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2012-2017年新课标全国卷专题分类汇总——专题14：选修3-5
2012-2017年新课标全国卷专题分类汇总——专题14：选修3-5

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专题14：选修3—5
考情分析：2017年首次变为必考部分，重要性大大增加。原子物理主要考查光电效应和原子核相关问题。动量主要考查利用动量守恒定律和能量关系解决物块的碰撞问题。
建议：除碰撞问题外，其它题目难度不大，要关注几个常考点。碰撞问题的解题思路比较明确,注意机械能守恒定律的成立条件，有时还要用到动能定理。如果把近几年各地高考题浏览一遍,应对高考应该没问题。
1、（2016年新课标全国卷I）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_______。
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
2、（2015年新课标全国卷II)实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是_______。
A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样
B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C．人们利慢中子衍射来研究晶体的结构
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关
3、（2014年新课标全国卷II）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是_______。
A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
E．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷
4、（2014年新课标全国卷I）关于天然放射性，下列说法正确的是_______。
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
5、（2013年新课标全国卷II)关于原子核的结合能，下列说法正确的是_______。
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C．铯原子核（）的结合能小于铅原子核（）的结合能
D．比结合能越大，原子核越不稳定
E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
6、(2017年新课标全国卷II)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为。下列说法正确的是
A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
7、（2016年新课标全国卷III)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si,下列说法正确的是_______。
A．核反应方程为p+Al→Si
B．核反应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105 m/s，方向与质子初速度的方向一致
8、（2016年新课标全国卷II）在下列描述核过程的方程中,属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________。(填正确答案标号）
A．C→N+e B．P→S+e
C．U→Th+He D．N+He→O+H
E．U+n→Xe+Sr+2n F．H+H→He+n
9、（2017年新课标全国卷I）大科学工程“人造太阳"主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是,已知的质量为2。0136u,的质量为3。0150u，的质量为1.0087u，1u＝931MeV/c2。氚核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7MeV B．3。3MeV C．2.7MeV D．0。93MeV
10、（2017年新课标全国卷III)（多选）在光电效应试验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。为普朗克常量.下列说法正确的是
A．若va>vb，则一定有Uavb,则一定有Eka〉Ekb
C．若Ua中p代表质子,n代表中子,X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核X的质子数为_______，中子数为_______。
13、（2012年新课标全国卷)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：+→+x,式中x是某种粒子.已知：、、和粒子x的质量分别为2。014 1u、3.016 1u、4。002 6u和1。008 7u；1u=931.5MeV/c2,c是真空中的光速.由上述反应方程和数据可知,粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）.
14、（2017年新课标全国卷III）(多选）一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示，则
A．t=1s时物块的速率为1m/s
B．t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s
C．t=3s时物块的动量大小为5kg·m/s
D．t=4s时物块的速度为零
15、（2017年新课标全国卷I）将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略）
A．30kg·m/s B．5。7×102 kg·m/s C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s
16、（2016年新课标全国卷I）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M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S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S）;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ρ，重力加速度大小为g。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.

17、（2016年新课标全国卷II）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面前的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s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=0。3 m(h小于斜面体的高度）.已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10 kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s2。
(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？

18、（2013年新课标全国卷II）如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）.设A以速度朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动.假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中
（i）整个系统损失的机械能；
（ii）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

19、（2016年新课标全国卷III）如图，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v0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因数满足的条件。

20、（2015年新课标全国卷I）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间.A的质量为m，B、C的质量都为M,三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。

21、（2012年新课标全国卷）如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O。让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平。从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力，求
动能之比.
(i）两球a、b的质量之比；
（ii）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大

22、（2013年新课标全国卷I)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d.现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短。当两木块都停止运动后，相距仍然为d。已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g。求A的初速度的大小。

23、（2015年新课标全国卷II）两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求
（i）滑块a、b的质量之比；
（ii）整个运动过程中两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。

24、（2014年新课标全国卷I）如图，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方,B球距地面的高度h=0。8m，A球在B球的正上方。先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放.当A球下落t=0。3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰,碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零.已知mB=3mA，重力加速度大小g=10m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.求
（i)B球第一次到达地面时的速度；
(ii）P点距离地面的高度。

25、(2014年新课标全国卷II）现利用图（a)所示的装置验证动量守恒定律.在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0。108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用交流电的频率f=50。0Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为ΔtB=3。500ms，碰撞前后打出的纸带如图(b）所示.

若实验允许的相对误差绝对值（×100%）最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程.

答案：
1、ACE；2、ACD;3、ACE；4、BCD；5、ABC;6、B;7、ABE；8、C、AB、E、F； 9、B；10、BC；11、ek、eb；12、14，13;13、（或中子)，17。6；14、AB；15、A；16、（i）=ρS，（ii)h= 17、（i）20kg，（ii)不能；18、（i），（ii)；19、≤μ<；20、（－2)M≤m＜M；21、（i)=－1，（ii）=1－;22、；23、(i）m1：m2=1：8，（ii)W：ΔE=1：2；24、（i）4m/s，（ii）0。75 m；25、1.6％<5％.