2010年高考物理试卷汇编（选修3-5）.doc

1、2010 年高考物理试卷汇编（选修 3-5）动量、动量守恒定律1、 （全国卷）25小球 A 和 B 的质量分别为 mA 和 mB 且 mA m B 在某高度处将 A 和 B 先后从静止释放。小球 A 与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放初距离为 H 的地方恰好与正在下落的小球 B 发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球 A、B 碰撞后 B 上升的最大高度。【答案】23ABmH【解析】根据题意，由运动学规律可知，小球 A 与 B 碰撞前的速度大小相等，设均为 ，0v由机械能守恒有 201Agmv设小球 A 与 B 碰撞后的速度分别为 和 ，以竖直向上方向为正，由动量守恒有

2、0012()BABvv由于两球碰撞过程中能量守恒，故 22211ABm联立式得： 203Bm设小球 B 能上升的最大高度为 h，由运动学公式有 2vhg由式得 23ABH2、 （北京卷）20如图，若 x 轴表示时间，y 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 x 轴和 y 轴分别表示其它的物理量，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 x 轴表示时间,y 轴表示功能，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 x 轴表示频率，y 轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大

3、初动能与入射光频率之间的关系C.若 x 轴表示时间，y 轴表示动量，则该图像可以反映某物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 x 轴表示时间，y 轴表示感应电动势，则该图像可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，增长合回路的感应电动势与时间的关系【答案】C【解析】根据动量定理 PP 0=Ft 得 P=P0+Ft 说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C 正确。结合 得 ，说明动能和时间是抛物线，A 错误。根据光电效应方程2kPmEkFt，说明最大初动能和入射光频率是线性关系，但截距为负值，B 错误。当磁感应强度随时khW间均匀增大时，增长合回路

4、的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值不随时间变化，D 错误。3、 （北京卷）24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 m0，初速度为 v0，下降距离 l 后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为 m1。此后每经过同 样的距离 l 后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为 m2、m 3mn（设各质量为已知量） 。不计空气阻力。（1）若不计重力，求第 n 次碰撞后雨滴的速度 vn；（2）若考虑重力的影响，a.求第 1 次碰撞前、后

5、雨滴的速度 v1 和 vn；b.求第 n 次碰撞后雨滴的动能 ；2【答案】（1） （2）0nmv12200()niinmvgl【解析】（1）不计重力，全过程中动量守恒， nv得： 0nv（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 221010vglvl，第 1 次碰撞后 m20011vvglb. 第 2 次碰撞前 21l利用 化简得： 2220011mvgl第 2 次碰撞后 利用得：22220011mvvl同理，第 3 次碰撞后 22220013 3mgl第 n 次碰撞后 1222003niinvvglm动能 1222001()n

6、n iimvvglm4、 （新课标卷）34（2）(10 分) 如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的 2倍，重物与木板间的动摩擦因数为。使木板与重物以共同的速度 v0 向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长，重物始终在木板上。重力加速度为 g。【答案】 043vg【解析】木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第 二次撞墙。木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒

7、，有：，解得：02(2)mvv03v木板在第一个过程中，用动量定理，有： 01()2mgt用动能定理，有： 2201vgs木板在第二个过程中，匀速直线运动，有： 2vt木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间 t=t1+t2= + =03gv045、 （安徽卷）24如图，ABD 为竖直平面内的光滑 绝缘轨道，其中 AB 段是水平的，BD 段为半径R=0.2m 的半圆，两段轨道相切于 B 点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E=5.0103V/m。一不带电的绝缘小球甲，以速度 0 沿水平轨道向右运动，与静止在 B 点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为 m=1.010

8、-2kg，乙所带电荷量 q=2.010-5C，g 取 10m/s2。(水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点 D，求乙在轨道上的首次落点到 B 点的距离；（2）在满足(1)的条件下。求的甲的速度 0；（3）若甲仍以速度 0 向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到 B点的距离范围。AEBRDv0甲 乙【答案】 （1）0.4m （2） （3）5/ms0.41.6xm【解析】 （1）在乙恰能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速度为 vD，乙离开 D 点到达水平轨道的时间为 t，乙的落点到 B 点的

9、距离为 x，则2DvmgqER21()tDxvt联立得： 0.4m（2）设碰撞后甲、乙的速度分别为 v 甲 、v 乙 ，根据动量守恒和机械能守恒定律有：0v乙甲22211乙甲联立得： v 乙 = v0 由动能定理得： 22DmgRqEmv乙联立得： 5()5/Dvs（3）设甲的质量为 M，碰撞后甲、乙的速度分别为 vM、v m，根据动量守恒和机械能守恒定律有：0vmv22211M 11联立 得： 11 0mv 12由 和 ，可得： 12 ?2Dmv13设乙球过 D 点的速度为 ，由动能定理得221DgRqEvm14联立 得： 1314 2/8/Dsvs15设乙在水平轨道上的落点到 B 点的距离

10、为 ，则有：xxt 16联立 得：1516 0.41.6m6、 （海南卷）19 (2)在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速假设减速剂的原子核质量是中子的倍中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰设每次碰撞前原子核可认为是静止的，求 次碰k N撞后中子速率与原速率之比【答案】 1()N【解析】设中子和作减速剂的物质的原子核 A 的质量分别为 和 ，碰撞后速度分别为 和 ，碰nmAnvA撞前后的总动量和总能量守恒，有nnAmvv22211式中 为碰撞前中子速度，由题设nvnAmk由式得，经 1 次碰撞后中子速率与原速率之比为nkv经 N 次碰撞后，中子速率与原速率之比为1()N7、 （福建卷）29

11、 （2）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初速度 ，则 。 （填选项前的字母）0vA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【答案】B【解析】系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B 正确。8、 （山东卷）38 （2）如图所示，滑块 质量均为 ，滑块 质量为 。开始时 分别以A、 CmB32mA、 B的速度沿光滑水平轨道向固定在

12、右侧的挡板运动，现将 无初速地放在 上，并与 粘合不再分12v、开，此时 与 相距较近， 与挡板碰撞将以原速AB率反弹， 与 碰撞将粘合在一起。为使 能与挡B板碰撞两次， 应满足什么关系？12v、【答案】 3【解析】A 与 C 粘合在一起，由动量守恒定律得 12mv再与 B 碰撞时，要达到题目要求，需 230mv联立解得 123v9、 （广东卷）35如图 15 所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的 ab 段水平，bcde 段光滑，cde 段是以 O 为圆心、R 为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块 A 和 B 紧靠在一起，静止于 b 处，A 的质量是B 的 3 倍。两物块在足够大的内力作用下

13、突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B 到 b 点时速度沿水平方向，此时轨道对 B 的支持力大小等于 B 所受重力的 3/4，A 与 ab 段的动摩擦因数为 ，重力加速度g，求：（1） 物块 B 在 d 点的速度大小 ;（2） 物块 A 滑行的距离 s【答案】 （1） （2）Rgv8【解析】 （1）B 在 d 点，根据牛顿第二定律有：解得：234vmgR2Rgv（2）B 从 b 到 d 过程，只有重力做功，机械能守恒有：2211BvAB 分离过程动量守恒有： 3ABvmA 匀减速直线运动，用动能定理得 ， 2103Avmgs联立 ，解得： 8Rs近代物理初步1、 （全国卷）14原子核 经放射

14、性衰变变为原子 ，继而经放射性衰变变为原子核238923490Th，再经放射性衰变变为原子核 。放射性衰变、 和依次为2349Pa2349A 衰变、 衷变和 衰变 B 衰变、 衷变和 衰变 C 衰变、 衰变和 衰变 D 衰变、 衰变和 衰变【答案】A【解析】 ，质量数少 4,电荷数少 2，说明为 衰变 。238234990UTh238234990UThHe,质子数加 1，说明为 衰变，中子转化成质子 。 ，2344901ThPa 401Pa234234919aU质子数加 1，说明为 衰变，中子转化成质子 。234239191Pae2、（全国卷）14原子核 AZX与氘核 21H反应生成一个 粒子

15、和一个质子。由此可知AA=2 ， Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2【答案】D【解析】核反应方程为 ，应用质量数与电荷数的守恒 A+2=4+1，Z+1=2+1 ，解得2411AZeA=3，Z=2 ，选项 D 正确。3、（新课标卷）34 （1）(5 分) 用频率为 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观0v测到频率分别为 的三条谱线，且 ，则 。(填入正确选项前的字母)23v、 、 321 A B C D.01 321v0123v123v【答案】B【解析】大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从 n=3 能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，

16、解得： ，选项 B 正确321h321v4、（北京卷）13属于狭义相对论基本假设的是：在不同参考系中，A.真空中光速不变 B.时间间隔具有相对性C.物体的质量不变 D.物体的能量与质量成正比【答案】A【解析】狭义相对论两个基本假设：相对性原理、光速不变原理。光速不变原理：真空中的光速 c 是对任何惯性参照系都适用的普适常量 A 正确。5、 （北京卷）15太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为 41026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.1036 kg B.1018 kg C.1013 kg D.109 kg【答案】D【解析】根据爱因

17、斯坦的质能方程， ，选项 D 正确269284104.10(3)Emkgkgc6、（上海物理）1卢瑟福提出原子的核式结构模型。这一模型建立的基础是（ ）（A）粒子的散射实验 （B）对阴极射线的研究（C）天然放射性现象的发现 （D）质子的发现【答案】A.【解析】卢瑟福根据 粒子的散射实验结果，提出了原子的核式结构模型：原子核聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。7、 （上海物理）4现已建成的核电站发电的能量来自于（ ）（A）天然放射性元素放出的能量 （B）人工放射性同位素放出的能量（C）重核裂变放出的能量 （D）化学反应放出的能量【答案】C【解析】核电站发电的能量来自于重核的

18、裂变，选项 C 正确。8、 （上海物理）8某放射性元素经过 114 天有 7/8 的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为（ ）（A）11.4 天 （B）7.6 天 （C）5.7 天 （D）3.8 天【答案】D【解析】根据 ， ，因为 天，所以 天，选项 D 正确。t1()283t1.4t1.4389、 （江苏卷）12C（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 AK之间的电压 UAK 的关系图象中，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

19、光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，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5.531014Hz, 普朗克常量 h=6.6310-34J s.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。【答案】 （1）C（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功） （3）氢原子放出的光子能量 EE 3E 2，代人数据得：E =1 89eV，金属钠的逸出功 W0=h0，代人数据得 W02.3 eV，因为

20、EW 0，所以不能发生光电效应。【解析】 （1）虽然 I 强 I 弱 ，但截止电压相等，选项 C 正确（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）（3）氢原子放出的光子能量 EE 3E 2，代人数据得：E =1 89eV，金属钠的逸出功 W0=h0，代人数据得 W02.3 eV，因为 EW 0，所以不能发生光电效应。10、 （海南卷）19(1)能量为 的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子这一i能 称为氢的电离能现用一频率为 的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度iE的大小为_（用光子频率 、电子质量 、氢原子的电离能 和普朗克常量 表

21、示） 。miEh【答案】 2()ihm【解析】由能量守恒得 ，解得电子速度为 。21ihEv2()ihEmv11、 （重庆卷）19氢原子部分能级的示意图如题 19 图所示，不同色光的光子能量如下所示：红 橙 黄 绿 蓝靛 紫色光光子能量范围（ ）eV1.61-2.00 2.002.07 2.072.14 2.142.53 2.532.76 2.763.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为A， 红、蓝、靛B， 黄、绿C， 红、紫D， 蓝靛、紫【答案】A 【解析】根据 ，可知 A 选项正确。mnhE12、 （四川卷）15下列说法正确的是A 粒子大角度散射

22、表明 粒子很难进入原子内部B氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射C裂变反应有质量亏损，质量数不守恒D 射线是一种波长很短的电磁波【答案】D【解析】 粒子散射实验现象表明大多数 粒子不发生偏转，说明穿过了原子，少数 粒子发生偏转，说明无法穿过原子核，A 错误。光只有从光密介质进入光疏介质才可能发生全反射，空气和水比较水是光密介质，B 错误。裂变反应有质量亏损是由于核子的平均密度变化引起的，但核子的总数不变，即质量数守恒，C 错误。 射线是频率很大、波长很短的电磁波，D 正确。13、 （广东卷）18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238234990UT

23、hHe1417728NHeOC 是轻核聚变 D 是重核裂变1120n8034361SKr【答案】AC【解析】B 选项的核反应方程是卢瑟福发现质子的核反应方程，B 错误。选项 D 核反应方程是 衰变，D 错误14、 （福建卷）29 （1） 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4C14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m0衰变规律的是 。 （填选项前的字母）14【答案】C【解析】由公式 可知 C 答案正确。01()2tm15、 （山东卷）38 （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，

24、其能量值分别是： 。跃迁发生前这些原子分布在 个激发态能级上，其中最.890.2.9eVeV、 、高能级的能量值是 （基态能量为 ） 。13.6eV【答案】2；-1.51【解析】由于氢原子得基态能量为 ，跃迁时放出三种不同能量的光子，应在 2 激发态。最高能.级的能量值为 12.913.6=1.51eV.16、 （天津卷）2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比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固【答案】B【解析】 衰变是原子核中的质子转化为中子和电子，但电子不是原子核的组成部分，A 错误。玻尔理论的假设是把量子化代入到原子能量，B 正确。放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化。C错误。比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D 错误。