达A板的为β射线【答案】B【解析】从图可知，到达两极板的粒子做类平抛运动到达A极板的粒子的竖直位移小于到达B板粒子，粒子在竖直方向做匀速直线运动，根据可知，两粒子初速度v0相同，两极板电压U相同，放射源与极板的距离d/2相同而电子的m/q小，所以电子的竖直位移小，故到达A板的是β射线，A板带正电，a为电源正极，B对。9.（上海卷，22A.）如图，粗糙水平面上，两物体A、B以轻绳相连，在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开，A在F牵引下继续前进，B最后静止。则在B静止前，A和B组成的系统动量_________（选填：“守恒”或“不守恒“）。在B静止后，A和B组成的系统动量。（选填：“守恒”或“不守恒“）【答案】守恒；不守恒【解析】轻绳断开前，A、B做匀速运动，系统受到的拉力F和摩擦力平衡，合外力等于零，即，所以系统动量守恒；当轻绳断开B静止之前，A、B系统的受力情况不变，即，所以系统的动量依然守恒；当B静止后，系统的受力情况发生改变，即，系统合外力不等于零，系统动量不守恒。10.（天津卷，2）2、右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则A、在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B、从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C、照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D、若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】D【解析】a光的干涉条纹间距小于b的，依据可知，a的波长小于b的，a的频率大于b的，a的折射率大于b的，则根据可知，在同种介质中a的速度小，A错，，从同种介质中射入真空发生全反射的临界角小，B错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，选项C错；a光的频率大，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，D对；应选D.考点：双缝干涉；全反射；光电效应；玻尔理论.11.（天津卷，6）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是A、赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B、查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子C、贝克勒尔发现的天然放射性向下，说明原子核有复杂结构D、卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型【答案】AC【解析】试题分析：麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，选项B错误；贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误；故选AC.考点：物理学史12.（天津卷，9）（1）如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为；滑块相对盒运动的路程。【答案】【解析】试题分析：设滑块质量为m，则盒子的质量为2m；对整个过程，由动量守恒定律可得：mv=3mv解得v共=由能量关系可知：解得：考点：动量守恒定律；能量守恒定律13.(江苏卷，12C)C．[选修3-5]（12分）（1）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是▲．（A）（B）（C）（D）【答案】A（2）已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν的光子的动量为▲．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为▲．【答案】ν【解析】试题分析：根据光子的动量公式，取入射的方向为正方向，则光子动量的变化量为．（3）几种金属的溢出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10-7~7.6×10-7m，普朗克常数h=6.63×10-34J·s．【答案】纳、钾、铷【解析】光子的能量，取，则,根据E>W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应。14.（海南卷）17.[选修3-5]（12分）（1）（4分）下列说法正确的是_________。A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应