高考物理选修3-5专题训练分析

物理选修3-5

一、高考考点回顾

年份 2013 内容 核反应方程、原子核的组成 匀变速直线运动、动量守恒、动能定理 2014 放射性、衰变、半衰期、放射性同位素 自由落体、竖直上抛、动量守恒、能量守恒 2015 光电效应、爱因斯坦光电效应方程 动量守恒、机械能守恒、匀变速直线运动

在《考试大纲》中选修3-5涉及7个主题，但高考试题主要涉及：动量及守恒定律、原子结构、原子核、波粒二象性四个主题.

动量、动量守恒定律及其应用的能力要求仅限于一维空间中的Ⅱ级要求.全国卷试题，这部分内容的题型以计算题为主，往往从一个物理状态经过一定的物理过程过渡到另一物理状态，涉及其它力学知识的综合.复习时要注重分析物体之间的相互作用的过程；要针对某一过程确定状态，列出方程；要抓住典型问题，建立有效的解题模型.

近代物理都是Ⅰ能力级要求，题型以选择题和填空题为主，重点考查：光电效应及爱因斯坦光电效应方程、氢原子光谱、氢原子的能级结构及能级公式、核反应方程.由于考查的范围和题型相对稳定，所以“回归教材”、“不避陈题”是高考命这部分试题时的一个公开的密秘.

要求 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 题型 填空 计算 选择 计算 填空 计算 分值 6 9 6 9 5 10 备注 二、例题精选

[例1]．关于天然放射性，下列说法正确的是 .

A．所有元素都可能发生衰变 B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线

［解析］：只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期决定于由原子核内部的结构，与外界温度及化学作用等无关，B正确；放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，C正确；α、β和γ；三种射线中，

γ射线能量最高，穿透能力最强，D正确； 一个原子核在一次衰变中，要是α衰变、要么是β衰变，同时

伴随着能量的释放，即γ射线，E错误.

[例2]．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是 .

A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值

B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素 D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子

E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的 粒子组成的，并测出了该粒子的比荷

［解析］：考察原子物理部分的物理学史知识.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10C，A正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了中子， B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，C正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论， D错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，E正确.

[例3]：用频率?1绿光照射一光电管，能产生光电流，若要增大电子逸出时的最大初动能，应 A．增大绿光的照射强度 B．增长绿光的照射时间 C．改用频率?2??1的红光照射 D．改用频率?3??1的紫光照射 E．增大加在光电管上的电压

[解析]：光电效应的考题一般是应用光电效应的四条规律对有关现象进行判断和解释.这四条规律是：（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.（3）光电效应的发生几乎是瞬间的.（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度无关.对照这4条规律，很快就可以判断，五个选项只有D选项是正确的.用光电效应方程：mvm?h??W来解释当然也很方便，但用它的前提条件仍然要掌握4条规律，知道光电效应与时间无关；W是金属极限频率对用的逸出功.

7[例4]：用质子轰击锂核3已知质子、锂核的质量分别为mH、m?、mLi.Li生成两个?粒子，?粒子、

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122（1）写出核反应方程： .（2）该核反应的质量亏损

?m= .（3）该核反应释放的能量?E? .

[解析]：核反应方程的书写，主要是遵守质量数守恒和核电荷数守恒.所以，本题中的核反应方程为：

1174H?3Li?22He.爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的关系，它们之间的关系为

E?mc2，m是物体的质量，c是光在真空中的传播速度.核子在结合成原子核时总质量减少，这种现象叫

2做质量亏损，用?m表示，即：?m??m前??m后.亏损的质量所释放出来的能量为?mc.所以，该核反2应的质量亏损为：(mH?mLi)?2m?；释放的核能为：[(mH?mLi)?2m?]c

[例5]．光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA＝3m、mB＝mC＝m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．

［解析］：（1）根据En??11E1E1E1E1?． 可得，，两式联立解得h???h???E211?24n2224222（2）设A与B碰撞后，A的速度为vA，B与C碰撞前B的速度为vB，B与C碰撞后粘在一起的速度为

v，由动量守恒定律得：

对A、B木块：mAv0＝mAvA＋mBvB① 对B、C木块：mBvB＝（mB＋mC）v② 由A与B间的距离保持不变可知：vA＝v③ 联立①②③式，代入数据得：vB?

[例6].全如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求：

（1）两球a、b的质量之比；

（2）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．

[解析]：（1）设球b的质量为m2，细线长为L，球b下落至最低点，但未与球a相碰时的速率为v，由机械能守恒定律得：m2gL＝

6v0． 512

m2v① 2式中g是重力加速度的大小．设球a的质量为m1；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v′，以向左为正方向．由动量守恒定律得

m2v＝（m1＋m2）v′②

设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律得

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（m1＋m2）v′＝（m1＋m2）gL（1－cosθ）③ 2m1?1④ 联立①②③式得：1?m21?cos?代入题给数据得：

m1?2?1⑤ m2（2）两球在碰撞过程中的机械能损失是：Q＝m2gL－（m1＋m2）gL（1－cosθ）⑥ 联立①⑥式，Q与碰前球b的最大动能Ek（Ek＝

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m2v）之比为： 2m?m2QQ2?1?11?cos?⑦ 联立⑤⑦式，并代入题给数据得：． ?1???Ekm2Ek2

[例7].一静止的

238234234U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后Th929090核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?

[解析]：本题将动量守恒定律与原子核物理结合在一起，以计算题的形式出来. 据题意知，此α衰变的衰变方程为：

4238234U→Th＋He

29290根据动量守恒定律得：mαvα＝mThvTh①