【大題型專練之勿忘選考題】2020高考物理增值增分特訓(xùn)：選修35 (限時：40分鐘)1 (2020·新課標(biāo)·35)(1)一質(zhì)子束入射到靜止靶核Al上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)：pAlXn式中p代表質(zhì)子，n代表中子，X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核由反應(yīng)式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為_，中子數(shù)為_(2)在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊A和B，兩者相距為d.現(xiàn)給A一初速度，使A與B發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短當(dāng)兩木塊都停止運動后，相距仍然為d.已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為，B的質(zhì)量為A的2倍，重力加速度大小為g.求A的初速度的大小答案(1)1413(2) 解析(1)由HAlXn，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得新核的質(zhì)子數(shù)為14，中子數(shù)為13.(2)設(shè)木塊A的初速度為v0，運動距離d后速度為v，A、B碰后的速度分別為v1、v2，運動的距離分別為x1、x2.由于A、B發(fā)生彈性正碰的時間極短，所以碰撞前后動量守恒、動能守恒，有mAvmAv1mBv2mAv2mAvmBv聯(lián)立解得v1vvv2vvA、B與地面的動摩擦因數(shù)均為，由牛頓第二定律得mgma所以A、B的加速度大小均為agA、B均做勻減速直線運動對A木塊有碰前v2v2ad碰后A木塊反向做勻減速運動0v2ax1對B木塊有0v2ax2由題意知x1x2d聯(lián)立得v 將上式帶入解得v0 2 (2020·山東·38)(1)恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到108 K時，可以發(fā)生“氦燃燒”完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：He_Be.Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×1016 s一定質(zhì)量的Be，經(jīng)7.8×1016 s后所剩Be占開始時的_(2)如圖1所示，光滑水平軌道上放置長板A(上表面粗糙)和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.開始時C靜止A、B一起以v05 m/s的速度勻速向右運動，A與C發(fā)生碰撞(時間極短)后C向右運動，經(jīng)過一段時間，A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運動，且恰好不再與C發(fā)生碰撞求A與C碰撞后瞬間A的速度大小圖1答案(1)He(或)(或12.5%)(2)2 m/s解析(2)因碰撞時間極短，A與C碰撞過程動量守恒，設(shè)碰后瞬間A的速度為vA，C的速度為vC，以向右為正方向，由動量守恒定律得mAv0mAvAmCvCA與B在摩擦力作用下達(dá)到共同速度，設(shè)共同速度為vAB，由動量守恒定律得mAvAmBv0(mAmB)vABA與B達(dá)到共同速度后恰好不再與C碰撞，應(yīng)滿足vABvC聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vA2 m/s3 (1)如圖2所示為氫原子的部分能級示意圖，若用大量能量為12.1 eV的電子轟擊一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)后，向低能級躍遷的過程中輻射出波長不同的光子，其中波長最長的光子的能量是_eV；這種光子_(填“能”或“不能”)使逸出功為2.5 eV的某金屬發(fā)生光電效應(yīng)圖2(2)如圖3所示，質(zhì)量分別是m12m2的兩個大小相同的彈性小球，用輕繩緊緊地捆在一起，以速度v02 m/s沿足夠長的光滑水平面做直線運動某一時刻繩子突然斷開，斷開后m1、m2兩小球動量分別為p11 kg·m/s、p25 kg·m/s，求：圖3從兩小球剛分離時刻開始計時，經(jīng)時間t2 s兩球之間的距離；兩彈性小球釋放出的總彈性勢能答案(1)1.89不能(2)9 m6.75 J解析(1)根據(jù)題意可知，當(dāng)大量電子轟擊氫原子后，原子會躍遷到n3能級，故當(dāng)原子向低能級自發(fā)躍遷時，會放出三種頻率的光子，其中頻率最低、波長最長的光子的能量為3.40 eV1.51 eV1.89 eV，因為低于2.5 eV，故不能發(fā)生光電效應(yīng)(2)由動量守恒定律得3m2v0p1p2又由于p1m1v1p2m2v2聯(lián)立解得m21 kg，v10.5 m/s，v25 m/s則經(jīng)過2 s兩球之間的距離x為xv2tv1t聯(lián)立解得x9 m設(shè)兩個彈性小球釋放出的總彈性勢能為Ep由能量守恒定律得：Ep×3m2v×2m2vm2v聯(lián)立解得Ep6.75 J4 (1)下列說法正確的是_A氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下1個原子核了B原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是粒子，這就是衰變的實質(zhì)C光子的能量由光的頻率所決定D只要有核反應(yīng)發(fā)生，就一定會釋放出核能E按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，電勢能增大，原子的總能量不變(2)如圖4所示，一輛質(zhì)量為M6 kg的平板小車?？吭趬翘?，地面水平且光滑，墻與地面垂直一質(zhì)量為m2 kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點)放在平板小車最右端，平板小車上表面水平且與小鐵塊之間的動摩擦因數(shù)0.45，平板小車的長度L1 m現(xiàn)給鐵塊一個v05 m/s的初速度使之向左運動，與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后向右運動，碰撞過程中無能量損失，求小鐵塊在平板小車上運動的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能(g取10 m/s2)圖4答案(1)BC(2)18 J解析(1)半衰期是大量原子衰變時所表現(xiàn)出的統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核沒有意義，A錯；衰變的實質(zhì)是指原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子后釋放出電子的過程，B正確；根據(jù)光子能量計算公式h可知光子的能量由光的頻率決定，C正確；只有存在質(zhì)量虧損的核反應(yīng)(核反應(yīng)過程比結(jié)合能下降)才會釋放核能，D錯；按照玻爾理論，氫原子的核外電子吸收光子向高能級躍遷時，核外電子的軌道半徑增大，電子運動的動能減小，系統(tǒng)勢能增加，總能量增加，E錯(2)設(shè)鐵塊向左運動到達(dá)豎直墻壁時的速度為v1，根據(jù)動能定理得mgLmvmv解得v14 m/s假設(shè)發(fā)生彈性碰撞后小鐵塊最終和平板小車達(dá)到的共同速度為v2，根據(jù)動量守恒定律得mv1(Mm)v2解得v21 m/s設(shè)小鐵塊運動的位移為x時與平板小車達(dá)到共同速度，則根據(jù)功能關(guān)系得mgx(Mm)vmv解得x m由于x>L說明鐵塊在沒有與平板小車達(dá)到共同速度時就滑出平板小車所以小鐵塊在平板小車上運動的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為E2mgL18 J5 (1)某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，逸出的光電子的最大初動能與入射光頻率的關(guān)系如圖5所示，則該金屬的極限頻率為_若用頻率為的單色光照射該金屬，有光電子從金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能為_(普朗克常量為h)圖5(2)如圖6所示，質(zhì)量為3 kg的木箱靜止在光滑的水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板正中央放著一個質(zhì)量為1 kg的小木塊，小木塊可視為質(zhì)點現(xiàn)使木箱和小木塊同時獲得大小為2 m/s的方向相反的水平速度，小木塊與木箱每次碰撞過程中機(jī)械能損失0.4 J，小木塊最終停在木箱正中央已知小木塊與木箱底板間的動摩擦因數(shù)為0.3，木箱內(nèi)底板長為0.2 m求：圖6木箱的最終速度的大?。恍∧緣K與木箱碰撞的次數(shù)答案(1)hW(2)1 m/s6解析(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW可知，Ekm圖象的縱截距為逸出功，由hcW，解得金屬的極限頻率c，用頻率為的光照射時光電子的最大初動能為hW.(2)設(shè)最終速度為v共，由動量守恒定律得(Mm)v(Mm)v共v共1 m/s整個過程損失的機(jī)械能E(mM)v2(mM)v令碰撞次數(shù)為n，木箱底板長為Ln(mgL0.4 J)E解得n66 (1)下列說法中正確的是_A在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式h和p中，能量和動量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長或頻率是描述物質(zhì)的波動性的典型物理量B光電效應(yīng)既顯示了光的粒子性，又顯示了光的波動性C天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D射線是波長很短的電磁波，它的穿透能力比射線要強(qiáng)E一個氘核(H)與一個氚核(H)聚變生成一個氦核(He)的同時，放出一個質(zhì)子(2)如圖7所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球B連接著一個輕質(zhì)彈簧，彈簧與小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)質(zhì)量為2m的小球A以大小為v0的水平速度向右運動，接觸彈簧后逐漸壓縮彈簧并使B運動，經(jīng)過一段時間，A與彈簧分離求：圖7當(dāng)彈簧壓縮至最短時，彈簧的彈性勢能Ep為多大；若開始時，在B球的右側(cè)某位置固定一塊擋板，在A與彈簧未分離前使B球與擋板發(fā)生碰撞，并在碰撞后立即將擋板撤走設(shè)B球與擋板碰撞時間極短，碰后B球的速度大小不變，但方向與原來相反欲使此后彈簧被壓縮到最短時彈簧的彈性勢能能達(dá)到第問中Ep的3倍，必須使兩球在速度達(dá)到多大時與擋板發(fā)生碰撞答案(1)ACD(2)mvA球速度為，B球速度為v0解析(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性，選項B錯誤；一個氘核和一個氚核聚變成一個氦核時放出一個中子，選項E錯誤故本題答案為A、C、D.(2)設(shè)彈簧壓縮至最短時，A、B速度均為v，選取向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律有2mv0(2mm)v解得vv0根據(jù)機(jī)械能守恒定律有×2mvEp(2mm)v2Epmv彈簧被壓縮到最短時彈簧的彈性勢能能達(dá)到第問中Ep的3倍，即Ep3×mvmv此時小球A、B的總動能Ek×2mvEp0故小球A、B的總動量為0，B球與擋板碰撞前瞬間兩球動量等大設(shè)B球與擋板碰撞時，A球速度為v1，B球速度為v2(均向右)2mv1mv2根據(jù)動量守恒定律有2mv02mv1mv2可得v1v0，v2v07(1)在氫原子光譜中，電子從較高能級躍遷到n2能級發(fā)出的譜線屬于巴耳末系若一群氫原子自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有兩條屬于巴耳末系，則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多可能發(fā)出不同頻率的譜線的條數(shù)為()A2 B5 C4 D6(2)如圖8所示，光滑的水平面上有兩塊相同的長木板A和B，長均為l0.5 m，在B的右端有一個可以看做質(zhì)點的小鐵塊C，三者的質(zhì)量都為m，C與A、B間的動摩擦因數(shù)都為.現(xiàn)在A以速度v06 m/s向右運動并與B相碰，撞擊時間極短，碰后A、B粘在一起運動，而C可以在A、B上滑動，問：如果0.5，則C會不會掉落地面？(g10 m/s2)圖8答案(1)D(2)不會解析(1)由題意知，這群氫原子的核外電子的最高能級為第4能級，從第4能級躍遷到基態(tài)的過程中可能發(fā)出6種不同頻率的光子，D正確(2)設(shè)A、B碰撞后速度均為v1，若C不掉落地面，A、B、C相對靜止時速度為v2，C在AB上滑行的距離為s，取向右為正方向，由動量守恒定律得mv02mv1v13 m/smv03mv2v22 m/s由能量守恒定律得×2mv×3mvmgs解得s0.6 m因為s<2l所以C不會掉落地面8 (1)2020年2月12日朝鮮進(jìn)行了第三次核試驗，韓美情報部門通過氙(Xe)和氪(Kr)等放射性氣體，判斷出朝鮮使用的核原料是鈾(U)還是钚(Pu)，若核試驗的核原料是U，則：完成核反應(yīng)方程UnSrXe_.本次核試驗釋放的能量大約相當(dāng)于7 000 t TNT當(dāng)量，已知鈾核的質(zhì)量為235.043 9 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，鍶(Sr)核的質(zhì)量為89.907 7 u，氙(Xe)核的質(zhì)量為135.907 2 u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，則一個U原子核裂變釋放的能量為_ MeV.(2)在某次軍事演習(xí)中，載有魚雷的快艇總質(zhì)量為M，以速度v勻速前進(jìn)，現(xiàn)沿快艇前進(jìn)的反方向發(fā)射一顆質(zhì)量為m的魚雷后，快艇速度增為原來的倍，若不計水的阻力，求魚雷相對靜水的發(fā)射速度為多大答案(1)10n140.4(2)解析(1)由于核反應(yīng)中電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒，則中子轟擊U時將放出10個中子；該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m235.043 9 u1.008 7 u89.907 7 u135.907 2 u10×1.008 7 u0.150 7 u，則釋放的核能為Emc20.150 7×931.5 MeV140.4 MeV.(2)取快艇初速度的方向為正方向，由動量守恒定律有Mv(Mm)vmv解得v