2021高考物理(山东专用)三轮体系大通关-专练23-选修3-5.docx

专练23　选修3－5　
1．(2022·泰安市质检)(1)(4分)下列说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A．光子不但具有能量，也具有动量
B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会转变放射性元素的半衰期
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
(2)(8分)如图1所示，两个木块的质量分别为m1＝0.2 kg、m2＝0.6 kg中间用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上，且m1左侧靠一固定竖直挡板．某一瞬间敲击木块m2使其获得2 m/s水平向左的速度，木块m2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回，弹回时带动木块m1运动．求：

图1
①当弹簧拉伸到最长时，木块m1的速度多大？
②在以后的运动过程中，木块m1速度的最大值为多少？
解析　(2)由能量守恒知：m1刚离开挡板时，m2的速度为2 m/s，水平向右，当弹簧拉伸到最长时，m1、m2具有相同速度v共
由动量守恒得：
m2v1＝(m1＋m2)v共
解得：v共＝1.5 m/s
m1速度最大时，弹簧恢复原长，由动量守恒和能量守恒：
m2v1＝m1v1′＋m2v2′
m2v＝m1v1′2＋m2v2′2
解得：v1′＝3 m/s
答案　(1)AB　(2)①1.5 m/s　②3 m/s
2．(2022·云南昭通5月统测)(1)(4分)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A.Bi的半衰期是5天，12 gBi经过15天后还有1.5 g未衰变
B．结合能越大，原子核越稳定
C．放射性元素放射出的α射线、β射线和γ射线，电离力量最强的是γ射线
D．关于原子核内部的信息，最早来自自然 放射现象

图2
(2)(8分)如图2所示，小车停放在光滑的水平面上，小车的质量为M＝8 kg，在小车水平面A处放有质量为m＝2 kg的物块，AB段是粗糙的水平面上，BC是一段光滑的圆弧，在B点处与AB相切，现给物块一个v0＝5 m/s的初速度，物块便沿AB滑行，并沿BC上升，然后又能返回，最终恰好回到A点处与小车保持相对静止，求：
①从物块开头滑动至返回A点整个过程中，小车与物块组成的系统损失的机械能为多少？
②物块沿BC弧上升相对AB平面的最大高度为多少？
解析　(1)经过15天后未衰变的质量为m＝m0()＝12×()g＝1.5 g，故A项正确；原子核是否稳定与结合能无关，故B项正确；放射性无素放射出的α射线、β射线和γ射线，电离力量最强的是α射线，故C错；关于原子核内部的信息，最早来自自然 放射现象，故D正确．
(2)①物体返回A点时与小车相对静止时设它们速度为v1，则：
mv0＝(m＋M)v1(2分)
ΔE＝mv－(m＋M)v1分)
解得：ΔE＝20 J(1分)
②设最高点时两物体速度为v2，高度为h，物体从A到最高点的过程中：mv0＝(m＋M)v2(2分)
mv－(m＋M)v＝mgh＋(1分)
解得：h＝0.5 m(1分)
答案　(1)AD　(2)①20 J　②0.5 m
3．(2022·河北邯郸质检)
(1)(4分)下列叙述正确是________．(双选，填入正确答案标号)
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．汤姆生发觉电子，表明原子具有核式结构
C．依据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的．
(2)(8分)如图3所示，在光滑的水平面上有一质量为m、长度为L的小车，小车左端有一质量也为m、可视为质点的物块．小车的右壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与车长相比可忽视)，物块与小车间动摩擦因数为μ，整个系统处于静止状态．现在给物块一个水平向右的初速度v0，物块刚好能与小车右壁的弹簧接触，接触瞬间弹簧锁定解除，当物块再次回到左端时与小车相对静止(重力加速度为g)．求：

图3
①物块的初速度v0；
②弹簧处于锁定状态时具有的弹性势能Ep.
解析　(1)太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，不是核裂变反应，故A错误；汤姆生发觉电子，说明原子可以再分，而α粒子散射试验，表明原子具有核式结构，故B错误；依据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，则有：k＝m，可知电子的动能减小，由于电子吸取能量才会向高能级跃迁，所以原子总能量增大，故C正确；β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故D正确．
(2)①由动量守恒定律得：mv0＝2mv(1分)
由能量关系有mv－(2m)v2＝μmgL(2分)
解得：v0＝2(1分)
②物块和小车最终速度为v1，由动量守恒定律得：
mv0＝2mv1(1分)
由能量关系有mv－(2m)v＋Ep＝2μmgL(2分)
解得：Ep＝μmgL(1分)
答案　(1)CD　(2)①2　②μmgL
4．(2022·日照市5月校际联合检测)(1)(4分)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走．下列说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A．核反应方程是H＋n→H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3
C．辐射出γ光子的能量E＝(m3－m1－m1)c
D．γ光子的波长λ＝
(2)(8分)如图4所示，坡道顶端距水平面高度为h＝0.5 m，质量为m＝1.0 kg的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面OM时无机械能损失，水平面OM长为2x，其正中间有质量分别为2m、m的两物块B、C(中间粘有炸药)，现点燃炸药，B、C被水平弹开，物块C运动到O点时与刚进入水平面的小物块A发生正碰，碰后两者结合为一体向左滑动并刚好在M点与B相碰，不计一切摩擦，三物块均可视为质点，重力加速度为g＝10 m/s2，求炸药点燃后释放的能量E.

图4
解析　(1)核反应方程为H＋n→H＋γ，质量数不守恒，A错；质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，B对；γ光子的能量E＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，C错；γ光子的波长λ＝＝＝，D对．
(2)设A刚到达O时速度为v0，由动能定理知
mgh＝mv(1分)
爆炸过程中B、C动量守恒，有
mv1＝2mv2(1分)
爆炸过程中能量守恒，有
E＝mv＋·2mv(2分)
C与A发生正碰，满足动量守恒，设碰后速度为v，则
mv0－mv1＝2mv(2分)
因结合体在M点与B相碰，由时间关系得
＝＋(1分)
联立并代入数值得E＝mv＝mgh＝0.3 J(1分)
答案　(1)BD　(2)0.3 J