浙江专版2021年高考物理一轮复习疑难易错专练十选修3_5含解析

浙江专版2021年高考物理一轮复习疑难易错专练十选修3_5含解析

疑难易错专练(十)(选修3-5)‎ ‎(建议用时25分钟)‎ ‎1.如图所示,运动员挥拍将质量为m的网球击出。如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1,v2,v1与v2方向相反,且v2>v1。忽略重力,则此过程中拍子对网球作用力的冲量 (　　)‎ A.大小为m(v2-v1),方向与v1方向相同 B.大小为m(v2+v1),方向与v1方向相同 C.大小为m(v2-v1),方向与v2方向相同 D.大小为m(v2+v1),方向与v2方向相同 ‎【解析】选D。在球拍击打网球的过程中,选取v2方向为正方向,对网球运用动量定理有I=mv2-(-mv1)=m(v2+v1),即拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2+v1),方向与v2方向相同。‎ ‎2.(多选)如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的黏性小球b发生碰撞,并粘接在一起,且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后 (　　)‎ A.摆动的周期为 T B.摆动的周期为T C.摆球的最高点与最低点的高度差为0.3 h D.摆球的最高点与最低点的高度差为0.25 h - 6 -‎ ‎【解析】选B、D。因单摆的周期T=2π与摆球质量、振幅无关,碰撞后单摆的周期不变,故A错误,B正确。由动量守恒得mava-mbvb=(ma+mb)v,因ma=5mb,va=vb,代入上式得v=va。‎ 由机械能守恒得,碰撞前:ma=magh 碰撞后:(ma+mb)v2=(ma+mb)gh1‎ 解得h1=0.25h。故D正确。‎ ‎3.(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是 (　　)‎ A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 ‎【解析】选A、D。用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,改用频率较小的光照射时,有可能发生光电效应,故选项C错误;据Ek=hν-W0可知增大入射光频率,光电子最大初动能也增大,故选项D正确;增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;是否发生光电效应取决于入射光频率,而与入射光强度无关,故选项B错误。‎ ‎4.(多选)如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。 关于这些光下列说法正确的是 (　　)‎ A.这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光 B.能量最小的光子是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的 C.这些氢原子能吸收能量为0.86 eV的光子后发生电离 D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为9.08 eV的金属不能发生光电效应 - 6 -‎ ‎【解析】选A、C。根据=6知,这些氢原子可辐射出6种不同频率的光子,故A正确;n=4能级和n=3能级间的能级差最小,则能量最小的光子是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的,故B错误;处于n=4能级的原子能量为-0.85 eV,吸收0.86 eV的光子后原子能量大于零,即发生电离,故C正确;n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为10.2 eV,大于金属的逸出功,可以发生光电效应,故D错误。‎ ‎5.(多选)关于核反应方程Th→Pa+X+ΔE(ΔE为释放出的核能,X为新生成粒子),已知Th的半衰期为T,则下列说法正确的是 (　　)‎ A.Th的半衰期T由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关 B.Pa比Th少1个中子,X粒子是从原子核中射出的,此核反应为β衰变 C.Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为(N数值很大)‎ D.Th的比结合能为 ‎【解析】选A、B、C。原子核的半衰期T由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关,故A正确;由质量数和电荷数守恒知X的质量数是0,电荷数是-1,为电子,是原子核内的中子转化为质子而释放一个电子,为β衰变,故B正确;经2T时间还剩余四分之一没衰变,发生上述核反应而放出的核能为NΔE,故C正确;Pa的比结合能是234个核子结合成234Pa时放出的能量,该能量不是它衰变时放出的能量ΔE,所以Pa的比结合能不是Th的比结合能也不是,故D错误。所以A、B、C正确,D错误。‎ ‎6.(2019·嘉兴模拟)“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹声响是辞旧迎新的标志,是喜庆心情的流露。有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为v0‎ - 6 -‎ ‎、方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为2m,速度大小为v,方向水平向东,则另一块的速度为 (　　)‎ A.3v0-v　　　 B.2v0-3v C.3v0-2v D.2v0+v ‎【解析】选C。取水平向东为正方向,爆炸过程系统动量守恒,3mv0=2mv+mvx,可得vx=3v0-2v,C正确。‎ ‎7.(多选)(2019·舟山模拟)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。初始时小物块停在箱子的正中间,如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,在整个过程中,系统损失的动能为 (　　)‎ A.mv2　　　 B.v2‎ C.NμmgL　 D.NμmgL ‎【解析】选B、D。由于水平面光滑,箱子和小物块组成的系统动量守恒,二者经多次碰撞后,保持相对静止,易判断两物体最终速度相等设为v共,由动量守恒定律得mv=(m+M)v共,系统损失的动能为mv2 -(m+M)=v2,B正确;系统损失的动能等于克服摩擦力做的功,经N次碰撞后,物块的路程为NL,即ΔEk=-Wf=‎ NμmgL,D正确。‎ ‎8.卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现质子。发现质子的核反应方程为NHe OH。已知氮核质量为mN=14.007 53 u,氧核质量为mO=17.004 54 u,氦核质量为mHe=4.003 87 u,质子(氢核)质量为mP=1.008 15 u。(已知1 u相当于 ‎931 MeV,结果保留2位有效数字)求:‎ ‎(1)这一核反应吸收能量还是放出能量?相应的能量变化为多少?‎ - 6 -‎ ‎(2)若入射氦核以v0=3×107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1∶50。求氧核的速度大小。‎ ‎【解析】(1)由Δm=mN+mHe-mO-mP 得Δm=-0.001 29 u 所以这一核反应吸收能量,‎ ΔE=|Δm|c2=0.001 29×931 MeV=1.2 MeV。‎ ‎(2)由动量守恒定律可得 mHev0=mOv氧+mPvP 又v氧∶vP=1∶50‎ 可解得v氧=1.8×106 m/s。‎ 答案:(1)吸收能量　1.2 MeV ‎(2)1.8×106 m/s ‎9.(2019·温州模拟)如图所示,光滑的水平面上有一木板,在其左端放有一重物,右方有一竖直的墙,重物的质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为μ=0.2。使木板与重物以共同的速度v0=6 m/s向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。已知木板足够长,重物始终在木板上,重力加速度g取10 m/s2,求木板从第一次与墙碰撞到第二次与墙碰撞所经历的时间。‎ ‎【解析】第一次与墙碰撞后,木板的速度反向,大小不变,此后木板向左做匀减速运动,重物向右做匀减速运动,最后木板和重物达到共同的速度v。设木板的质量为m,重物的质量为2m,取向右为动量的正方向,‎ 由动量守恒得:‎ ‎2mv0-mv0=3mv 设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v,所用的时间为t1,对木板应用动量定理得:‎ ‎2μmgt1=mv-m(-v0)‎ 设重物与木板有相对运动时木板的加速度为a,由牛顿第二定律得:‎ ‎2μmg=ma 在达到共同速度v时,木板离墙的距离为:‎ - 6 -‎ l=v0t1-a 从木板与重物以共同速度v开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为:‎ t2=‎ 从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为:‎ t=t1+t2‎ 由以上各式得 t=‎ 代入数据可得:t=4 s。‎ 答案:4 s - 6 -‎