金版新学案物理

《金版新学案》高三物理一轮高效测评卷（13）大纲人教版本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！一、选择题1．如右图所示是观察水面波衍射的实验装置．AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到波的衍射现象解析：由题图可见两波纹间距λ与AB孔的大小接近，所以水波通过AB孔会发生明显的衍射．由于衍射后水波的频率不变，波速不变，因此水波的波长也不变．A、B选项正确；AB孔扩大后若破坏了明显衍射的条件时就不会看到明显的衍射现象，故C选项正确，D选项错误；此题重在理解障碍物尺寸和波长的相对大小关系，并以此作为判断明显衍射的条件．答案：ABC2.如右图所示，滑块A和B叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑．已知B与斜面体之间光滑接触，则在A、B下滑的过程中，下列说法正确的是A．由于A对B有压力，所以A处于失重状态，B处于超重状态B．B对A的支持力不做功C．B对斜面的压力不做功D．B对A的摩擦力做正功解析：本题考查超失重及功的相关知识、意在考查考生的分析判断能力．由于两滑块一起以相同的加速度运动，加速度在竖直方向上有分量，故均处于失重状态，选项A错误；两滑块运动的位移在竖直方向有分量，所以B对A的支持力做负功，选项B错误；B对斜面的压力始终与其运动方向垂直，故不做功，选项C正确；A在水平方向上的加速度不为零，即摩擦力提供该加速度，摩擦力做正功，选项D正确．答案：CD3.在坐标原点处有一质点O做简谐运动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16 m，在其右侧相距4 m处的质点P的振动图象如右图所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t ＝5 s时的波动图象是解析：由振动图象可知，t＝5 s时，质点P正经过平衡位置向上运动．比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；D图中4 m处质点经过平衡位置向下运动，D项错．答案： C4.2011·湖北联考如右图所示，两木块A、B靠在一起并置于固定斜面上，现用一平行于斜面的力F作用在木块A上，使A、B沿着斜面向上运动，A、B间的作用力大小为F1，如果适当减小斜面的倾角α，而不改变作用力F的大小，方向仍与斜面平行，A、B间的作用力大小为F2，则有A．如果斜面光滑，则F1＞F2B．如果斜面粗糙，则F1＜F2C．不管斜面光滑与否，都有F1＝F2D．不管斜面光滑与否，F1与F2都不可能相等5.两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如右图中a线段所示，在t＝4 s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图中b、c线段所示．从图中的信息可知A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动量增大C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大D．木块B的质量是木块C质量的四分之一解析：由s－t图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，A错；在都与弹簧分离后B的速度为v1＝错误! m/s＝3 m/s，C的速度为v2＝错误! m/s＝0.5 m/s，细线末断前B、C的速度均为v0＝1 m/s，由于系统所受外力之和为零，故系统前后的动量守恒，m B ＋m C v0＝m B v1＋m C v2，计算得B、C的质量比为1∶4，D对，B错；系统动量守恒，则系统内两个木块的动量变化等大反向，C错．答案： D6.一质量m＝2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一个足够长的倾角为37°的固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的速度—时间图线，如图所示．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2则下列说法中正确的是A．小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8 m/sB．小物块与斜面间的动摩擦因数为0.2C．小物块返回斜面底端时速度为8 m/sD．小物块向上运动的最大距离为4 m答案：AD7．某人试渡广州珠江，他以一定速度向对岸游去．已知珠江宽度为d，水流速度为v1，人在静水中的游泳速度为v2，要使人在渡河过程中所行路程s最短，则答案：AC8.2011·江苏省启东高三调研如右图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P点，已知物体的质量为m＝2.0 kg，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，弹簧的劲度系数k＝200 N/m.现用力F拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10 cm，这时弹簧具有弹性势能Ep＝1.0 J，物体处于静止状态．若取g＝10 m/s2，则撤去外力F后A．物体向右滑动的距离可以达到12.5 cmB．物体向右滑动的距离一定小于12.5 cmC．物体回到O点时速度最大D．物体到达最右端时动能为0，系统机械能不为0解析：物体m由最大位移处释放，在弹力作用下向右加速，由于受滑动摩擦力的作用，物体向右运动时的平衡位置应在O点左侧O′处，由平衡条件μmg＝kx0得x0＝错误!＝0.04 m＝4 cm，由简谐运动的对称性可知到达O点右侧O′A′＝6 cm的A′点时物体速度减小为零，即AA′＝12 cm＜12.5 cm，A错，B对；在平衡位置O′处速度最大，C错；物体到达最右端时动能为零，弹簧处于压缩状态，故系统机械能不为零，D对．答案：BD9.某兴趣小组用两不同玩具枪从木块两侧同时将子弹A、B射入木块，如右图所示，最终都停在木块中，这一过程中木块始终保持静止，且地面光滑．现知道子弹A射入深度d A大于子弹B射入的深度d B，则可判断A．子弹在木块中运动时间t A＞t BB．子弹入射时的初动能E kA＞E kBC．子弹入射时的初速度v A＜v BD．子弹质量m A＜m B答案：BD10．一辆汽车质量为m，从静止开始启动，沿水平面前进了距离s后，就达到了最大行驶速度v max，设汽车的牵引力功率保持不变，所受阻力为车重的k倍．则答案：BC二、非选择题11.如右图所示，小车B静止在光滑水平面上，一个质量为m的铁块A可视为质点，以水平速度v0＝4.0 m/s滑上小车B的左端，然后与右端挡板碰撞，最后恰好滑到小车的左端，已知M∶m＝3∶1，小车长L＝1 m．并设A与挡板碰撞时无机械能损失，碰撞时间忽略不计，g 取10 m/s2.1A、B最后的速度分别为多少？2铁块A与小车B之间的动摩擦因数为多少？答案：1 1 m/s. 1 m/s 20.312．如下图所示，一质量M＝5.0 kg的平板车静止在光滑的水平地面上，平板车的上表面距离地面高h＝0.8 m，其右侧足够远处有一障碍物A，一质量为m＝2.0 kg可视为质点的滑块，以v0＝8 m/s的初速度从左端滑上平板车，同时对平板车施加一水平向右的、大小为5 N的恒力F.当滑块运动到平板车的最右端时，二者恰好相对静止，此时撤去恒力F.当平板车碰到障碍物A时立即停止运动，滑块水平飞离平板车后，恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧半径为R＝1.0 m，圆弧所对的圆心角∠BOD＝θ＝106°.取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，co s 53°＝0.6.求：1平板车的长度；2障碍物A与圆弧左端B的水平距离；3滑块运动到圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小．答案：1 4 m 2 1.2 m 386 N用心爱心专心- 11 -。

必考部分必修1 第10章第1讲(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如右图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则下列图中能反映线圈中感应电流I 随时间t变化的图线是( )解析：线框在图示位置磁通量为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线框在转过90°的过程中，感应电流为正，故选项C正确．答案： C2．如下图所示表示两种电压的波形，则下列说法中正确的是( )A．两种电压的峰值都是311 VB．两种电压的有效值相等C．两种电压的频率都是50 HzD．把它们接在相同的电阻上，消耗的电功率相同答案：AC3．三个相同的电阻分别接入电压为U的恒压电路，电压峰值为U、频率为f的交流电路，电压峰值为U、频率为2f的交流电路中，在相同时间内三个电阻上产生的热量之比为( ) A．1∶1∶1 B．1∶1∶2C．2∶1∶1 D．4∶2∶1答案： C4．如下图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t ＝π2ω时刻( )A ．线圈中的电流最大B ．穿过线圈的磁通量为零C ．线圈所受的安培力为零D ．穿过线圈磁通量的变化率最大解析： 注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t ＝π2ω＝T4，线圈转过90°，本题应选C项．答案： C5.实验室里的交流发电机可简化为如右图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO ′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R 和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V ．已知R ＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是( )A ．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B ．从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i ＝2sin 50πt (A)C ．流过电阻R 的电流每秒钟方向改变50次D ．电阻R 上的热功率等于20 W解析： 本题考查了交流电的相关知识．从图中可以看出线圈从垂直中性面位置开始转动，所以此时刻线圈中电流最大，选项A 错误；由I m ＝2UR及ω＝2πn 可以求得线圈从中性面位置开始计时时瞬时表达式，选项B 正确；每个周期内电流方向改变两次，所以每秒交流电的方向改变50次，选项C 正确；电阻消耗的功率应该用到交流电的有效值，故选项D 错误．题目难度较低．答案： BC6．电阻R 1、R 2和交流电源按照图甲所示方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图乙所示．则( )A ．通过R 1的电流的有效值是1.2 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流的有效值是1.2 2 AD ．R 2两端的电压有效值是6 2 V解析： 由题图知流过R 2交流电电流的最大值I 2m ＝0.6 2 A ，故选项C 错误；由U 2m ＝I 2m R 2＝12 2 V 知，选项D 错误；因串联电路电流处处相同，则I 1m ＝0.6 2 A ，电流的有效值I 1＝I 1m2＝0.6 A ，故A 错误；由U 1＝I 1R 1＝6 V ，故选项B 正确．答案： B7．一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( )A.2×10－5A B.6×10－5A C.22×10－5A D.322×10－5A 解析： 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律E ＝ΔΦΔt ＝S ·ΔB Δt ，I ＝E R ＝S R ·ΔBΔt可得0～3 s 内，I 1＝6×10－220.36×6×10－33A ＝2×10－5 A3～5 s 内，I 2＝6×10－220.36×0－6×10－32A ＝－3×10－5 A.于是可作出i 随时间变化的图象如右图所示．由有效值的定义Q 直＝Q 交， I 12Rt 1＋I 22Rt 2＝I 2Rt12×10－10R ＋18×10－10R ＝5RI 2I ＝6×10－5 A ，故B 选项正确．答案： B8．某同学学了电学以后，为了了解调光灯的调光原理，将调光灯拆卸开，发现并没有电阻的串并联现象．实际调光灯是用可控硅电子元件来实现的．一般调光灯有四个挡，调光灯上的旋钮可以控制截去多少，每个挡截去电流的四分之一周期．在第三挡时，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，从而改变电灯的功率．如果调光灯最亮时功率为P m ，那么现在电灯的功率为( )A ．P m B.2P m2C.P m2D.P m4解析： 根据每个二分之一周期中，前四分之一周期被截去，则在一个周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定义可知，P m T ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 224T ＝U ′2R ·2T ＝P ·2T ，即P ＝P m2，故C 正确．答案： C9.如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是( )解析： 对A 图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，14T 时刻速度最大，由14T 到12T做加速度增加的减速运动，12T 时刻速度为零．从12T 到34T 电子反向做加速度减小的加速运动，34T 时刻速度最大，由34T 到T 做加速度增大的减速运动，T 时刻速度为零，回到原位置，即电子能做往复运动．同样的方法可得B 、C 也对．D 图中电子朝一个方向运动．答案： ABC10.如右图所示的正方形线框abcd 边长为L ，每边电阻均为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ω转动，c 、d 两点与外电路相连，外电路电阻也为r ，则下列说法中正确的是( )A ．S 断开时，电压表读数为22BωL 2 B ．S 断开时，电压表读数为28BωL 2 C ．S 闭合时，电流表读数为210rBωL 2D ．S 闭合时，线框从图示位置转过π2过程中流过电流表的电荷量为BL27r解析： 电路中产生的感应电动势的最大值为E max ＝BL 2ω，有效值为E ＝E max2＝22BL 2ω.当S 断开时，电压表读数为U cd ＝E 4r ×r ＝28BωL 2，A 选项错误，B 选项正确．S 闭合时，电压表的读数为U cd ＝I ×r 2＝E 3r ＋r 2×r 2＝E7＝214BL 2ω，电流表读数为2BL 2ω14r ，C 选项错误．S 闭合时，线框从图示位置转过π2过程中流过电流表的电荷量为Q ＝I Δt ＝12E R Δt ＝12ΔΦ/Δt3r ＋r2Δt ＝ΔΦ7r ＝BL27r，D 选项正确． 答案： BD 二、非选择题11.如右图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝________.解析： 由题意可知E max ＝BSω，则回路中电流的有效值为I ＝E max2R；当线圈从中性面转过π2时，由E ＝ΔΦΔt ＝BS Δt 、I ＝E R 及q ＝I Δt 可求得q ＝BS R. 答案：2BSω2R BSR12.如右图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a ，宽度为b ，共有n 匝，总电阻为r ，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R 的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO ′匀速运动，沿转轴OO ′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t ＝0时刻线圈平面与磁感线垂直．(1)表示出线圈经过图示位置时，通过电阻R 的感应电流的方向． (2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式．(3)求线圈从t ＝0位置开始到转过90°的过程中的平均电动势． (4)求线圈从t ＝0位置开始到转过60°时的瞬时电流．解析： (1)根据右手定则或楞次定律判断可知，线圈中电流方向是badcb .故流过R 的电流是自下而上．(2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势E m ＝nBabω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e ＝nBabωsin ωt .(3)E ＝nΔΦΔt ＝n Bab π/2ω＝2nBabωπ. (4)i ＝eR ＋r＝nBabω sinπ3R ＋r ＝3nBabω2R ＋r.答案： (1)自下而上 (2)e ＝nBabωsin ωt (3)2nBabωπ (4)3nBabω2R ＋r。

《金版新学案》高三物理一轮物理课下作业第5章第四讲实验五：探究动能定理新人教版必修21．关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是( )A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确．答案： D2．在“探究动能定理”的实验中，某同学是用下面的方法和器材进行实验的：放在长木板上的小车，由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动，小车拉动固定在它上面的纸带，纸带穿过打点计时器．关于这一实验，下列说法中正确的是( ) A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力B．重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同C．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算解析：在本题的实验中，由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力)，所以要使长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力，重复实验时，为了使橡皮筋对小车所做的功与它的条数成正比，所以用到橡皮筋的条数虽然不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同，利用纸带上的点计算小车的速度时，由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动的速度，所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算，故A、B、D选项是正确的．答案：ABD3．探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如下图所示，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3…(3)作出W－v草图；(4)分析W－v图象．如果W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系．以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是________．A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W…B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算解析：由于选用同样的橡皮筋，并且每次实验中橡皮筋拉伸的长度相同，因此每条橡皮筋对小车做的功都相同，故A正确；小车在运动中受到的阻力，采取平衡摩擦力的方法补偿，让木板固定在有打点计时器的一端适当抬高，使重力的下滑分力与摩擦力平衡，故B 正确；纸带上的点两端密、中间疏，说明小车先在橡皮筋拉力作用下加速，后在阻力作用下减速，故C正确；由于橡皮筋松弛后，小车做匀速运动，此时的速度是橡皮筋对小车做功后的最大速度，故求速度应用匀速的那一段的数据，而不应该使用从第一点到最后一点的数据来计算，故D项错，A、B、C正确．答案： D4．在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是____________(填字母代号)．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度解析：当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，沿长木板方向重力的分力等于摩擦力，即在实验中可消除摩擦力的影响，A项正确；由实验原理可知，B、C正确，D错误；使用打点计时器时都必须先接通电源再释放小车，E错误；橡皮筋拉力做的总功等于小车动能的增加，此动能应为小车获得的最大动能，所以用打点计时器打下的纸带来测定的是小车的最大速度，F正确，G错误．答案：ABCF5．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)；(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是( )A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)；解析：(3)因为木板水平放置，故摩擦力没有被平衡掉，当小车速度最大时，F弹＝F f，故橡皮筋仍有弹力，处于伸长状态．(4)求速度应按纸带的匀速运动时所打点的部分来求．答案：(1)交流(2)D (3)B (4)GK6.物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了探究重力做功和物体动能变化的定量关系，我们提供了如右图所示的实验装置．(1)某同学根据所学的知识结合右图设计了一个本实验情境的命题：如下图所示，测量质量为m的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门处发生的①________，通过光电门时的②________，探究重力做的功③________与小球动能变化量④________的定量关系．请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号，在③④空格处填写数学表达式．(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据：(取g ＝10 m/s 2)①用天平测出小球的质量为0.50 kg ；②用游标卡尺测出小球的直径为10.00 mm.③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80 cm ；④电磁铁先通电，让小球吸在开始端；⑤电磁铁断电时，小球自由下落；⑥在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10－3 s ，由此可算出小球经过光电门时的速度为________m/s ；⑦计算得出重力做的功为________ J ，小球动能变化量为________ J ．(结果保留三位有效数字)(3)试根据(2)对本实验得出结论：________________________________________________________________________.解析： (1)首先明确实验原理：重力做的功等于物体增加的动能．所以测量小球下落的位移x 和下落位移x 时所对应的瞬时速度v ，比较重力做的功W ＝mgx 和动能的增加量ΔE k ＝12mv 2的关系即可验证命题的正确性． (2)小球经过光电门的速度可以用小球通过光电门这段很短时间内的平均速度来表示，v ＝d t ＝10.00×10－32.50×10－3 m/s ＝4.00 m/s ；W ＝mgx ＝4.04 J ，ΔE k ＝12mv 2＝4.00 J. 答案： (1)位移x 瞬时速度v mgx 12mv 2 (2)4.00 4．04 4.00 (3)在误差允许范围内，重力做的功与物体动能的变化量相等。

2023年金版新学案物理答案
一、原题
1. 在一个恒定的温度下，两个物体的温度相等，这是因为（）
A. 两个物体的温度相同
B. 两个物体的热量相等
C. 两个物体的热容量相等
D. 两个物体的热导率相等
2. 在一个恒定的压强下，两个物体的温度相等，这是因为（）
A. 两个物体的温度相同
B. 两个物体的热量相等
C. 两个物体的热容量相等
D. 两个物体的热导率相等
3. 在一个恒定的热容量下，两个物体的温度相等，这是因为（）
A. 两个物体的温度相同
B. 两个物体的热量相等
C. 两个物体的热容量相等
D. 两个物体的热导率相等
二、答案
1. B. 两个物体的热量相等
2. B. 两个物体的热量相等
3. B. 两个物体的热量相等。

选考部分选修3-5 第3讲(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．科学家发现在月球上含有丰富的23He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为23He＋23He―→211H＋24He.关于23He聚变下列表述正确的是( )A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用23He聚变反应发电解析：核聚变过程中会发生质量亏损，同时伴有巨大的核能放出，故A、C都是错误的；聚变反应中会产生新的原子核，如本题中生成了24He，故B正确；目前核电站的核燃料一般还是铀235，故D错误．答案： B2．如下图所示，印度第一艘自主研发的核潜艇于2009年7月26日正式下水，成为世界第六个拥有核潜艇的国家．核动力潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇．在核反应中有一种是一个 92235U原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U＋01n→X＋3894 Sr＋1001n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有54个质子B．X原子核中含有53个中子C．裂变时释放能量是因为亏损的质量变成了能量D．裂变时释放能量，出现质量亏损，质量数不守恒解析：由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有54个质子，78个中子，故A正确，B、D错，释放能量不是质量变成了能量，而是亏损的质量以能量的形式释放，C错．答案： A3.如右图所示为氢原子的能级图．用大量能量为12.76 eV的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最多包含有几种不同波长的光波( )A ．3种B ．4种C ．5种D ．6种解析： 本题考查波尔的能级理论．由图可知基态氢原子的能级值为－13.61 eV ，吸收12.76 eV 的能量后变为－0.85 eV ，原子跃迁到了第4能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子种类是n n －12＝6种，故D 选项正确．本题难度中等．答案： D4．(2011·湖北重点中学联考)北京奥运会的相关场馆建设大量采用对环境有益的新技术，如奥运会场馆周围80%的路灯利用了太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用了全玻真空太阳能集热技术．太阳能的产生是太阳内部高温高压条件下的核反应形成的，下列说法正确的是( )A ．该核反应的方程可能是411H ―→24He ＋210eB ．该核反应的方程可能是 23592U ＋01n ―→ 13654Xe ＋3890Sr ＋1001nC ．411H ―→24He ＋210e 反应之所以释放出能量，是因为11H 核子的平均质量较24He 的大D ．411H ―→24He ＋210e 反应之所以释放出能量，是因为11H 核子的平均质量较24He 的小 解析： 太阳能是由太阳内部核聚变反应产生的，反应中释放出能量是因为11H 核子的平均质量较24He 的大，故A 、C 正确．答案： AC5．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光．这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE 1和ΔE 2.下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是( )A ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE 1|＜|ΔE 2|B ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE 1|＞|ΔE 2|C ．两次均向高能级跃迁，且|ΔE 1|＞|ΔE 2|D ．两次均向低能级跃迁，且|ΔE 1|＜|ΔE 2|解析： 原子首先吸收光子(紫外线)，先向高能级跃迁，后向低能级跃迁，再辐射光子(可见光)，因紫外线频率大于可见光频率，故能量大于可见光的光子能量，所以|ΔE 1|＞|ΔE 2|，B 正确．答案： B6. 23892U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 83210Bi ，而 83210Bi 可以经一次衰变变成 a 210X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成81 b Ti, a 210X 和81 b Ti 最后都变成 82206Pb ，衰变路径如图所示，则图中( )A ．a ＝82，b ＝211B ．①是β衰变，②是α衰变C ．①是α衰变，②是β衰变D ．81 b Ti 经过一次α衰变变成 82206Pb 解析： 由 83210Bi 衰变为 a 210Bi ，质量数没有变化，所以①是β衰变，根据核电荷数守恒同时可判断a ＝84；由 83210Bi 衰变为81 bTi ，因为核电荷数减2，可判断②为α衰变，同时可判断b ＝206，所以A 、C 两项错误，B 项正确.81 b Ti 经过一次β 衰变变成 82206Pb ，D 项错误．本题正确答案为B 项．答案： B7．静止的氡核 86222Rn 放出α粒子后变成钋核 84218Po ，α粒子动能为E 0.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( ) A.4E 0218c 2 B ．0 C.222E 0218c 2 D.218E 0222c 2 解析： 由于衰变过程中动量守恒，则反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m可得它们的动能之比为4218，因此衰变释放的总能量是222E 0218c2，由质能方程ΔE ＝Δmc 2可得质量亏损Δm ＝222E 0218c2.即正确答案为C 项． 答案： C二、非选择题8．(2010·海南卷)能量为E i 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，这一能量E i 称为氢的电离能．现用一频率为ν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ν、电子质量m 、氢的电离能E i 与普朗克常量h 表示)．答案： 2hν－E i m9．(1)若规定氢原子处于基态时的能量为E 1＝0，则其他各激发态的能量依次为E 2＝10.2 eV 、E 3＝12.09 eV 、E 4＝12.75 eV 、E 5＝13.06 eV……在气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.8 eV 的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中( )A ．总共能辐射出6种不同频率的光子B ．总共能辐射出10种不同频率的光子C ．辐射出波长最长的光子是从n ＝4跃迁到n ＝3能级时放出的D ．辐射出波长最长的光子是从n ＝5跃迁到n ＝4能级时放出的(2)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8 μm，λ2＝3.39 μm.已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE 1＝1.96 eV 的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE 2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE 2的近似值为________．解析： (1)基态氢原子被高速电子轰击而跃迁时可获得小于12.8 eV 的能量，依题意可知基态的氢原子可跃迁到n ＝4能级，氢原子在n ＝4能级向低能级跃迁的过程中可能有：4→1、4→2、4→3、3→1、3→2、2→1等6种不同频率的光子辐射出来，其中从n ＝4跃迁到n ＝3能级时辐射出的光子能量最小，频率最低，波长最长，故A 、C 对．(2)光子能量与其频率成正比，与波长成反比，根据发射(吸收)光子的能量等于对应的两个能级间隔．所以能级间隔与光子波长成反比，即：ΔE 1∶ΔE 2＝λ2∶λ1，解之得：ΔE 2≈0.36 eV.答案： (1)AC (2)0.36 eV10．某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量射线，会危害人体健康．原来静止的氡核( 86222Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)．已知放出的α粒子的速度为v .(1)写出衰变方程．(2)求衰变生成的钋核的速度．解析： (1)衰变方程为： 86222Rn ―→ 84218Po ＋24He(2)设放出的α粒子的速度方向为正方向，钋核和α粒子的质量分别为M 、m ，由动量守恒定律得 M 1v 1＋mv ＝0v 1＝－m M v ＝－4218v ＝－2v 109. 方向与α粒子速度方向相反．答案： (1) 86222Rn ―→ 84218Po ＋24He(2)2v 109方向与α粒子速度方向相反 11．(1)2006年3月23日央视报道，中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦奋斗，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造太阳”(如下图所示)，它能够承受上亿摄氏度的高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限的能源．下列关于“人造太阳”的说法中正确的是( )A ．“人造太阳”的核反应方程是12H ＋13H→24He ＋01nB ．“人造太阳”的核反应方程是 23592U ＋01n→ 14456Ba ＋3689Kr ＋301nC ．核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D ．核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同(2)一个静止的铀核 23292U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026 u)后衰变成钍核 22890Th(原子质量为228.0287 u)．(已知原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg ，1 u 相当于931.5 MeV 的能量)①写出铀核的衰变反应方程；②算出该衰变反应中释放出的核能；③若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？ 解析： (1)由于太阳的核反应为聚变反应，故选项A 正确、B 错误；核燃料的质量相同时，聚变反应时的质量亏损大于裂变反应时的质量亏损，所以聚变反应释放的能量多，选项C 正确、D 错误．(2)① 23290U→ 22890 Th ＋24He②质量亏损Δm ＝m U －m α－m Th ＝0.005 9 uΔE ＝Δmc 2＝0.005 9×931.5 MeV＝5.50 MeV③设α粒子的速度为v 1，钍核的速度为v 2，则由动量守恒可得：0＝M αv 1＋m Th v 2由能量守恒可得：ΔE ＝12m αv 12＋12m Th v 22解得：E α＝12m αv 12＝5.4 MeV.答案： (1)AC(2)① 23292U→ 22890Th ＋24He ②5.50 MeV ③5.4 MeV。