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1、考点14 选修3-5模块 1.（2010北京理综T20）如图，若轴表示时间，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。若令轴和轴分别表示其他的物理量，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若轴表示时间，轴表示动能，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若轴表示频率，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若轴表示时间，轴表示动量，则该图像可以反映某物体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若轴表示时间，轴表示感应电动势，则该图像可
2、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，闭合回路的感应电动势与时间的关系【命题立意】图像考查的角度及呈现方式均有创新，这些都体现了稳中有变、变中求新的命题思想。【思路点拨】找出纵轴表示的物理量与横轴表示的物理量之间的关系，从而做出判断。【规范解答】选C。由、可得，说明动能和时间的图像是抛物线，故A错误；根据光电效应方程，说明动能和时间是线性关系，图像在y轴上的截距为负值，故B错误；根据动量定理,则,说明动量和时间是线性关系，截距为初动量，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势是一个定值而不随时间变化，故D错误。2.（2010北
3、京理综T24）（20分）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，初速度为，下降距离后于静止的小水珠碰撞且合并，质量变为。此后每经过同样的距离后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次为、（设各质量为已知量）。不计空气阻力。（） 若不计重力，求第次碰撞后雨滴的速度；（） 若考虑重力的影响，求第次碰撞前、后雨滴的速度和；求第次碰撞后雨滴的动能。【命题立意】本题是一道力学综合题，涉及动量守恒定律、运动学公式等知识点，对考生的理解能力、推理能力、运用数学知识解决物理问题能力、分析综合能力等提出
4、了更高的要求。该题入门容易，不同层次的学生可得到不同的分数，而要完全答对则需要考生具有较强的综合能力。【思路点拨】不计重力，碰撞前匀速运动，碰撞瞬间动量守恒；考虑重力的影响，雨滴下降过程中做匀加速运动，碰撞瞬间动量守恒，结合数学知识从特殊情况递推一般情况找出通项。【规范解答】（1）不计重力，全过程中动量守恒， 得 （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 第1次碰撞后 解得 b.第2次碰撞前 利用式化简得 第2次碰撞后，利用式得 同理，第3次碰撞后第n次碰撞后 动能 【答案】（1） （2）a b. 【类题拓展】动量守恒定律解决问题的灵活运
5、用(1)分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体称为系统。对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。(3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式。注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为
6、参考系。(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号。根据动量守恒定律列方程求解。3.（2010福建理综T29）测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻的质量，为t0时的质量。下面四幅图中能正确反映衰变规律的是 。（选填选项前的字母）【命题立意】本题以古生物进行年代测定为背景，考查原子核的衰变规律。【思路点拨】明确衰变规律是指数函数。【规范解答】选C。由公式并结合数学知识可知C答案正确。4.（2010福建理综T29）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
7、初速度，则 。（选填选项前的字母） 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【命题立意】本题以木箱与小木块相互作用为背景，考查动量守恒定律。【思路点拨】明确木箱与小木块之间的相互作用，小木块最终将相对木箱静止。【规范解答】选B。因系统受合外力为零，根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动，故B正确。5.（2010广东理综T18）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（ ）A 是衰变 B 是衰变 C 是轻核聚变 D 是重核
8、裂变 【命题立意】本题主要考查核反应方程。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：衰变、轻核的聚变、重核的裂变、原子核的人工转变四种核反应的类型 【规范解答】选A、C。B选项错误，这是卢瑟福发现质子的核反应；D选项错误，这是衰变。A、C选项正确。6.（2010江苏物理卷T12）（12分）(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A、K之间的电压 UAK的关系图像中，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，
9、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Hz, 普朗克常量h=Js.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。【规范解答】（1）选C。由爱因斯坦光电效应方程和动能定理。可得，遏止电压UC与入射光的频率有关，与光强无关。由发生光电效应规律可知，光电流与光的强度有关，光越强，光电流越强。所以选项C正确。本题考查光电效应规律。（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，由于光电子在从金属表面逸出的过程中，要受到金属表面层中
10、力的阻碍作用（或需要克服逸出功）。所以在光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小减小。（3）氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中，放出的光子能量为，代入数据得，金属钠的逸出功，代入数据得，因为，所以不能发生光电效应。【答案】（1）C （2）减小 光电子从金属表面逸出过程中要受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功） （3）不能发生光电效应。7.（2010山东理综T38）（8分）（1）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：189eV,102eV,1209eV。跃迁发生前这些原子分布在_个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_eV（基态能量为-
11、136eV）。（2）如图所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为m。开始时A、B分别以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与挡板相距足够远。若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，应满足什么关系？【命题立意】主要考查能级、能级跃迁、玻尔原子模型、碰撞、动量守恒定律、运动学关系等知识点。【思路点拨】解答本题（1）时可按以下思路分析：与题给信息对照求能级差氢原子能级图模型 解答本题（2）时可按以下思路分析：B与墙碰撞两次A、C一起与B碰撞一次C与A碰 【规范解答】（1）由于大量氢原子在处
12、于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，可知氢原子处于最高能级是n=3，跃迁发生前这些原子分布在2个激发态能级上，其中最高能级的能量值是E3=-1.51 eV。（2）设向右为正方向，A与C粘合在一起的共同速度为，由动量守恒定律得 为保证B碰挡板前A未能追上B，应满足 设A、B碰后的共同速度为，由动量守恒定律得 为能使B能与挡板再次相碰应满足 联立式解得或【答案】（1）2 -1.51 （2）或。8.（2010天津理综T2）下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D比结合能越
13、小表示原子核中的核子结合得越牢固【命题立意】本题以基础知识立意，主要考查学生对玻尔理论、核反应的实质、半衰期、结合能等知识的掌握情况。【思路点拨】解题时注意正确理解核反应的实质，影响半衰期的因素等。【规范解答】选B。衰变的实质是将原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，原子核是由中子和质子组成，内部没有电子，A错误；玻尔理论的基本假设说明电子在不同轨道上运动时，能量是不同的，即原子的能量是量子化的，B正确；放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，不受温度的影响，C错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，D错误。9.（2010天
14、津理综T10）（16分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h/16。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。【命题立意】本题是一道力学综合题,涉及了机械能守恒定律、动量守恒定律、动量定理等多个定律内容，主要考查了学生综合运用物理知识分析问题的能力【思路点拨】应用机械能守恒求得A球与B物块碰前和碰后的速度，利用动量守恒定律求出碰后B的速度，最后应用动量定理求出时间。【规范解答】设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有 得设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有 得 设碰撞后物块的速度大小为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有 得 物块在水平面上滑行所受摩擦力的
