【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 4.1 原子核结构探秘课后知能检测 沪科版选修3-5

【课堂新坐标】〔教师用书〕2013-2014学年高中物理 4.1+2 划时代的发现探究感应电流的产生条件课后知能检测新人教版选修3-21．如下现象中，属于电磁感应现象的是( )A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路产生感应电流C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场【解析】电磁感应现象是指磁生电的现象，选项B对．【答案】 B2．1823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生．在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里．他想，反正产生的电流应该是“稳定〞的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定〞的)，插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得与．就这样，科拉顿开始了实验．然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0〞刻度的位置，科拉顿失败了．以下关于科拉顿实验的说法中正确的答案是( )A．实验中根本没有感应电流产生B．实验中有感应电流产生C．科拉顿的实验装置是完全正确的D．科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生，但当跑到另一间房观察时，电磁感应过程已经完毕，不会看到电流计指针的偏转【解析】感应电流是在磁通量变化的过程中产生的，这种变化一旦停止，感应电流也就不存在了．【答案】BCD3．德国《世界报》曾报道个别西方兴旺国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹．假设一枚原始脉冲波功率10 kMW，频率5 kMHz的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸，它将使方圆400～500 m2范围内电场强度达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软件均遭到破坏．电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( )A．电磁脉冲引起的电磁感应现象B．电磁脉冲产生的动能C．电磁脉冲产生的高温D．电磁脉冲产生的强光【解析】根据电磁感应可知，变化的磁场产生电场，增大周围电场强度，可以破坏其电子设备．应当选A.【答案】 A4．如图4－1－8所示，一个矩形铁芯上绕制两个线圈A和B.在如下关于B线圈中是否有感应电流的判断中，正确的答案是( )图4－1－8A．S闭合后，B线圈中一直有感应电流B. S闭合一段时间后，B中感应电流消失，但移动变阻器滑片时，B中又有感应电流出现C. 在S断开和闭合的瞬间，B中都有感应电流D. 因为A、B两线圈是两个不同的回路，所以B中始终没有感应电流【解析】线圈中有电流时，产生的磁场通过铁芯能穿过B线圈，当A线圈中的电流变化时产生的磁场发生变化，如此穿过B线圈的磁通量发生变化，B线圈中产生感应电流．【答案】BC5．一磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图4－1－9所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，如此穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )A．0 B．2BSC．2BS cos θD．2BS sin θ图4－1－9【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS cos θ.后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BS cos θ，如此磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS cos θ.【答案】 C6．如下列图，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合)( )【解析】对图A而言，因为通电直导线位于环形导线所在平面内，且与直径重合，因此穿过圆环的磁通量为零，所以当切断导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中必为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生；对图B而言，因为磁通量为大小两个局部磁感线条数之差，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故闭合回路中会有感应电流产生；同理分析可得图C中也有感应电流产生；对图D而言，因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零．当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中皆为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生，所以当切断直导线中的电流时，能产生感应电流的有B、C两种情况．【答案】BC7．如图4－1－10所示，导线ab和cd互相平行，如此如下四种情况下导线cd中无电流的是( )A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，不滑动触头图4－1－10【解析】如果导线cd中无电流产生，如此说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化，也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化．显然，开关S闭合或断开的瞬间、开关S是闭合的但滑动触头向左滑的过程、开关S是闭合的但滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，都能在导线cd中产生感应电流．【答案】 D8．法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学〞与“磁学〞真正联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否认的是( )A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体外表感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流【解析】法拉第经过研究发现引起感应电流的原因都与变化和运动有关，B、C、D项所表示的思想都被实验证实，A中推论不成立．【答案】 A9．如图4－1－11所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I 通过时，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，如下说法中正确的答案是( ) A．Φa<Φb<ΦcB．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<ΦbD．Φa>Φc>Φb图4－1－11【解析】当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此根据合磁通量的计算，应该是Φa>Φb>Φc.【答案】 B10．唱卡拉OK用的话筒内有传感器．其中有一种是动圈式的，如图4－1－12所示，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．如下说法正确的答案是( )动圈式话筒的构造图4－1－12A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势【解析】当声波使膜片前后振动时，膜片后的金属线圈就跟着振动，从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号，这是话筒的工作原理．如此B选项正确，A、C、D均错误．【答案】 B11．如图4－1－13所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路，并列举出在实验中通过改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方法：图4－1－13(1)_________________________________________________；(2)_________________________________________________；(3)_________________________________________________．【解析】(1)合上(或断开)开关瞬间；(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出；(3)移动滑动变阻器的滑片．【答案】见解析12．一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落，下落过程中，线圈平面保持水平，如图4－1－14所示，位置Ⅰ和Ⅲ都靠近位置Ⅱ，如此线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，线圈内________感应电流产生；线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线圈内________感应电流产生．(填“有〞或“无〞)图4－1－14 【答案】有有。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第4章核能章末归纳提升鲁科版选修3-5核能错误!错误!反应可用方程来表示，叫核反应方程．完成下列核反应方程，并指明它属于何种核反应．(1)23892U→23490Th＋( )属________；(2)94Be＋( )→126C＋10n，属________；(3)21H＋31H→42He＋( )，属________；(4)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋( )，属________．【解析】根据质量数和电荷数守恒可判定：(1)中的未知核为42He，该反应属衰变；(2)中的未知核为42He，该反应属人工转变；(3)中的未知核为10n，该反应属于聚变；(4)中的未知核为1010n，该反应属于裂变．【答案】见解析1．(2013·陕西师大附中检测)1964年、1967年我国分别成功引爆了第一颗原子弹和氢弹，同时庄重承诺任何情况下决不首先使用核武器，决不向无核国家使用核武器．下列核反应方程表示两弹原理的是( )A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.235 92U＋10n→9538Sr＋139 54Xe＋210nC.238 92U→234 90Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n【解析】原子弹利用核裂变，而氢弹利用核聚变获得巨大核能，故B项对应原子弹的爆炸原理；D项对应氢弹的爆炸原理；A项为人工核转变；C项为核衰变反应．故答案为B、D.1.(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应达到它的临界体积．重核的裂变：如235 92U ＋10n→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n. 应用：原子弹、原子反应堆．(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．轻核的聚变：如：21H ＋31H→42He ＋10n. 应用：氢弹、可控热核反应． 2．核能的计算重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：(1)质能方程ΔE ＝Δmc 2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损Δm 的确定是计算核能的关键．(2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第4章《从原子核到夸克》综合检测沪科版选修3-5(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10个小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分)1．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过4820Ca(钙48)轰击249 98Cf(锎249)发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出了3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是( ) A．中子B．质子C．电子D．α粒子【解析】在核反应中核电荷数和质量数守恒，由此知选项A正确．【答案】 A2．一种元素的同位素的原子核内中子数N与原子核的质量数A间的关系是图中的( )【解析】原子核的质量数A＝Z＋N，可得N＝A－Z的函数关系．【答案】 D3．我国科学家于1965年9月首次用人工方法合成了结晶牛胰岛素，为了证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，在合成过程中掺入放射性14C，然后把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合到一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质，从而为我国在国际上首次合成牛胰岛素提供了有力的证据．那么在人工合成过程中掺入14C起到的作用是( )A．扩散作用B．组成元素C．示踪原子D．增强人的抗病能力【解析】通过检测C－14衰变发出的射线，才能确定人工方法合成了牛胰岛素是否均匀分布在牛胰岛素结晶里，C－14是示踪原子．【答案】 C4．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He―→X＋10n.下列判断正确的是( )A.10n是质子B.10n是中子C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素【解析】符号10n为中子，质子的符号为11H，故A错，B对．根据电荷数守恒和质量数守恒可算出X的电荷数为15，质量数为30，所以X是3115P的同位素，C错．D对．【答案】BD5．(2011·商洛检测)将半衰期为5天的质量为64 g的铋分成四份分别投入(1)开口容器中；(2)100 atm的密封容器中；(3)100 °C的沸水中；(4)与别的元素形成化合物．经10天后，4种情况剩下的铋质量数分别为m1、m2、m3、m4，则( )A．m1＝m2＝m3＝m4＝4 gB．m1＝m2＝m3＝4 g，m4＜4 gC．m1＞m2＞m3＞m4，m1＝4 gD．m1＝4 g，其余无法知道【解析】放射性元素的半衰期是一定的，与放射性元素所在的物理环境和化学环境无关，所以A正确．【答案】 A6．如图1所示是原子核人工转变实验装置示意图，A是α粒子源，F是铝箔，S是荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光产生的原因是( )图1A．α粒子射到屏S上产生的B．α粒子轰击氮核后产生的某种粒子射到屏上产生的C．α粒子轰击铝箔F上打出的某种粒子射到屏上产生的D．粒子源中放出的γ射线射到屏上产生的【解析】该实验的核反应方程是14 7N＋42He→17 8O＋11H这是原子核的第一次人工转变，世界第一次发现质子的实验，而本题出现的闪光是α粒子从氮核里打出的质子穿过铝箔射到屏上产生的．【答案】 B7．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径比为5∶1，如图2所示，那么碳的衰变方程是( )图2A.146C ―→42He ＋104Be B.146C ―→0－1e ＋145B C.146C ―→ 0－1e ＋147N D.146C ―→21H ＋125B【解析】 由于两个轨迹为外切圆，放出的粒子和反冲核方向相反，由左手定则可知，它们必均为正电荷；而衰变过程中两者动量大小相等，方向相反，由于qBv ＝mv 2R ，则R ＝mv qB因半径之比为5∶1，它们的电量之比为1∶5，由此可知D 正确．【答案】 D8．1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm.由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．124、259B ．124、265C ．112、265D ．112、277【解析】 写出核反应方程为AZ X ―→642He ＋253100Fm可知A ＝6×4＋253＝277，Z ＝6×2＋100＝112，选项D 正确． 【答案】 D9．在下列四个方程，X 1、X 2、X 3和X 4 各代表某种粒子( )①23592U ＋10n→9538Sr ＋13854Xe ＋3X 1 ②21H ＋X 2→32He ＋10n ③23892U→23490Th ＋X 3 ④2412Mg ＋42He →2713Al ＋X 4以下判断中正确的是( )A ．X 1是中子B ．X 2是电子C ．X 3是α粒子D ．X 4是氘核【解析】 首先根据电荷数守恒算出X 1、X 2、X 3、X 4的核电荷数分别为0、1、2、1，从而确定粒子的名称分别为中子、氢、氦、氢，然后再根据质量守恒确定X 1代表中子，X 2代表氘核，X 3代表α粒子，X 4代表有质子，故A 、C 正确．【答案】 AC10．(2010·上海单科)某放射性元素经过11.4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【解析】 根据半衰期的定义，剩余原子个数N ＝N 总·(12)tT ，t 是经历的天数，T 是半衰期，故11.4＝3T ，T ＝3.8天，D 项正确．【答案】 D二、填空题(本题2小题，共12分)11．(4分)一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a 、b 两束，射线a 沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b 为________射线．图3【解析】 三种射线中α射线穿透力最弱，不能穿透铝箔；β是高速电子流，带负电，在电场中能发生偏转，而γ是一种电磁波，在电场中不发生偏转，所以射线a 为γ射线，射线b 为β射线．【答案】 γ β12．(8分)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 放射源进行了实验验证．次年，李、杨二人因此获得诺贝尔物理奖.6027Co 的衰变方程是6027Co→AZ Ni ＋ 0－1e ＋νe，其中νe是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零．(1)Co 与Fe 同周期，6027Co 的核外电子数为________，在上述衰变方程中，衰变产物AZ Ni 的质量数A 是________，核电荷数Z 是________．(2)在衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni 和 0－1e 的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni 和 0－1e ，那么衰变过程将违背________守恒定律．【解析】 (1)关键要知道Co 在周期表中的位置，6027Co 核外电子数等于质子数27，而AZ Ni 是6027Co 的衰变产物，且它与6027Co 质量只相差一个电子和一个反中微子，电子质量仅为质子质量的11 840，可忽略不计，又知道反中微子静止质量可认为是零．因此A Z Ni 的质量数A 应与6027Co相同，也为60，据衰变方程知，6027Co 的一个中子变成质子，则A Z Ni 的电荷数应比6027Co 多1，即Z ＝28.(2)衰变前6027Co 静止，总动量为零，衰变后若只产生两粒子Ni 和 0－1e ，据动量守恒，Ni 和 0－1e ，系统动量也为零，只有当两粒子运动在同一直线上，方向相反才能保持动量为零．假如原为静态粒子衰变为两个粒子，若现在它们却不在同一直线上运动，那肯定是违反了动量守恒定律．【答案】 (1)27 60 28 (2)动量三、计算题(本题包括4个小题，共48分，解答时要写出必要的文字说明、主要的解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)为了临床测定病人血液的体积，可根据磷酸盐在血液中将为红血球所吸收这一事实，向病人体内输入适量含有3215P 作示踪原子的血液．先将含有3215P 的血液4 cm 3等分为二，其中一份留作标准样品，20 min 测量出其放射性强度10 800 s －1；另一份则通过静脉注射到病人体内，经20 min 后，放射性血液分布于全身，再从病人体内抽出血液样品2 cm 3，测出其放射性强度为5 s －1，则病人的血液体积为多少？【解析】 20 min 后血液的放射强度应与标准样品的放射性强度相等，根据它是2 cm 3血液样品的放射强度5s －1的倍数，就可求出血液的总体积．由于标准样品与输入体内的3215P 的总量是相等的，因此两者的放射性强度与3215P 原子核的总数均是相等的．设病人血液总体积为V .由V2×5＝10 800，得V ＝4 320 cm 3.【答案】 4 320 cm 314．(12分)测得某矿石中铀、铅质量比为1.15∶1，假设开始时矿石只含有铀238，发生衰变的铀238都变成了铅206.已知铀238的半衰期是4.5×109年，求矿石的年龄．【解析】 利用半衰期的计算公式m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，只要找出m 、m 0的关系，由τ＝4.5×109年，即可求出矿石的年龄．设开始时矿石中有m 0千克的铀238，经n 个半衰期后，剩下铀m 千克，则m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，衰变掉的铀为m 0－m ＝m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，一个铀核衰变成一个铅核，设生成铅x 千克，则m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n x＝238206， x ＝206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 据题意，有：m x ＝1.151，即m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝1.151解得n ＝1，即t ＝T ＝4.5×109年． 【答案】 4.5×109年15．(12分)在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源，从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图4所示，在与放射源距离为H 高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(比一般纸厚，且坚韧的涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后使两张显影纸显影．图4(1)上面的显影纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的显影纸显出一串3个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比．(已知m α＝4 u ，m β＝11 840 u ，v α＝c 10，v β＝c )【解析】 (1)2个暗斑，分别是β、γ射线痕迹．一张显影纸即可挡住α射线． (2)由s ＝12at 2，a ＝Eq /m ，t ＝H v 得：s ＝qEH 22mv 2，即s α∶s β＝q αm αv 2α∶q βm βv 2β＝5∶184. 【答案】 (1)2个暗斑 β、γ射线 (2)5∶18416．(14分)一个静止的氮核147N 俘获一个速度为2.3×107m/s 的中子生成一个复核A ，A 又衰变成B 、C 两个新核，设B 、C 的速度方向与中子速度方向相同，B 的质量是中子的11倍，速度是106m/s ，B 、C 在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比R B ∶R C ＝11∶30，求：(1)C 核的速度大小；(2)根据计算判断C 核是什么？ (3)写出核反应方程式．【解析】 (1)由动量守恒定律，m n v n ＝m B v B ＋m C v C ，所以v C ＝m n v n －m B v B m C ＝2.3×107－11×1064m/s ＝3×106m/s.(2)由qvB ＝m v 2R 得R ＝mv qB ，R B ＝m B v B q B B ，R C ＝m C v Cq C B.因为R B R C ＝m B v B ·q C m C v C ·q B ＝1130，从而可求出q C q B ＝25，又因为q C ＋q B ＝7，所以q C ＝2；而m C ＝4，所以C 核是42He.(3)147N ＋10n ―→115B ＋42He. 【答案】 (1)3×106m/s (2)42He(3)147N ＋10n ―→115B ＋42He。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 课后知能检测2 沪科版选修3-41．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是( )A ．可以是恒力B ．可以是方向不变而大小变化的力C ．可以是大小不变而方向改变的力D ．一定是变力【解析】 由F ＝－kx 可知，由于位移的大小和方向在变化，因此回复力的大小和方向也在变化．一定是变力．【答案】 D2．(多选)关于简谐振动，以下说法中正确的是( )A ．回复力总指向平衡位置B ．加速度、速度方向永远一致C ．在平衡位置加速度、速度均达到最大值D ．在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零【解析】 回复力是把物体拉回到平衡位置的力，A 对；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能远离平衡位置，B 错；平衡位置位移为零，据a ＝－kx m知加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，C 错，D 对．【答案】 AD3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( )A ．振子所受的回复力逐渐增大B ．振子的位移逐渐增大C ．振子的速度逐渐减小D ．振子的加速度逐渐减小【解析】 振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的位移，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小．而回复力与位移成正比，故回复力也减小．由牛顿第二定律a ＝F /m 得，加速度也减小，物体向平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大．【答案】 D4．(多选)(2013·咸阳检测)如图1－2－9所示是某一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是( )图1－2－9A．在第1 s内，质点速度逐渐增大B．在第2 s内，质点速度逐渐增大C．在第3 s内，动能转化为势能D．在第4 s内，动能转化为势能【解析】质点在第1 s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，所以选项A错误；在第2 s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，所以选项B 正确；在第3 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，所以选项C 正确；在第4 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动，势能转化为动能，所以选项D 错误．【答案】BC5．(多选)如图1－2－10所示，轻质弹簧下挂一个重为300 N的物体A，伸长了3 cm，再挂上重为200 N的物体B时又伸长了2 cm，若将连接A、B两物体的细线烧断，使A在竖直面内振动，则( )图1－2－10A．最大回复力为300 NB．最大回复力为200 NC．振幅为3 cmD．振幅为2 cm【解析】在最低点绳被烧断后，A受到的合力是200 N，B对；振幅应是2 cm，D对．【答案】BD6．(2013·榆林检测)如图1－2－11甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T＝2 s，从振子处于最低点位置向上运动时开始计时，在一个周期内的振动图像如图乙所示．关于这个图像，下列说法正确的是( )甲乙图1－2－11A．t＝1.25 s时，振子的加速度为正，速度也为正B．t＝1.7 s时，振子的加速度为负，速度也为负C．t＝1.0 s时，振子的速度为零，加速度为负向最大值D．t＝1.5 s时，振子的速度为零，加速度为负向最大值【解析】t＝1.25 s时，加速度为负，速度为负；t＝1.7 s时，加速度为正，速度为负；t＝1.0 s时，速度为零，加速度为负向最大值；t＝1.5 s时，速度为负向最大值，加速度为零，故C正确．【答案】 C7．(多选)做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，都具有相同的( )A．加速度B．速度C．位移D．动能【解析】做简谐运动的物体，每次经过同一位置时具有相同的位移，位移相同则回复力相同，回复力相同则加速度相同；速度大小相等，但方向可能相同，也可能相反，但动能一定是相等的，所以A、C、D正确．【答案】ACD8．(2013·赤峰检测)如图1－2－12所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中( )图1－2－12A．小球最大动能应等于mgAB．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C ．弹簧最大弹性势能等于2mgAD ．小球在最低点时的弹力大于2mg【解析】 设小球受力平衡时弹簧的压缩量为x 0，则有mg ＝kx 0，由题意知x 0＝A ，小球振动到最低点时，弹簧的压缩量为2x 0＝2A ，弹力为k ·2x 0＝2mg ，选项D 错误；由动能定理知，小球由最高点到最低点的过程中，重力势能减少量mg ·2A 全部转化为弹簧的弹性势能，选项C 正确；在平衡位置时，小球的动能最大，由最高点振动到平衡位置的过程中，重力势能减少量mgA 一部分转化为动能，一部分转化为弹性势能，故选项A 错误；小球在振动过程中还有重力势能的变化，故选项B 错误．【答案】 C9．(多选)如图1－2－13所示是某弹簧振子的振动图像，试由图像判断下列说法中正确的是( )图1－2－13A ．振幅是3 cmB ．周期是8 sC. 4 s 末小球速度为负，加速度为零，回复力为零D ．第22 s 末小球的加速度为正，速度最大【解析】 纵轴是质点离开平衡位置的位移，横轴是时间，图像是振动图像．由图像可知振幅A ＝3 cm ，故A 正确；而周期T ＝8 s ，故B 正确；4 s 末时质点在“下坡路程”，因而速度为负，而质点正好在平衡位置，因而a ＝0，C 正确；第22 s 末恰是234个周期，因而质点正处于负向最大位移处，速度为0，加速度正向最大，则D 错误，故正确选项为A 、B 、C.【答案】 ABC10．如图1－2－14所示，小球被套在光滑的水平杆上，跟弹簧相连组成弹簧振子，小球在平衡位置附近的A 、B 间往复运动，以O 为位移起点，向右为位移x 的正方向，则：图1－2－14(1)速度由正变负的位置在________；(2)位移为负向最大值的位置在________；(3)加速度由正变负的位置在________；(4)加速度达到正向最大值的位置在________．【解析】 矢量由正变负时，就是矢量改变方向时，也就是该矢量数值为零时，故速度由正变负的位置在B 点，加速度由正变负的位置在O 点，负向最大位移的位置在A 点．加速度a ＝－k m x ，正向最大加速度处的位置在A 点．【答案】 (1)B (2)A (3)O (4)A11．已知水平弹簧振子的质量为2 kg ，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时受到的回复力为4 N ，求当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，受到的回复力的大小和方向以及加速度的大小和方向．【解析】 F ＝－kx ，所以F 1的大小F 1＝kx 1，由此可得k ＝200 N/m.F 2＝kx 2＝200×4 ×10－2 N ＝8 N ，由于位移向右，故回复力F 2的方向向左．根据牛顿第二定律a 2＝F 2m ＝82m/s 2＝4 m/s 2，方向向左． 【答案】 回复力大小为8 N ，方向向左 加速度大小为4 m/s 2，方向向左12．如图1－2－15所示，质量为m 的小球在两根劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧作用下在光滑水平面上的运动(小球在O 点时两根弹簧均处于自由状态)是否是简谐运动？图1－2－15【解析】 弹力的合力，其大小为F ＝F 1＋F 2＝(k 1＋k 2)x ，令k ＝k 1＋k 2，上式可写成：F ＝kx .由于小球所受回复力的方向与位移x 的方向相反，考虑方向后，上式可表示为：F ＝－kx .所以，小球将在两根弹簧的作用下，沿水平面做简谐运动．【答案】 是简谐运动。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第1章第2节震动的描述课后知能检测鲁科版选修3-41．有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x后释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为( ) A．1∶1 1∶1B．1∶11∶2C．1∶4 1∶4 D．1∶21∶2【解析】弹簧的压缩量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为1∶2.而对同一振动系统，其周期与振幅无关，则周期之比为1∶1.【答案】 B2．(2013·海口高二检测)如图1－2－7所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从B到C的运动时间是1 s，则下列说法正确的是( )图1－2－7A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是1 s，振幅是10 cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm【解析】振子从B到C经历半个周期，故T＝2 s，而A＝5 cm，故选项D正确．【答案】 D图1－2－83．(2012·重庆高考)装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图1－2－8所示，将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是( )【解析】 试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D.【答案】 D4．(多选)一质点做简谐运动，其振动图象如图1－2－9所示，在0.2 ～0.3 s 这段时间内质点的运动情况是( )图1－2－9A ．沿x 负方向运动，速度不断增大B ．沿x 负方向运动，位移不断增大C ．沿x 正方向运动，速度不断增大D ．沿x 正方向运动，位移不断减小【解析】 由图知质点正从负的最大位移向平衡位置运动，位移不断减小，速度正逐渐增加．【答案】 CD5．一弹簧振子的周期为2 s ，从振子通过平衡位置向右运动起，经过1.85 s 时，其运动情况是( )A ．向右减速B ．向右加速C ．向左减速D ．向左加速【解析】 经过1.85 s ，振子处于34T 至T 内，它正在平衡位置的左侧向平衡位置处运动，所以振子是向右加速．【答案】 B6．在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图象如图1－2－10所示．假设向右的方向为正方向，则物体加速度向右且速度向右的时间段是( )图1－2－10A ．0 s 至1 s 内B ．1 s 至2 s 内C ．2 s 至3 s 内D ．3 s 至4 s 内【解析】 质点从负的最大位移向平衡位置运动时物体加速度和速度都向右． 【答案】 D7．(2013·福州一中检测)一质点做简谐运动的图象如图1－2－11所示，下列说法正确的是( )图1－2－11A ．质点振动的频率是4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmC ．第4 s 末质点的速度为零D ．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同【解析】 根据振动图象可知：该简谐运动周期T ＝4 s ，所以频率f ＝1T ＝0.25 Hz ，A错；10 s 内质点通过路程s ＝104×4A ＝10A ＝10×2 cm ＝20 cm ，B 正确；第4 s 末质点经过平衡位置，速度最大，C 错；在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相反，D 错．【答案】 B8．(多选)已知物体A 、B 做简谐运动．物体A 做简谐运动的振动位移x A ＝3sin(100t ＋π2)m ，物体B 做简谐运动的振动位移x B ＝5sin(100t ＋π6) m ．比较A 、B 的运动( )A ．振幅是矢量，A 的振幅是6 m ，B 的振幅是10 m B ．周期是标量，A 、B 周期相等为100 sC ．A 振动的频率f A 等于B 振动的频率f BD ．A 的相位始终超前B 的相位π3【解析】 振幅是标量，A 、B 的振动范围分别是6 m 、10 m ，但振幅分别为3 m 、5 m ，A 错；A 、B 振动的周期T ＝2πω＝2π100 s ＝6.28×10－2s ，B 错；因为T A ＝T B ，故f A ＝f B ，C 对；Δφ＝φAO －φBO ＝π3，D 对．【答案】 CD9．(多选)如图1－2－12所示为质点P 在0～4 s 内的振动图象，下列叙述正确的是( )图1－2－12A ．再过1 s ，该质点的位移是正的最大B ．再过1 s ，该质点的速度沿正方向C ．再过1 s ，该质点的加速度沿正方向D ．再过1 s ，该质点加速度最大【解析】 将图象顺延续画增加1 s ，质点应在正最大位移处，故A 、D 正确． 【答案】 AD10．(2013·武汉高二检测)如图1－2－13所示，图(甲)为以O 点为平衡位置，在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图(乙)为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )图1－2－13A ．在t ＝0.2 s 时，弹簧振子可能运动到B 位置B ．在t ＝0.1 s 与t ＝0.3 s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2 s 的时间内，弹簧振子的动能持续的增加D ．在t ＝0.2 s 与t ＝0.6 s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同【解析】 t ＝0.2 s 时，振子的位移为正向最大位移，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在A 点也可能在B 点，A 正确．t ＝0.1 s 时速度为正，t ＝0.3 s 时速度为负，两者方向相反，B 错．从t ＝0到t ＝0.2 s 的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，C 错．t ＝0.2 s 与t ＝0.6 s 两个时刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D 错．【答案】 A11．质点沿x 轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点O.质点经过a 点和b 点时速度相同，由a 点运动到b 点需0.2 s ；质点由b 点再次回到a 点最短需要0.4 s ．则该点做简谐运动的频率为( )A ．1 HzB ．1.25 HzC ．2 HzD ．2.5 Hz【解析】 由题意知a 、b 两点关于O 点对称．由t ab ＝0.2 s ，t ba ＝0.4 s 知质点经过b 点后还要继续向最大位移处运动，直到最大位移处，然后再回来经b 到a.则质点由b 到最大位移处再回到b 所用时间为0.2 s ，则T 4＝12t ab ＋12(t ba －t ab )，解得质点做简谐运动的周期T ＝0.8 s ，频率f ＝1/T ＝1.25 Hz.【答案】 B12．某物体做简谐运动，其位移与时间的变化关系式为x ＝10sin 5πt cm ，由此可知： (1)物体的振幅为多少？ (2)物体振动的频率为多少？(3)在t ＝0.1 s 时，物体的位移是多少？【解析】 将本题中表达式x ＝10sin 5πt cm 与简谐运动的表达式x ＝Asin(ωt ＋φ)对应项比较，可得：(1)振幅A ＝10 cm.(2)振动频率f ＝ω2π＝5π2π Hz ＝2.5 Hz.(3)t ＝0.1 s 时位移x ＝10sin(5π×0.1)cm ＝10 cm.【答案】 (1)10 cm (2)2.5 Hz (3)10 cm。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第3章第1节原子核结构课后知能检测鲁科版选修3-51．(2013·陕西师大附中检测)二十世纪初，为了研究物质的微观结构，很多物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图3－1－5所示实验装置是( )图3－1－5A．汤姆孙发现电子的实验装置B．卢瑟福α粒子散射的实验装置C．卢瑟福发现质子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置【解析】Po放出的α粒子轰击Be产生中子，中子轰击石蜡产生质子．故选D.【答案】 D2．关于质子与中子，下列说法中正确的是( )A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称核子C．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在D．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在【解析】原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子，卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故A、B、D项叙述正确，C项错．【答案】ABD3．根据布拉凯特的充氮云室实验可知 ( )A．质子是直接从氮核中打出来的B．α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核放出一个质子C．云室照片中短而粗的是质子的径迹D．云室照片中短而粗的是α粒子的径迹【解析】α粒子轰击氮核满足动量守恒，若直接打出质子则质子运动方向与α粒子运动方向应一致，但实验中不是这样，径迹分叉，即质子与α粒子运动方向不一致，所以应是先形成一个复核，再由复核中放出一个质子，所以A 选项错误，B 选项正确；在云室中，径迹粗细反映粒子的电离本领的强弱，径迹长短反映粒子的贯穿本领的强弱，所以粗而短的是新核的径迹，细而长的是质子的径迹，所以C 、D 两项都错误．【答案】 B4．(2013·莆田检测)一个原子核21083Bi ，关于这个原子核，下列说法中正确的是( )A ．核外有83个电子，核内有127个质子B ．核外有83个电子，核内有83个质子C ．核内有83个质子、127个中子D ．核内有210个核子【解析】 根据原子核的表示方法可知，这种原子核的电荷数为83，质量数为210.因为原子核的电荷数等于核内质子数，故该核内有83个质子．因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，即等于核内核子数，故该核内有210个核子，其中有127个中子．因为该原子电性未知，故不能确定核外电子数．【答案】 CD5．α粒子击中氮14核后放出一个质子，转变为氧17核(17 8O)．在这个氧原子核中有( )A ．8个正电子B ．17个电子C ．9个中子D ．8个质子 【解析】 根据原子核的构成，核电荷数为8，即质子数为8，核外电子数为8，质量数为17，所以中子数为17－8＝9，原子核内没有游离的正电子，所以答案为C 、D.【答案】 CD6．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al ＋42He→X＋10n.下列判断正确的是( )A.10n 是质子B.10n 是中子C ．X 是2814Si 的同位素D ．X 是3115P 的同位素【解析】 核反应方程为2713Al ＋42He→3015X ＋10n ，10n 表示中子．由核反应中电荷数、质量数守恒知，X 为3015X ，即为3115P 的同位素．【答案】 BD7．(2013·琼海检测)最近国外科技杂志报道，将6228Ni 和208 82Pb 经核聚变并释放出一个中子后，生成第110号元素的一种同位素，该同位素的中子数是( )A ．157B ．159C ．161D ．163【解析】 根据质量数与电荷数守恒，写出核反应方程6228Ni ＋208 82Pb ―→269110Y ＋10n ，则Y 的中子数为269－110＝159.【答案】 B8．原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2【解析】A Z X＋21H→42He＋11H，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，答案D.【答案】 D9．(2012·上海高考)某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图( )【解析】由质量数(A)＝质子数＋中子数可知B正确．【答案】 B10．有些元素的原子核可以从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子(如从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”)，当发生这一过程时( ) A．新原子是原来原子的同位素B．新原子核比原来的原子核少一个质子C．新原子核将带负电D．新原子核比原来的原子核少一个中子【解析】原子核俘获电子后，由于负电荷和正电荷中和，新原子核质子数少1，中子数多1，故B正确．【答案】 B11．(2013·扬州一中高二检测)现在，科学家正在设法探寻“反物质”．所谓的“反物质”是由“反粒子”组成的，“反粒子”与对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，但与电荷的符号相反，据此，反α粒子的质量数为________，电荷数为________．【解析】α粒子是氦核，它由两个质子和两个中子构成，故质量数为4，电荷数为2.而它的“反粒子”质量数也是4，但电荷数为－2.【答案】 4 －212．一个静止的氮核14 7N俘获了一个速度为2.3×107m/s的中子，生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比R B∶R C＝11∶30，求：(1)C核的速度大小．(2)根据计算判断C核是什么．(3)写出核反应方程．【解析】氮核吸收了一个中子变成的复核不稳定，将发生衰变．整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成一个系统，过程前后都不受外界的任何干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒．利用这一点，可以求出C核的速度．然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断核的种类，写出核反应方程．(1)氮核从俘获中子到衰变成B、C两个新核的过程动量守恒，有m n v n＝m B v B＋m C v C根据质量数守恒规律，可知C核的质量数为14＋1－11＝4.由此解得v c＝3×106 m/s.(2)由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动时R＝mvqB，可得q B q C ＝m B v B R Cm C v C R B＝11×106×304×3×106×11＝52①q B＋q C＝7②将①②式联立求解得q C＝2，而A C＝4，则C核是氦原子核．(3)核反应方程式是14 7N＋10n→11 5B＋42He.【答案】见解析。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中化学 2.1.1 原子核外电子运动课后知能检测苏教版选修31．下列叙述中，不属于核外电子特点的是( )A．质量很小B．运动范围很小C．运动速率很快 D．有确定的运动轨道【解析】核外电子的质量很小，仅为质子质量的1/1836，在直径为10－10 m的空间内做高速运动，所以不能准确地测定电子在某一时刻所处的位置及运动速率，也不能描绘出它的运动轨道，即没有确定的运动轨道。

【答案】 D2．(2013·邯郸高二质检)下列电子层中，有f原子轨道的是( )A．K B．L C．M D．N【解析】电子层中的原子轨道个数等于该电子层的序数，要出现f原子轨道，电子层数最少为4层。

【答案】 D3．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )A．电子云图中，小点密集表示该处的电子多B．原子轨道表示原子核外电子运动的轨迹C．3p轨道和2p轨道都呈纺锤形，3p轨道比2p轨道数目多D．多电子原子中电子离核的平均距离4s＞3s＞2s【解析】不管2p或3p或任何其他电子层的p轨道，总是3个互相垂直的轨道，所以C 项错误；电子层序数大，则它的各种轨道伸展程度都变大，即电子运动离核平均距离就远，D项正确。

【答案】 D4．观察2pz轨道电子云示意图(如图所示)判断，下列说法中错误的是( )A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称B．点密集的地方表明电子出现的机会多C．电子先沿z轴正半轴运动，然后沿其负半轴运动D．2pz轨道的形状为两个椭圆面【解析】观察2pz轨道电子云示意图发现，处于2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，A项正确。

电子云中的小点疏密程度代表电子出现的概率大小，所以点密集的地方表明电子出现的机会多，B正确。

在图中，电子出现的概率分布关于z轴对称，电子云并不是电子的真实运动轨迹，C错误。

2pz轨道电子云形状为两个椭圆球，而不是面，D错误。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 3.4 分析物体的受力课后知能检测沪科版必修11．跳高运动是奥运会重要项目之一，跳高过程中，分起跳、越杆和下落等几个过程，下列叙述正确的是( )A．在起跳过程中，运动员只受向上的升力B．下落过程中，运动员受地球引力和重力C．越杆过程中，运动员不受任何力D．在跳越的全过程中，运动员始终受到重力作用【解析】起跳过程中，运动员受向上的弹力和重力，A错．在跳越的全过程中，运动员总受到重力作用，但重力是由于地球引力产生的，即重力是引力的表现，因此B、C错，D 正确．【答案】 D图3－4－92．如图3－4－9所示，轻弹簧上端固定，下端挂一重球，重球下放着一光滑斜面，球与光滑斜面接触且处于静止状态，当弹簧处于竖直方向时，则重球受到的力有( ) A．重力和弹簧拉力B．重力、弹簧拉力和斜面支持力C．重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力D．重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力【解析】因斜面光滑，故无摩擦力，若斜面对重球有一支持力，则弹簧不可能处于竖直方向，因此，斜面对球无支持力，根据二力平衡，重球必受弹簧的弹力作用，由此知A 正确．【答案】 A图3－4－103．(2012·西北工大附中高一检测)如图3－4－10所示，物体沿粗糙斜面减速上滑，对物体的受力分析中正确的是( )A．物体受到重力、弹力、摩擦力的作用B．物体受到重力、弹力、摩擦力及向上的冲力的作用C．物体受到重力、对斜面的压力、摩擦力的作用D．物体受到重力、弹力、摩擦力和使物体下滑的力的作用【解析】物体上滑，是因为物体的本性——惯性，不存在上滑的力，B错；物体受重力、斜面的弹力和摩擦力，A对，D错；对斜面的压力是物体施加给斜面的作用力，而不是物体受力，所以C错．【答案】 A图3－4－114．如图3－4－11所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态．关于物块M所受摩擦力，下列说法正确的是( )A．方向一定沿斜面向上B．方向一定沿斜面向下C．大小可能等于零D．大小一定等于F【解析】力F的作用下，其运动趋势可能向上、向下也可能无相对运动趋势，由此可知C正确．【答案】 C图3－4－125．如图3－4－12所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( ) A．小车静止时，F＝mg，方向竖直向上B．小车静止时，F＝mg，方向垂直杆向上C．小车向右以速度v匀速运动时，F＝mg，方向沿杆向上D．小车向左以速度v匀速运动时，F＝mg，方向沿杆向上【解析】由于物体与杆接触，必受到重力和杆对物体的作用力，小车静止或匀速运动时，重力与杆对物体的作用力是一对平衡力，由此可知，A正确．【答案】 A6．如图3－4－13所示，走钢丝是一项传统的杂技项目，常常给观众带来惊险、刺激．走钢丝的过程中，演员往往手拿一根很长的木棍，关于木棍的作用，下列说法正确的是( )图3－4－13A．为了增大演员与钢丝间的压力B．为了增大演员与钢丝间的摩擦力C．为了调节演员自身重心的位置D．为了增加观众的观赏性【解析】杂持演员手拿一长木棍，主要是调节自身重心的位置，以便时刻保持平衡，好完全走过钢丝．【答案】 C图3－4－147．(2012·银川实验中学高一检测)如图3－4－14所示，竖起放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，弹簧处于竖直方向，则斜面体P此刻受到的外力个数有可能为( )A．2个B．3个C．4个D．5个【解析】以斜面体P为研究对象，很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作用，二力共线．若F1＝mg，二力使P处于平衡(如图甲所示)若F1>mg，挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的弹力N作用，欲使物体P处于平衡状态，MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力f(如图乙所示)，故答案为A、C.【答案】AC图3－4－158．(2012·西安高大附中检测)如图3－4－15所示，三个木块A、B、C在水平推力F 作用下静止在竖直的墙面上．已知A的左侧面是光滑的，下列说法错误的是( ) A．A对B的摩擦力竖直向下B．B对C的摩擦力竖直向下C．C对墙的摩擦力竖直向上D．墙对C的摩擦力竖直向上【解析】对A、B、C整体受力分析，知墙对C的摩擦力方向向上平衡整体重力．对A 受力分析，B对A的摩擦力方向向上平衡A的重力；对B分析知C对B的摩擦力方向向上．【答案】 C图3－4－169．如图3－4－16所示，一个质量为m的小球，用细线悬挂在竖直墙壁上，墙壁光滑，试画出小球受力示意图．【解析】小球受三个力作用：重力mg、绳的拉力F1、竖直墙壁的支持力N.【答案】受力示意图如下图所示图3－4－1710．(2012·四川绵阳高一检测)质量m＝5 kg的物体A放在倾角为30°的斜面上静止，如图3－4－17所示，它受到哪几个力作用？各力的施力物体是谁？并画出各力的示意图．【解析】物体A受到的3个力的作用，重力G，施力物体是地球；支持力F，施力物体是斜面；摩擦力f，施力物体是斜面．力的示意图如图所示．【答案】见解析11．分析并说明在下列两种情况下汽车的受力情况，画出受力示意图．(1)如图3－4－18(一)所示，汽车在牵引力作用下匀速驶上斜坡；(2)如图3－4－18(二)所示，汽车停在斜坡上．(一) (二)图3－4－18【解析】(1)汽车匀速上坡时，受到四个力作用：重力、支持力、牵引力、摩擦力．受力示意图如下图所示．(2)若汽车静止于斜坡上，汽车受三个力作用：重力、支持力、摩擦力．受力示意图如下图所示．【答案】(1)重力、支持力、牵引力、摩擦力(图见解析)(2)重力、支持力、摩擦力(图见解析)图3－4－1912．如图3－4－19所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上向右滑行，长木板在水平地面上处于静止状态，若ab与地面间的动摩擦因数为μ1，P与ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为多少？【解析】木块P在质量为M的长木板ab上滑行产生滑动摩擦力P与木板间压力N2＝mg.由公式f＝μN得f p＝μ2N2＝μ2mg，方向水平向左．由牛顿第三定律可知，木板受到P对它的水平向右的大小为μ2mg的摩擦力，因受到该摩擦力作用，木板具有向右的运动趋势，由此可知，地面对木板有向左的大小为μ2mg的摩擦力．【答案】μ2mg。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 18.1 电子的发现课后知能检测新人教版选修3-51．下列关于原子结构的说法正确的是( )A．电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B．α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D．α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致【解析】电子的发现，证明了原子内部有带正电的物质，α粒子的散射实验说明了原子内部很空，揭示了原子的核式结构．故正确答案为B.【答案】 B2．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是( )A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动【解析】α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错；玻尔发现了电子轨道量子化，D错．【答案】 C3．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等【解析】电子的质量很小，当和α粒子作用时，对α粒子运动的影响极其微小，A正确．α粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误．【答案】ABC4．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕核旋转【解析】根据α粒子散射实验现象卢瑟福提出了原子核式结构学说，包括三点内容，A、C、D正确．【答案】ACD5．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．该实验可以在空气环境中进行B．不用显微镜也可以在不同方向上观察到散射的α粒子C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出射线的方向才有闪光【解析】由于α粒子有很强的电离作用，其穿透能力很弱，所以该实验要在真空中进行，故A错；为观察α粒子穿过金箔后在各个方向上的散射情况，必须用带有荧光屏的显微镜来观察，直接用肉眼无法观察到，故B错；荧光屏上的闪光是α粒子打在荧光屏上引起的，并且在各个方向上都能观察到闪光，故C正确，D错．【答案】 C6．(2012·泉州高二检测)α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用【解析】α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的，A错误；由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，B，C错误，D正确．【答案】 D图18－2－47．卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．如图18－2－4所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的( ) A．轨迹a B．轨迹bC．轨迹c D．轨迹d【解析】α粒子靠近中心时会受到较大的排斥力，轨迹向上弯曲，α粒子做曲线运动，其轨迹应该为a，故选A.【答案】 A图18－2－58．(2013·潍坊高二检测)高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图18－2－5所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成的电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度为v a、v b、v c，则其关系为( )A．v a<v b<v c B．v c<v b<v aC．v b<v a<v c D．v c<v a<v b【解析】α粒子和原子核都带正电，相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，v a>v b.当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，v c>v b.又因为从a到c的整个过程中电场力对α粒子做正功．故v a<v c，所以v c>v a>v b，选项C正确．【答案】 C9．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出核式结构模型…都采用了类比推理的方法．下列事实中，主要采用类比推理的是( )A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型B．伽利略从教堂内吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证明光是一种波【解析】质点的模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略摆的等时性是通过自然现象发现的；托马斯·杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的．【答案】 C图18－2－610．(2013·保定检测)根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图18－2－6中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a 运动到b 、再运动到c 的过程中，下列说法中正确的是( )A ．动能先增大，后减小B ．电势能先减小，后增大C ．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D ．加速度先变小，后变大【解析】 α粒子从a 点经b 点到达等势点c 的过程中电场力先做负功，后做正功，α粒子的电势能先增加，后减少，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零，故C 正确．【答案】 C11．已知金的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离为10－13m ，则α粒子离金核最近时受到的库仑力有多大？对α粒子产生的加速度多大？已知α粒子带的电荷量q α＝2e ，质量m α＝6.64×10－27kg.【解析】 分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出，α粒子离核最近时受到的库仑力为：F ＝k q 1q 2r 2＝k 79e ·2e r 2＝3.64 N 金核的库仑斥力对α粒子产生的加速度大小为：a ＝F m α＝ 3.646.64×10－27 m/s 2＝5.48×1026 m/s 2. 【答案】 3.64 N 5.48×1026 m/s 212．若氢原子的核外电子绕核做半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω是多少？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I 是多少？(已知电子的质量为m ，电荷量为e ，静电力常量用k 表示)【解析】 电子绕核运动的向心力是库仑力， 因为ke 2r 2＝m ω2r ， 所以ω＝er k mr；其运动周期为T ＝2πω＝2πr e mr k， 其等效电流I ＝e T ＝e 22πrk mr . 【答案】 e r k mr e 22πr k mr。