选修3-5 知识点题库

如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上．现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=1.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出．已知m_A=1kg，m_B=2kg，m_C=3kg，g=10m/s² ，求：

（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；
（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；
（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离．

中国“北斗三号”全球组网卫星计划将在2017年7月左右进行首次发射．“北斗三号”采用星载氢原子钟，其精度将比“北斗二号”的星载铷原子钟提高一个数量级．如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是（　　）

A . 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子 B . 欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09eV的光子照射 C . 当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时，要吸收光子 D . 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射金属铂（逸出功为6.34eV）时不能发生光电效应

关于质子与中子，下列说法错误的是( )

A . 原子核由质子和中子构成 B . 质子和中子统称为核子 C . 卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在 D . 卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在

假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是m₁ ，中子的质量是m₂ ，氦核同位素的质量是m₃ ，光在真空中速度为c.

①写出核聚变反应的方程式；

②求核聚变反应中释放出的能量ΔE.

某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，其操作步骤如下：

A．将操作台调为水平

B．用细线将滑块A、B连接，滑块A、B紧靠在操作台边缘，使滑块A、B间的弹簧处于压缩状态

C．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录滑块A、B的落地点M、N

D．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x₁、x₂

E．用刻度尺测出操作台台面距地面的高度h

（1）上述步骤中，多余的步骤是；缺少的步骤是。
（2）如果动量守恒，须满足的关系是（用测量量表示）。

如图所示，足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上，物块B置于A的左端，A、B、C的质量分别为m、2m和4m，已知A、B一起以v₀的速度向右运动，滑块C向左运动，A、C碰后连成一体，最终A、B、C都静止，求：

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（1） C与A碰撞前的速度大小；
（2） A、B间由于摩擦产生的热量．

氘核和氦核的质量分别是m₁和m₂ ，如果两个氘核结合生成氦核，则下列说法中正确的是( )

A . 核反应方程式为 $\text{[math]}$ B . 该反应是一个裂变反应 C . 核反应过程中的质量亏损△m=2m₁-m₂ D . 氦核的结合能是(2m₁-m₂)c²

如图，仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的微粒a从坐标 $\text{[math]}$ 处射入磁场，射入方向与y轴正方向夹角为45°，经时间t与静止在坐标 $\text{[math]}$ 处的不带电微粒b发生碰撞，碰后瞬间结合为微粒c。已知a、b质量相同（重力均不计），则c在磁场中运动的时间为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m=2M的小物块．现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v₀的初速度，下列说法正确的是（）

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A . 最终小物块和木箱都将静止 B . 最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为 $\text{[math]}$ C . 木箱速度水平向左、大小为 $\text{[math]}$ 时，小物块的速度大小为 $\text{[math]}$ D . 木箱速度水平向右、大小为 $\text{[math]}$ . 时，小物块的速度大小为 $\text{[math]}$

如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的木块A，静止在质量 $\text{[math]}$ 的长木板B的左端，长木板停止在光滑的水平面上，一颗质量为 $\text{[math]}$ 的子弹，以 $\text{[math]}$ 的初速度水平从左向右迅速射穿木块，穿出后子弹的速度为 $\text{[math]}$ ，木块此后恰好滑行到长木板的中央相对木板静止。已知木块与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，并设A被射穿时无质量损失。求：

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（1）子弹射穿A时，A的速度大小。
（2） A、B的共同速度大小。
（3） A在滑行过程中，系统产生的热量及B的长度。

如图所示为氢原子的能级图。现有大量处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁。下列说法正确的是（）

A . 能辐射出4种不同频率的光 B . 由n=5跃迁到n=4时辐射出的光频率最大 C . 辐射出光子能量的最大值为10. 2eV D . 由n=3跃迁到n=1时辐射出的光照射逸出功为6. 34eV的金属铂能发生光电效应

下列关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际情况的是（）

A . 图甲为卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型 B . 图乙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来控制金属板或塑料板的厚度 C . 图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度 D . 由图丁可知，质量数大于60的原子核，质量数越大结合能越小

如图所示，光滑的水平冰面上，质量为M的滑块甲以速度v运动，遇到质量为m、静止在冰面上的滑块乙，碰撞后甲，乙的速度均为 $\text{[math]}$ ，则乙滑块的质量为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

2022年北京冬奥会的冰壶项目被喻为“冰上象棋”。如图， $\text{[math]}$ 为场地中心线上的三个点，一冰壶B静止在半径 $\text{[math]}$ 的营垒圆形边界N处。队员使壶A以速度 $\text{[math]}$ 从P点沿中心线出发，在与初速度同向恒力 $\text{[math]}$ 作用下，经 $\text{[math]}$ 在M处脱手。脱手后，队友用冰刷擦试 $\text{[math]}$ 间的冰面，A以速度 $\text{[math]}$ 在N处与B正碰（碰撞时间极短）。A、B可视为质点，质量均为 $\text{[math]}$ ，已知未用冰刷擦拭过的冰面动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，擦拭后变为 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 间距 $\text{[math]}$ ，重力加速度取 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力，冰刷始终不接触冰壶。

（1）求 $\text{[math]}$ 段冰面k的大小；
（2）第一次碰撞后，B恰好停在营垒中心O处，求碰后A的速度大小 $\text{[math]}$ ；
（3）已知A、B碰撞前后速度均满足比值 $\text{[math]}$ 不变，若每次碰后，只擦拭A前方冰面使 $\text{[math]}$ 。试通过计算说明，最终B将停在营垒的哪个区域？（营垒各区域尺寸如图）

一个氢原子中的电子从一半径为 $\text{[math]}$ 的轨道自发地直接跃迁到另一半径为 $\text{[math]}$ 的轨道，已知 $\text{[math]}$ ，则在此过程中（）

A . 原子要放出某一频率的光子 B . 原子要吸收某一频率的光子 C . 原子可能要放出一系列频率的光子 D . 原子可能要吸收一系列频率的光子

为做好疫情防控工作，学校利用红外测温仪对学生进行常态化体温检测，红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原了能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉提，最少应给处于基态氢原子提供的能量为（）

A . 10.20eV B . 12.09eV C . 12.75eV D . 13.06eV

如图所示，间距L=1m的两光滑平行金属导轨水平放置，左侧接C=0.1F的电容，开始时不带电，右侧接R=6Ω的电阻，中间MA、ND段绝缘，右侧ADEF区域存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度B₁=1T，AF长度d=1.8m，MN左侧轨道足够长且存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度B₂=2T，EF的右侧某位置固定一轻质弹簧。金属杆a、b的长度均为L，质量均为m=0.1kg，电阻均为r=6Ω，金属杆a以v₀=10m/s的速度进入ADEF磁场区域，金属杆b静止在ADEF区域外侧，金属杆a、b碰后粘连在一起，求：

（1） a棒刚进入ADEF磁场区域时，通过a棒的电流大小；
（2）粘连一起后的导体棒刚进入MN左侧磁场区域时的速度大小；
（3）导体棒最终的速度大小。

如图所示，小球A向右运动时以速度 $\text{[math]}$ 跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以 $\text{[math]}$ 的速率弹回，而B球以 $\text{[math]}$ 的速率向右运动，则A、B两球的质量之比是（）。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

科技的发展推动了人类文明的进步。下面说法与事实不符的是（）

A . 天然放射现象首先由贝克勒尔发现，他的发现，说明原子核具有复杂结构 B . 卢瑟福通过 $\text{[math]}$ 粒子轰击氮原子核，第一次实现原子核的人工转变，并发现了质子 C . 普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 D . 玻尔通过实验成功地解释了各种原子的发光现象

如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____；

A . 可选用半径不同的两小球 B . 选用两球的质量应满足m₁>m₂ C . 需用秒表测量小球在空中飞行的时间 D . 斜槽轨道必须光滑 E . 斜槽轨道末端的切线必须水平
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP，然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射小球m₁从斜轨上的S位置由静止释放，与小球m₂相碰，并且多次重复。下面步骤正确的是____（填选项前的符号）。

A . 用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ B . 测量小球m₁开始释放高度h C . 测量抛出点距地面的高度H D . 分别找到m₁、m₂平均落地点的位置M、P、N，并测量平抛射程OM，OP，ON
（3）若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为；若碰撞是完全弹性碰撞，那么还应满足的表达式为。（用（2）中的符号表示）