选修3-5 知识点题库

置于光滑水平面上的A、B两球质量均为m，相隔一定距离，两球之间存在恒定斥力作用，初始时两球均被锁定而处于静止状态．现同时给两球解除锁定并给A球一冲量I，使之沿两球连线射向B球，B球初速度为零，在之后的运动过程中两球始终未接触，试求：

①两球间的距离最小时B球的速度；

②两球间的距离从最小值到刚恢复到初始值过程中斥力对A球做的功．

放射性元素钋（ $\text{[math]}$ ）发生衰变时，会产生 $\text{[math]}$ 和一种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ +γ。下列说法正确的是（）

A .

的穿透能力比γ射线强 B . y=214 C . X核的中子个数为124 D . 这种核反应为裂变

某同学利用光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

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下面是实验的主要步骤：

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d示数如图乙所示;

②安装好气垫导轨调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使 ▲ ;

③向气垫导轨通入压缩空气

④把滑块2放在气垫导轨上的光电门之间;然后让滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮筋;

⑤释放滑块1滑块1通过光电门1的时间为0.008s

⑥滑块1与静止的滑块2碰撞后粘合在一起,通过光电门2的时间为0.014s;

⑦用天平测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为200g。

（1）遮光条的宽度d=mm
（2）请完善实验步骤②中的内容;
（3）计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量kg·m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为kg·m/s(保留二位有效数字);
（4）试说明(3)中两结果不完全相等的主要原因是。

在光滑的水平面上，一质量为m_A=0.1kg的小球A，以v₀=9m/s的初速度向右运动，与质量为m_B=0.2kg的静止小球B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失。碰后小球B滑向与水平面相切、半径为R的竖直放置的固定光滑半圆形轨道，且恰好能通过最高点N后水平抛出。重力加速度为g=10m/s²。求：

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（1）碰撞后小球B的速度大小；
（2）圆轨道半径R的大小。

如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v₀的子弹击中，子弹嵌在其中，已知物体A的质量是3m，B的质量是4m，子弹的质量是m。求：

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（1） A物体获得的最大速度；
（2）弹簧压缩量最大时B物体的速度；
（3）弹簧压缩量最大时弹性势能是多少。

如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是（）

A . 处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级 B . 大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光 C . 若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应 D . 用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV

如图所示，形状完全相同的光滑弧形槽A, B静止在足够长的光滑水平面上，两弧形槽相对放置，底端与光滑水平面相切，弧形槽高度为h, A槽质量为2m, B槽质量为M．质量为m的小球，从弧形槽A顶端由静止释放，重力加速度为g，求:

（1）小球从弧形槽A滑下的最大速度;
（2）若小球从B上滑下后还能追上A，求M, m间所满足的关系:

竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为m的钢板连接，钢板处于静止状态．一个质量也为m的物块从钢板正上方h处的P点自由落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动x₀后到达最低点Q.下列说法正确的是（）

A . 物块与钢板碰后的速度为 $\text{[math]}$ B . 物块与钢板碰后的速度为 $\text{[math]}$ C . 从P到Q的过程中，弹性势能的增加量为 $\text{[math]}$ D . 从P到Q的过程中，弹性势能的增加量为mg(2x₀+h)

如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是（）

A . 若已知可见光的光子能量范围为1.61~3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 B . 当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加 C . 处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ₁、λ₂、λ₃（λ₁>λ₂>λ₃）的三条谱线，则λ₁=λ₂＋λ₃ D . 若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应

下列说法中正确的是（）

A . β射线的电离能力弱于γ射线，但强于α射线 B . 目前人类使用的核电站就是利用原子核的衰变将核能转化为电能的 C . 氢、氦等轻核合并成为中等质量的原子核的过程中，质量增大，需要吸收能量 D . 一群处于n=4能级的氢原子自发跃迁，可能发出6种不同频率的光子

下列说法正确的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知，氢原子的电势能减少，核外电子的运动的加速度增大，动能减小，原子能量减少 B . $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 衰变中会伴随着 $\text{[math]}$ 射线的产生，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 射线是镤原子核放出的 C . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 衰变方程 D . 卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了原子核式结构模型

核反应 $\text{[math]}$ 中，放出的能量为E，下列相关说法中，正确的是（　　）

A . X来自原子核外的电子 B . 该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化有关 C . $\text{[math]}$ 核的平均结合能大于 $\text{[math]}$ 核的平均结合能 D . 反应中的质量亏损为 $\text{[math]}$

在图示的光电效应实验中，将滑动触头P移到a端。用单色光M照射阴极K时，电流计G的指针不会发生偏转；将滑动触头P移到b端，用单色光N照射阴极K时，电流计G的指针会发生偏转，则下列说法错误的是（　　）

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A . M光的强度一定小于N光的强度 B . M光的频率一定大于N光的频率 C . 用N光照射阴极K时将P移到a端，电流计G的指针一定会发生偏转 D . 用M光照射阴极K时将P移到c处，电流计G的指针可能会发生偏转

如图所示是玻尔氢原子能级图，一群处于 $\text{[math]}$ 激发态的氢原子会自发地或受光照后发生跃迁，下列说法正确的是（　　）

A . 这群氢原子自发跃迁时最多可发出三种不同频率的光子 B . 这群氢原子跃迁到较低能级后，其核外电子的动能增大、电势能减小 C . 若用 $\text{[math]}$ 的光子照射，可使这群处于 $\text{[math]}$ 激发态的氢原子发生电离 D . 已知金属钾的逸出功为 $\text{[math]}$ ，从 $\text{[math]}$ 能级跃迁到 $\text{[math]}$ 能级释放的光子能使金属钾产生光电效应现象

如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，间距为 $\text{[math]}$ ，两导轨的左端通过一单刀双掷开关可分别与电容为 $\text{[math]}$ 的电容器和阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻连接，导轨的电阻忽略不计。导轨上放一质量为 $\text{[math]}$ 、电阻为 $\text{[math]}$ 的金属杆，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，方向垂直导轨平面向下。现将单刀双掷开关与充满电的电容器接通，金属杆速度增加到 $\text{[math]}$ 后开始匀速运动，再将单刀双掷开关与电阻连接。在金属杆的运动过程中，下列说法正确的是（）

A . 开关与电容器连接后，金属杆做加速度增大的加速运动，直至速度达到 $\text{[math]}$ B . 电容器最终的带电量为 $\text{[math]}$ C . 开关与电阻连接后，金属杆做减速运动直至速度为0，此过程中速度随位移的增加而均匀减小 D . 开关与电阻连接后，金属杆运动的位移大小为 $\text{[math]}$

如图所示，质量为m的人站立于质量为M的平板车上，人与车以大小为 $\text{[math]}$ 的速度在光滑水平面上向东运动．某时刻人相对平板车以大小为的速度竖直跳起，人跳起后车的速度大小为（）

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

图1是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图。图2是某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚仪装置示意图，让射线穿过钢板，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。射线测厚仪所利用的射线最适合的是（）

A . α射线 B . β射线 C . γ射线 D . 三种射线都可以

如图所示，相距 $\text{[math]}$ m的两光滑平台位于同一水平面内，二者之间用传送带平滑相接。传送带顺时针匀速转动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。左侧平台上有一质量 $\text{[math]}$ kg的物块A（可视为质点），物块A与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，右侧平台上有一质量 $\text{[math]}$ kg，长 $\text{[math]}$ m的木板C静止在平台上，木板正中央放一质量 $\text{[math]}$ kg的物块B（可视为质点），已知物块B与木板C之间动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度取 $\text{[math]}$ 。求：

（1）现让物块A以初速度 $\text{[math]}$ m/s自左侧平台滑上传送带，则物块A到达右侧平台的最大速度和最小速度？
（2）设定传送带速度为 $\text{[math]}$ m/s，A以初速度 $\text{[math]}$ m/s自左侧平台滑上传送带，求物体向右运动的过程中与传送带间的摩擦生热Q；
（3）设定传送带速度为 $\text{[math]}$ m/s，A以初速度 $\text{[math]}$ m/s自左侧平台滑上传送带，物块A与木板C发生弹性正碰（碰撞时间极短），碰撞结束时传送带立即换成光滑平台，且物块A与木板C不再相遇，木板C与右侧墙壁发生弹性碰撞前与物块B已经相对静止。试求：最终物块B停在距木板C的左端多远处？

氦原子的1个核外电子发生电离后，就形成了类似氢原子结构的氦离子（ $\text{[math]}$ ）。氦离子能级的示意图如图所示，其中 $\text{[math]}$ 为氮离子的基态能量。在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）

A . 40.8eV B . 10.2eV C . 51.0eV D . 48.4eV

进入21世纪以来，航空航天技术得到了突飞猛进的发展，实现火箭回收利用，是一项前沿技术和热点技术。火箭对地碰撞力很大，为了减缓回收时碰撞，一种方案是在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈 $\text{[math]}$ ；②火箭主体包括绝缘光滑缓冲轨道 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。线圈 $\text{[math]}$ 的电阻为R，其余电阻忽略不计， $\text{[math]}$ 边长为d，火箭主体质量为M，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：

（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈产生的电动势；
（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；
（3）火箭主体的速度从v减到零的过程中系统产生的电能。