选修3-5热点问题演练

《教学考试》物理命题研究中心

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1.（2016·全国卷Ⅱ）（1）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）

（2）如图所示，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3m/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＝0.3m（h小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为m1＝30kg，冰块的质量为m2＝10kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g＝10m/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？

2.（2016·海南卷）（1）下列说法正确的是 （ ）

A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程

B.康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量

C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型

E.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长

（2）如图所示，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动；碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k＝1.92×10-3s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA＝0.400kg和mB＝0.100kg，重力加速度大小g取9.80m/s2。

（ⅰ）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h-v2直线斜率的理论值k0；

3.（1）（2016·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

4.（1）（2016·昆明一中一轮检测）下列说法正确的是（ ）

A.β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱

B.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征

C.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少

D.在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

（2）（2016·山东省齐鲁教科研协作体联考）如图所示，光滑水平面上放置质量均为M＝2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ＝0.5。一根通过细线拴着（细线未画出）且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m＝1kg的滑块P（可视为质点）与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0＝10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态。现剪断细线，求：

（ⅰ）滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；

（ⅱ）滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离（取g＝10m/s2）。

参考答案

1.（1）C AB E F （2）（ⅰ）20kg （ⅱ）不能

【解析】（1）α衰变是原子核自发地放射出α粒子的核衰变过程，选C；β衰变是原子核自发地放射出β粒子的核衰变过程，选A、B；重核裂变选E；轻核聚变选F。

（2）（ⅰ）规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得

设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有

由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩。

2.（1）ACD （2）（ⅰ）2.04×10-3s2/m （ⅱ）6%

（2）（ⅰ）设物块A和B碰撞后共同运动的速度为v′，由动量守恒定律有

在碰后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有

【解析】（1）根据光电效应实验得出的结论：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；入射光的频率高，饱和光电流不变，故A项正确，B项错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C项正确；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，保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，若低于截止频率，则没有光电流产生，故D项错误，E项正确。

（2）设物块与地面间的动摩擦因数为μ。若要物块a、b能够发生碰撞，应有

设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间，a的速度大小为v1。由能量守恒有

设在a、b碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为v′1、v′2，由动量守恒和能量守恒有

由题意，b没有与墙发生碰撞，由功能关系可知

联立②⑧式，a与b发生碰撞、但b没有与墙发生碰撞的条件

【解析】（1）β射线不是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱，故A项错误；玻尔将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B项正确；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，轨道半径减小，原子能量减小，C项正确；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D项错误；根据质量数和电荷数守恒知，铀核衰变为铅核要经过8次α衰变和6次β衰变，故E项正确。

（2）（ⅰ）设滑块P滑上乙车前的速度大小为v，两小车速度大小为v1，取向右为正方向，对整体应用动量守恒和能量关系有

解得v＝4m/s，v1＝1m/s。

（ⅱ）设滑块P和小车乙达到的共同速度为v′

对滑块P和小车乙有mv＋Mv1＝（m＋M）v′