选修3-5 知识点题库

下列说法中正确的是（）

A . 物体的动量变化，其速度大小一定变化 B . 物体的动量变化，其速度方向一定变化 C . 物体的动量变化，其动能一定变化 D . 物体的速率变化，其动量一定变化

如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务.某时刻甲、乙都以大小为v₀=2 m/s的速度相向运动,甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点.甲和他的装备总质量为M₁=90 kg,乙和他的装备（不包括A的质量）总质量为M₂=90 kg,为了避免直接相撞,乙把手中质量为m=45 kg的物体A推向甲,甲迅速接住A后即不再松开,此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,且安全“飘”向空间站.

求：

（1）乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出?
（2）设甲与物体A作用时间为t=0.5 s,求甲与A的相互作用力F的大小？

小球质量为2m，以速度v沿水平方向撞击竖直墙壁，以0.8v的速率反弹回来，球与墙的撞击时间为t，则在撞击过程中，球对墙的平均作用力的大小是（）

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

下列说法正确的是（）

A . 根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加 B . 中子与质子结合成氘核时吸收能量 C . 卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 D . 入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则不可能发生光电效应

a、b是两种单色光，其频率分别为v_a、v_b ，且 $\text{[math]}$ ，则下列说法不正确的是（）

A . a、b光子动量之比为 $\text{[math]}$ B . 若a、b光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为 $\text{[math]}$ C . 若a、b都能使某种金属发生光电效应，则光子的最大初动能之差 $\text{[math]}$ D . 若a、b是处于同一激发态的原子跃迁到A态和B态产生的，则A、B两态的能级之差 $\text{[math]}$

在图所示足够长的光滑水平面上，用质量分别为3kg和1kg的甲、乙两滑块，将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态．乙的右侧有一挡板P.现将两滑块由静止释放，当弹簧恢复原长时，甲的速度大小为2m/s，此时乙尚未与P相撞．

①求弹簧恢复原长时乙的速度大小；

②若乙与挡板P碰撞反弹后，不能再与弹簧发生碰撞．求挡板P对乙的冲量的最大值．

下列关于衰变与核反应的说法正确的是（）

A . 放射性元素的半衰期随着外界条件（如温度、压强等）的改变而改变 B . 核聚变反应方程 $\text{[math]}$ 中的X表示中子 C . β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 D . 高速α粒子轰击氮核可产生中子，其核反应方程为 $\text{[math]}$

“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放．如图所示核燃料是铀，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核磁撞后，中子能量减少变为慢中子．碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，且认为磁撞前碳核都是静止的，则（　　）

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A . 铀核裂变的核反应是 $\text{[math]}$ B . 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的 C . 由于中子相对碳核质量很小，经过一次碰撞，中子将失去绝大部分动能 D . 铀（ $\text{[math]}$ ）经过多次α、β衰变形成稳定的铅（ $\text{[math]}$ ）的过程中，有6个中子转变成质子

用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图a、b、c所示的图像，则下列说法不正确的是（）

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A . 图像a表明光具有粒子性 B . 图像b表明光具有波动性 C . 用紫外光观察不到类似的图像 D . 实验表明光子在空间各点出现的可能性的大小（即概率），可以用波动规律来描述

如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于 $\text{[math]}$ 激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（）

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A . 阴极K的逸出功为6.75eV B . 氢原子跃迁时共发出4种频率的光 C . 保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数一定变大 D . 光电子最大初动能与入射光的频率成正比

如图所示，水平面上的物块在恒力F作用下匀速向右运动，水平面对物块的摩擦力为f，物块对水平面的摩擦力为 $\text{[math]}$ ，关于物块在一段时内运动的说法正确的是（　　）

A . F和f做功之和一定为零 B . F和f的冲量方向相同 C . f和 $\text{[math]}$ 的方向相同 D . f和 $\text{[math]}$ 做功都不为零

如图所示，间距为L、电阻可以忽略不计的U形金属竖直轨道固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。竖直轨道上部套有一金属条bc、bc的电阻为R，质量为3m，可以在轨道上无摩擦滑动。开始时金属条被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在金属条正上方高处自由落下一质量为m的绝缘物体，在物体撞到金属条前的瞬间卡环立即释放金属条，物体与金属条碰撞后两者粘合在一起继续加速下落，竖直轨道足够长，当金属条下落高度h后开始做匀速运动。在这个过程中，下列说法正确的是（）

A . 物体与金属条碰撞后瞬间速度大小为 $\text{[math]}$ B . 金属条匀速运动时速度大小为 $\text{[math]}$ C . 金属条匀速运动时速度大小为 $\text{[math]}$ D . 金属条下落高度h过程中感应电流产生的热量 $\text{[math]}$

2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒的等离子体运行，将1亿摄氏度20秒的原记录延长了5倍。新记录进一步证明核聚变能源的可行性，也为迈向商用奠定物理和工程基础。该反应方程为： $\text{[math]}$ ，式中 $\text{[math]}$ 是某种粒子。已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和粒子 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 是真空中的光速。由上述反应方程和数据，求：（结果均保留三位有效数字）

（1）写出粒子 $\text{[math]}$ 的符号和名称；
（2）该反应中的质量亏损为多少 $\text{[math]}$ ？
（3）该反应释放出的能量为多少 $\text{[math]}$ ？合多少焦耳？

下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 衰变方程 B . $\text{[math]}$ 是核裂变反应方程 C . $\text{[math]}$ 射线是原子核外电子电离形成的，它具有中等的穿透能力 D . $\text{[math]}$ 经过6次 $\text{[math]}$ 衰变4次 $\text{[math]}$ 衰变后变化为 $\text{[math]}$

利用如图所示的实验装置可验证动量守恒定律。由于小球的下落高度是定值，下落时间是定值，所以小球落在地面上的水平位移就代表了小球做平抛运动时水平初速度的大小，这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示。

（1）以下要求正确的是。

A . 入射小球的半径应该大于被碰小球的半径 B . 入射小球的半径应该等于被碰小球的半径 C . 入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滚下 D . 斜槽末端必须是水平的
（2）关于小球的落点，下列说法正确的是。

A . 如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，重复几次的落点一定是完全重合的 B . 由于偶然因素存在，重复操作时，小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较集中 C . 测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P₁、P₂、…、P_n ，则落点的平均位置OP= $\text{[math]}$ D . 用尽可能小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置
（3）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次实验，在记录纸上找到了两球平均落点位置分别为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。已知入射球的质量为m₁ ，被碰球的质量为m₂ ，如果测得m₁·OM+m₂·ON近似等于，则可证明碰撞中系统的动量守恒。
（4）在实验中，根据小球的落点情况，若等式ON=成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒[要求用第(3)问中涉及的物理量表示]。

2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克（EAST）缔造了新的纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。已知该装置内部发生的核反应方程为： $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和X的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV，则下列说法中正确的是（）

A . X是质子 B . 该核聚变反应过程中释放的能量约为19.6MeV C . 该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和 D . 该反应存在质量亏损，根据△E=mc²可知，部分质量转化成了能量

如图所示，水平线MN以上空间存在足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向水平。质量为m、电阻为R粗细均匀的单匝矩形线圈，ab=L、bc=1.2L，处于匀强磁场中，线圈平面与磁感线垂直。将线圈从距离MN为h处自由释放，线圈运动过程中ab边始终保持与MN平行，当线圈ab边通过MN时刚好开始做匀速运动。若以a为轴、在纸面内将线圈顺时针旋转90°后再自由释放，线圈运动过程中ad边也始终保持与MN平行。以下判断正确的是（）

A . 线圈ad边到达MN时，仍然会开始做匀速运动 B . 线圈cd边到达MN时速度的值大于bc边到达MN时速度的值 C . 线圈两次穿越磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量相同 D . 线圈两次穿越磁场的过程中，安培力对线圈冲量的大小相等

在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用半衰期较短的 $\text{[math]}$ ，其衰变方程为： $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 发生的是β衰变 B . 在低温低压环境中， $\text{[math]}$ 的半衰期变长 C . $\text{[math]}$ 核和 $\text{[math]}$ 核的质量相等 D . 方程中的X来源于 $\text{[math]}$ 核内质子向中子的转化

已知氢原子的基态能量为 $\text{[math]}$ ，激发态能量 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 。用 $\text{[math]}$ 表示普朗克常量， $\text{[math]}$ 表示真空中的光速，则能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长为（）

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

在某实验小组利用光电管研究光电效应规律时，采用的是用波长为 $\text{[math]}$ 的绿光照射阴极K（如图甲所示），实验测得流过电流表G的电流I与A、K之间的电势差 $\text{[math]}$ 满足如图乙所示的规律，（取 $\text{[math]}$ ，结果保留两位有效数字），根据分析可得：

（1）光电子飞出阴极K时的最大的初动能为J；
（2）该阴极材料的极限波长（能使该金属产生光电效应的光的最大波长） $\text{[math]}$ m。