2020高考物理一轮复习 专题12 选修3-5-2020年高考考前再回首易错题(解析版)

1 第一节 机械振动(建议用时：60分钟)一、选择题1．一个质点在平衡位置O 点附近做机械振动．若从O 点开始计时，经过3 s 质点第一次经过M 点(如图所示)；再继续运动，又经过2 s 它第二次经过M 点；则该质点第三次经过M 点还需要的时间是( )A ．8 sB ．4 sC ．14 sD ．103s解析：选CD ．设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处，若在开始计时时刻，质点从O 点向右运动，O →M 过程历时3 s ，M →b →M 运动过程历时2 s ，显然，T4＝4 s ，T＝16 s ．质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3＝T －2 s ＝(16－2) s ＝14 s ，故选项C 正确．若在开始计时时刻，质点从O 点向左运动，O →a →O →M 运动过程历时3 s ，M →b →M 运动过程历时2 s ，显然，T 2＋T 4＝4 s ，T ＝163s ．质点第三次经过M 点还需要的时间Δt ′3＝T－2 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫163－2 s ＝103 s ，故选项D 正确． 2．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz ．现匀速转动摇把，转速为240 r/min ．则( )A ．当振子稳定振动时，它的振动周期是0．5 sB ．当振子稳定振动时，它的振动频率是4 HzC ．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D ．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大解析：选BD ．摇把匀速转动的频率f ＝n ＝24060 Hz ＝4 Hz ，周期T ＝1f ＝0．25 s ，当振子稳定振动时，它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等，A 错误，B 正确．当转速减小时，其频率将更接近振子的固有频率2 Hz ，弹簧振子的振幅将增大，C 错误，D 正确．3．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A ．T ＝2πr GM lB ．T ＝2πr l GMC ．T ＝2πrGM lD ．T ＝2πlr GM解析：选B ．考虑单摆的周期公式与万有引力定律．根据单摆周期公式T ＝2πl g和GM ＝gr 2可得T ＝2πlGM r 2＝2πr lGM，故选项B 正确． 4．如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是( ) A ．甲、乙两单摆的摆长相等 B ．甲摆的振幅比乙摆大 C ．甲摆的机械能比乙摆大 D ．甲摆的周期比乙摆大解析：选AB ．可从题图上看出甲摆振幅大，B 正确．由题图知两摆周期相等，则摆长相等，因两摆球质量关系不明确，无法比较它们的机械能的大小，A 正确，C 、D 错误．5．平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50 Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s ．平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为x P ＝3．5 m 、x Q ＝－3 m ．当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的( )A ．位移方向相同、速度方向相反B ．位移方向相同、速度方向相同C ．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同解析：选D ．由题意可知，此波的波长为λ＝v f ＝10050 m ＝2 m ，x P ＝3．5 m ＝λ＋34λ，当波源位移为负且向－y 方向运动时，P 质点位移为负，速度沿＋y 方向；|x Q |＝3 m ＝λ＋λ2，故Q 质点位移为正，速度沿＋y 方向，故D 正确．6．如图，a 、b 、c 、d 是均匀介质中x 轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m 、4 m 和6 m ．一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正向传播，在t ＝0时刻到达质点a 处，质点a 由平衡位置开始竖直向下运动，t ＝3 s 时a 第一次到达最高点．下列说法正确的是( )A ．在t ＝6 s 时刻波恰好传到质点d 处B ．在t ＝5 s 时刻质点c 恰好到达最高点C ．质点b 开始振动后，其振动周期为4 sD ．在4 s<t <6 s 的时间间隔内质点c 向上运动解析：选ACD ．由波的传播知t ＝6 s 时波传播的距离s ＝vt ＝2×6 m ＝12 m ，即传到d 点，选项A 正确；t ＝0时a 由平衡位置开始向下振动，t ＝3 s 时第一次到达最高点，则34T＝3 s ，得T ＝4 s ；各质点振动周期相同，选项C 正确；波传到c 点所需时间t ＝s v ＝62s ＝3s ，此时c 点由平衡位置开始向下振动，1 s 后到达最低点，所以4 s<t <6 s 内质点c 向上运动，选项D 正确．5 s 时c 点正在平衡位置，选项B 错误．7．如图甲所示为以O 点为平衡位置，在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )A ．在t ＝0．2 s 时，弹簧振子的加速度为正向最大B ．在t ＝0．1 s 与t ＝0．3 s 两个时刻，弹簧振子在同一位置C ．从t ＝0到t ＝0．2 s 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D ．在t ＝0．6 s 时，弹簧振子有最小的弹性势能解析：选BC ．t ＝0．2 s 时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的加速度与位移大小成正比，方向与位移方向相反，A 错误；在t ＝0．1 s 与t ＝0．3 s 两个时刻，弹簧振子的位移相同，B 正确；从t ＝0到t ＝0．2 s 时间内，弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，C 正确；在t ＝0．6 s 时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，D 错误．8．如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O 点时，弹簧处于原长，A 、B 为关于O 对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从B 点静止释放，那么下列说法不正确的是( )A ．小球仍然能在A 、B 间做简谐运动，O 点是其平衡位置 B ．小球从B 运动到A 的过程中，动能一定先增大后减小C ．小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O 点D ．小球不可能再做简谐运动解析：选ABD ．小球在匀强电场中受到水平向左的电场力，设该电场力大小为F 0，小球合力为零的位置应该在O 点左侧，设为O 1，设O 1、O 点的间距为x 0，弹簧劲度系数为k ，则F 0＝kx 0；取水平向右为正方向，当小球从O 1点向右运动的位移为x 时，回复力F ＝－F 0＋k (x 0－x )＝－kx ，所以小球会以O 1点为平衡位置做简谐运动，选项A 、D 错误，C 正确；因为不知道A 点与平衡位置O 1点的位置关系，所以不能确定小球从B 运动到A 的过程中，动能如何变化，选项B 错误．二、非选择题9．(2018·江苏六校联考)两列简谐横波a 、b 在同一种均匀介质中沿x 轴传播，a 波周期为0．5 s ．某时刻，两列波的波峰正好在x P ＝3．0 m 处的P 点重合，如图所示，则b 波的周期为T b ＝________s ，该时刻，离P 点最近的波峰重叠点到P 点的距离是________m ．解析：两列简谐横波a 、b 在同一种均匀介质中沿x 轴传播，速度相同．a 波波长为3．0 m ，则波速v ＝λa T a＝6 m/s ，b 波波长为4．8 m ，由v ＝λ/T 可得，b 波的周期为T b ＝0．8 s ．两波长的最小公倍数为24 m ，所以该时刻，离P 点最近的波峰重叠点到P 点的距离是24．0 m ．答案：见解析 10．甲用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示．(1)组装单摆时，应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)．A．长度为1 m左右的细线B．长度为30 cm左右的细线C．直径为1．8 cm的塑料球D．直径为1．8 cm的铁球(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝__________(用L、n、t表示)．(3)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理．乙(4)用多组实验数据作出T2－L图象，也可以求出重力加速度g．已知三位同学作出的T2－L图线的示意图如图乙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b 对应的g值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b，下列分析正确的是________(选填选项前的字母)．A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值丙(5)某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示，由于家里只有一根量程为0～30 cm 的刻度尺，于是他在细线上的A 点做了一个标记，使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O 、A 间细线长度以改变摆长．实验中，当O 、A 间细线的长度分别为l 1、l 2时，测得相应单摆的周期为T 1、T 2．由此可得重力加速度g ＝________(用l 1、l 2、T 1、T 2表示)．解析：(1)组装单摆时，应选用1 m 左右的细线，摆球应选择体积小、密度大的球，选项A 、D 正确．(2)单摆的振动周期T ＝tn． 根据T ＝2πL g ，得g ＝4π2L T 2＝4π2n 2L t 2． (3)T 3＝t 350＝2．01 s ．根据T ＝2πL g ，得g ＝4π2L T2≈9．76 m/s 2． (4)根据T ＝2πL g ，得T 2＝4π2gL ，即当L ＝0时，T 2＝0．出现图线a 的原因是计算摆长时过短，误将悬点O 到小球上端的距离记为摆长，选项A 错误；对于图线c ，其斜率k 变小了，根据k ＝T 2L，可能是T 变小了或L 变大了．选项B 中误将49次全振动记为50次，则周期T 变小，选项B 正确；由4π2g ＝k 得g ＝4π2k，则k 变小，重力加速度g 变大，选项C错误．(5)设A 点到铁锁重心的距离为l 0．根据单摆的周期公式T ＝2πLg，得T 1＝2π l 1＋l 0g ，T 2＝2π l 2＋l 0g ．联立以上两式，解得重力加速度g ＝4π2(l 1－l 2)T 21－T 22． 答案：(1)AD (2)4π2n 2Lt2(3)2．01 9．76 (4)B (5)4π2(l 1－l 2)T 21－T 2211．(2018·扬州市高三调研测试)如图所示是探究单摆共振条件时得到的图象，它表示振幅跟驱动力频率之间的关系，求：(1)这个单摆的摆长是多少；(取g ＝10 m/s 2，π2≈10)(2)如果摆长变长一些，画出来的图象的高峰将向哪个方向移动． 解析：(1)从共振曲线知，单摆的固有周期T ＝1f 固＝10.5s ＝2 s 由T ＝2πl g 得l ＝gT 24π2＝1 m ． (2)若摆长变长一些，则由周期公式T ＝2πlg可知，单摆周期增大，固有频率变小，因此图象的高峰将向原点方向移动．答案：见解析。

选修3－5综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．下面列出的是一些核反应方程：3015P ―→3014Si ＋X ，94Be ＋21H ―→105B ＋Y ， 42He ＋42He ―→73Li ＋Z.其中( )A ．X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子B ．X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子C ．X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子D ．X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子[答案] D[解析] 由电荷数守恒和质量数守恒规律可知，X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子，故D 正确．2．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有( )A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B ．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C ．用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害[答案] D[解析] 利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视；作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量，故选D.3．2020年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m 1的赵宏博抱着质量为m 2的申雪以v 0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，则有( )A．m1v0＝m1v1＋m2v2B．m2v0＝m1v1＋m2v2C．(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2D．(m1＋m2)v0＝m1v1[答案] C[解析] 因两人分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，C正确．4.“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱．它将带着中国制造的月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步．月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的32He含量十分丰富，科学家认为，32He是发生核聚变的极好原料，将来32He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于32He，下列说法正确的是( )A.32He的原子核内有三个中子两个质子B.32He的原子核内有一个中子两个质子C.32He发生聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.32He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起[答案] BC[解析] 32He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A错误，B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误．5．下列说法正确的是( )A．中子和质子结合氘核时吸收能量B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个D．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电[答案] C[解析] 中子和质子结合成氘核时放出能量．放射性物质的半衰期不受温度的影响．原子核经过一次α衰变核内的中子数减少2个，一次β衰变核内的中子数减少一个．γ射线的电离作用很弱，不可用来消除有害静电．6．(2020·温州模拟)2020年7月25日早7时，美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演，标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始．在现兵器体系中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头，整个二战期间，潜艇共击沉航母17艘，占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．核反应方程23592U ＋n→14156Ba ＋9236Kr ＋αX 是反应堆中发生的众多核反应的一种，n 为中子，X 为待求粒子，α为X 的个数，则( )A ．X 为质子 α＝3B ．X 为质子 α＝2C ．X 为中子 α＝2D ．X 为中子 α＝3 [答案] D[解析] 由重核裂变方程以及核反应方程中电荷数守恒可得出X 电荷数为0，即X 应为中子，又由质量数守恒可得α＝3，因此，答案选D.7．颜色不同的a 光和b 光由某介质射向空气时，临界角分别为C a 和C b ，且C a > C b .当用a 光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b 光照射，则( )A ．不一定能发生光电效应B ．光电子的最大初动能增加C ．单位时间内发射的光电子数增加D ．入射光强度增加[答案] B[解析] 由sin C ＝1n可知n a <n b ，则a 光的频率小于b 光的频率，因此B 对． 8．(2020·合肥模拟)质量为m 、速度为v 的A 球与质量为3m 的静止B 球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度可能有不同的值．碰撞后B 球的速度大小可能是( )A ．0.6vB ．0.4vC ．0.2vD ．v[答案] B[解析] 本题考查碰撞和动量守恒，意在考查学生对碰撞中的动量守恒和能量关系问题的处理能力．根据动量守恒得：mv ＝mv 1＋3mv 2，则当v 2＝0.6v 时，v 1＝－0.8v ，则碰撞后的总动能E ′＝12m (－0.8v )2＋12×3m (0.6v )2＝1.72×12mv 2，大于碰撞前的总动能，由于碰撞过程中能量不增加，故选项A 错误；当v 2＝0.4v 时，v 1＝－0.2v ，则碰撞后的总动能为E ′＝12m (－0.2v )2＋12×3m (0.4v )2＝0.52×12mv 2，小于碰撞前的总动能，故可能发生的是非弹性碰撞，选项B 正确；当v 2＝0.2v 时，v 1＝0.4v ，则碰撞后的A 球的速度大于B 球的速度，而两球碰撞，A 球不可能穿透B 球，故选项C 错误；当v 2＝v 时，v 1＝－2v ，则显然碰撞后的总动能远大于碰撞前的总动能，故选项D错误．9．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列论述中正确的是( )A．核20983Bi比核23793Np少28个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．发生β衰变时，核内中子数不变[答案] B[解析] 因为核反应方程的质量和电荷数守恒，可以知道该核反应方程为23793Np→20983Bi＋742He＋40－1e，B正确；20983Bi和23793Np的中子数分别为126和144，相差18个，A错；β衰变是核内中子变为质子而放出的，故核内中子数要减少，D错．10.如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M＝3kg的木板，木板上有质量为m＝1kg的物块．它们都以v＝4m/s的初速度反向运动，它们之间有摩擦，且木板足够长，当木板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是( )A．做加速运动B．做减速运动C．做匀速运动D．以上运动都有可能[答案] A[解析] 当木板速度为v1＝2.4m/s时，由动量守恒定律可得，Mv－mv＝Mv1＋mv2，解得v2＝0.8m/s，方向向左，可见物块已经向左匀加速运动，选项A正确．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．(6分)在2020年温哥华冬奥会上，首次参寒的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员王冰玉投掷冰壶的镜头．假设在此次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑行．若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为________m/s.[答案] 0.3[解析] 由动量守恒定律m1v1＝mv′1＋m2v′2代入数值解得：v′2＝0.3m/s12．(6分)在做“验证动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B 的质量之比为M A ∶M B ＝3∶2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为p A ∶p B ＝________.[答案] 1∶2[解析] 考查碰撞中动量守恒表达式的应用．实验中碰撞结束时刻的动量之比为p A p B＝M A ·OM M B ·ON ＝32×18.3055.14＝1213．(6分)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A 为放射源发出的________粒子，B 为________气．[答案] 质子 α 氮三、论述计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m 1，初速度为v 0，氮核质量为m 2，质子质量为m 0，氧核的质量为m 3，不考虑相对论效应．(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？(2)求此过程中释放的核能．[答案] (1)m 1v 0m 1＋m 2(2)(m 1＋m 2－m 0－m 3)c 2 [解析] (1)设复核的速度为v ，由动量守恒定律得m 1v 0＝(m 1＋m 2)v解得v ＝m 1v 0m 1＋m 2(2)核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 0－m 3反应过程中释放的核能ΔE ＝Δm ·c 2＝(m 1＋m 2－m 0－m 3)c 215．(10分)(2020·江苏省姜堰市二中高三上学期学情调查)用速度为v 0、质量为m 1的42He核轰击质量为m 2的静止的147N 核，发生核反应，最终产生两种新粒子A 和B .其中A 为148O 核，质量为m 3，速度为v 3；B 的质量为m 4.(1)计算粒子B 的速度v B .(2)粒子A 的速度符合什么条件时，粒子B 的速度方向与He 核的运动方向相反．[答案] (1)m 1v 0－m 3v 3m 4 (2)v 3>m 1v 0m 3[解析] 根据动量守恒定律可解得粒子B 的速度，再根据粒子B 的速度方向与42He 核的运动方向相反 ，确定粒子A 的速度符合的条件．(1)由动量守恒定律有：m 1v 0＝m 3v 3＋m 4v B ，解得：v B ＝m 1v 0－m 3v 3m 4 (2)B 的速度与42He 核的速度方向相反，即：m 1v 0－m 3v 3<0，解得：v 3>m 1v 0m 3 16．(11分)(2020·烟台模拟)如图所示，一质量为M 的平板车B 放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m 的小木块A ，M ＝5m ，A 、B 间存在摩擦，现给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度v 0，使A 开始向左运动，B 开始向右运动，最后A 不会滑离B ，求A 、B 最后的速度大小和方向．[答案] 23v 0 方向与平板车B 初速度方向相同． [解析] 由动量守恒可知：Mv 0－mv 0＝(M ＋m )v得：v ＝M －m M ＋mv 0 将M ＝5m 代入上式可得：v ＝23v 0 方向与平板车B 初速度方向相同17．(11分)氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E e ＝12.89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到n ＝4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．(已知电子的质量m e 与氢原子的质量m H 之比为1∶1840)[答案] 0.15eV[解析] 以v e 和v H 表示碰撞前电子的速度和氢原子的速率，根据题意有： m e v e －m H v H ＝0①碰撞前，氢原子与电子的总动能为：E k ＝12m H v 2H ＋12m e v 2e ② 联立①②两式并代入数据解得：E k ≈12.90eV③氢原子从基态跃迁到n ＝4的能级所需要能量由能级图可得：ΔE ＝－0.85eV －(－13.6eV)＝12.75eV ④碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：E ′k ＝E k －ΔE ＝12.9eV －12.75eV ＝0.15eV。

选修3-5专练1．(1)对于下列四幅图的叙述正确的是________。

A ．由甲图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B ．由乙图可知，a 光光子的频率高于b 光光子的频率C ．由丙图可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有14发生衰变D ．由丁图可知，中等大小的核的比结合能最大，这些核最稳定 (2)氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2，其中E 1是基态能量。

若某氢原子发射能量为－316E 1的光子后处于比基态能量高－34E 1的激发态，则该氢原子发射光子前处于第________能级；发射光子后处于第________能级。

(3)如图所示，质量为m 的滑块从倾角为θ的固定斜面顶端由静止滑下，经时间t 滑到斜面底端时速率为v 。

求此过程中：①斜面对物块的支持力的冲量大小I N ； ②斜面对物块的摩擦力的冲量大小I f 。

解析：(1)由题图甲观察可知黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A 项正确；由题图乙可知，a 光光子的频率低于b光光子的频率，故B 项错误； 由题图丙可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有34发生衰变，故C 项错误；由题图丁可知，质量数为40的原子的比结合能最大，即中等大小的核的比结合能最大，这些核最稳定，故D 项正确。

(2)由题意可得发射光子后氢原子能量为E ＝E 1＋⎝⎛⎭⎫－34E 1＝14E 1；根据波尔理论氢原子发射光子能量E ＝E m －E n (m >n )，得到氢原子发射光子前的能量为E ′＝14E 1＋⎝⎛⎭⎫－316E 1＝E 116，根据氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2，得到发射光子前n ＝4，发射光子后n ＝2。

(3)①把重力沿垂直斜面方向分解，分力为G 1＝mg cos θ，在垂直斜面方向物块受到支持力F N ，物块在垂直斜面方向处于平衡状态，可得平衡方程：F N ＝mg cos θ，所以支持力的冲量为：I N ＝F N ·t ＝mg cos θ·t ；②在整个过程，对物块由动量定理可得： mg sin θ·t －I f ＝m v －0， 化简可得摩擦力的冲量为： I f ＝mg sin θ·t －m v 。

必考部分选修3-5 【考情播报】考纲要求选修3-5内容要求说明51.动量动量定理I52.动量守恒定律及其应用I53.弹性碰撞和非弹性碰撞I只限于一维54.氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式I55.原子核的组成I56.原子核的衰变半衰期I57.放射性同位素放射性的应用与防护I58.核力与结合能质量亏损I59.核反应方程I60.裂变反应聚变反应链式反应I61.普朗克能量子假说黑体和黑体辐射I62.光电效应I63.光的波粒二象性物质波I命题预测1．考查原子物理及原子核物理的知识点，近代物理涉及的物理学史和物理学方法。

2．重点考查光电效应和光电路，原子能级跃迁，核反应、半衰期与质量亏损。

应试技巧1.动量、冲量、动量定理2.动量守恒定律--条件、公式3．原子物理——波粒二象性：（1）黑体辐射（普朗克）：随着温度升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

（2）光电效应（爱因斯坦）：a．爱因斯坦光电效应方程：E k=hν–W0，其中光电子最大初动能E k=eU c（U c为遏止电压），hν为入射光子的能量，W0为金属的逸出功b．只有hν>W0时，才有光电子逸出，截止频率νc=0Wh江苏高考物理考前冲A攻略（19）【真题回顾】1.(1)质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦。

小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为________。

A.mMv B.Mmv C.mm＋Mv D.Mm＋Mv(2)100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。

后来，人们用α粒子轰击6028Ni核也打出了质子：42He＋6028Ni→6229Cu＋11H＋X，该反应中的X是________(选填“电子”“正电子”或“中子”)。

此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。

目前人类获得核能的主要方式是________(选填“核衰变”核裂变”或“核聚变”)。

高三物理第一轮复习问答型题纲之选修3－5高三物理第一轮复习问答型题纲之选修3－5 选修3－5部分十七、动量1、什么是动量？它是过程量还是状态量？是矢量还是标量？它与动能有什么区别？这两个量一个变化，另一个一定变化吗？什么是冲量？它描述力的什么性质？是状态量还是过程量？是矢量还是标量？它与功有什么区别？2、动量定理是解决什么问题的？它的文字表述和表达式分别是怎样的？既然它是矢量方程，在使用它求解问题时应注意什么？除了一般的应用外，动量定理还常用在求解变力的冲量、曲线运动的动量变化量及物体作用过程中的相互作用力，这些你都能举出实例吗？3、动量守恒定律的文字表述是什么？其守恒的条件是哪三条？一维情况下的基本方程是什么样的？你知道动量守恒定律中的速度是相对地的这一要求吗？你能举出一些实例吗？4、你知道什么是平均动量守恒吗？这种类型的问题要求系统有什么样的初始条件？求解该类问题的关键是什么？请举出实例加以说明。

你还知道什么是单方向的平均动量守恒吗？5、你知道什么是反冲类的题目吗？在动量和能量方面各具有什么特点？个“近亲”吗？你知道什么叫上升到最高点吗？当时物体和圆槽有什么特点？在那个过程中物体与圆槽之间的弹力做功吗，系统机械能守恒吗？你会求解上升的最大高度、最低点时的速度、圆槽运动的位移吗？十八、波粒二象性1．十七世纪人们关于光的本性的认识有哪些观点？分别能解释什么，无法解释什么？2．光是一种什么波，这种观点是谁提出的，提出的依据有哪些，又是谁验证的？电磁波谱的排列顺序是什么，它们的产生机理怎样，能否结合电磁波和原子物理的知识加深理解。

红外线、紫外线、X射线、γ射线是怎样产生的，有什么样的特性及应用？伦琴射线管的构造是什么？3．在光子计算中，你能计算出点光源模型中，相距光源一定距离放置的面上得到的光子数吗？在线光源模型中，你会计算单位长度上的光子数吗？4．什么是光的波粒二象性，如何理解？只有电磁波才具有波粒二象性吗？什么是物质波，谁提出的？物质波的波长如何计算？十九、原子结构1．谁发现了电子，有什么样的重要意义？接下来他提出的原子结构模型是什么样的？2．α粒子散射实验是谁、为了什么目的、使用什么样的装置做的？期望得到什么结果？实际的现象是什么？由此得出什么样的结论，该实验有何重大意义？3．什么是光谱，光谱如何分类，分别是由谁产生的，哪些光谱可以用作光谱分析，用什么仪器观察光谱，它的大致构造怎样？4．原子的核式结构遇到了哪两个困难？是谁提出了什么理论解决了这两个难题？他否定了经典理论还是否定了核式结构学说？理论的内容是什么？5．你能根据题目条件确定核外电子的动能、势能、总能量、周期、半径等的大小及变化吗？什么是eV，它与焦耳如何转换？在解题中一定要将它转化成焦耳吗？你会计算在原子跃迁中吸收或释放光子的个数及频率吗？能否在此基础上真正理解明线光谱与吸收光谱？你知道什么是电离，如何计算电离能吗？在电离中，原子能吸收超过电离能的光子吗？6．玻尔理论的成功与局限分别是什么？经典物理学的研究范围又是什么？二十、原子核1．谁发现的天然放射现象，有什么重大意义？三种射线的本质及特点怎样，如何在电场、磁场中分开？什么是衰变，它们的通式及实质是什么？你能否根据衰变的次数判断中子数和质子数的变化（或反过来判断）？在同一个原子核的衰变中，能否同时释放α、β射线，那γ射线呢？在衰变与磁场、动量守恒、核能综合的题目中你会求解粒子的周期、运动半径、动能吗？你能根据轨迹判断是何种衰变以及原放射性原子核的核电荷数吗2．什么是半衰期，理解它时应注意哪两个问题？半衰期的公式是什么？你会求解关于半衰期的两个典型问题吗？什么是放射性同位素？在实际中有什么应用？3．谁发现的质子，核反应方程是什么？谁预言了中子的存在，又是谁发现的，核反应方程是什么？什么是核子，它们靠什么力结合在一起，这个力有什么特点，你能把它与轻核聚变的条件结合起来考虑吗？4．核反应方程的配平遵循什么规律？典型的核反应方程有几类，你能区分它们吗？核反应方程能写等号吗？5．什么是质能方程，谁提出的，如何理解，是不是说质量与能量可以相互转化？什么是质量亏损？使用质能方程在计算核能时关于单位应注意什么？核反应前和反应后粒子的动能在解题时应如何处理？6．什么是平均质量，它对于确定一个核反应是吸收能量还是放出能量具有什么意义？典型的重核裂变的核反应方程有什么特征，轻核的聚变呢？什么是链式反应，产生的条件是什么？核反应堆的主要组成是什么？为什么轻核的聚变反应又称为热核反应，它与裂变相比有什么优点？。

高考一轮复习物理知识点归纳：选修3-5第十六章动量守恒定律一、动量；动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P=mv。

单位是。

动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的，所以动量也是相对的。

2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。

④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。

系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。

②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量，而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。