【新高考】山东省2011-2020年高考试卷分类汇编之15—选修模块3-5（解析卷）

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山东省2011-2020年高考试卷分类汇编之15—
选修模块3-5
1.2016年山东卷35.[物理——选修3-5]（15分）
（1）（5分）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是__________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
答案：ACE
解析：由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流，因此D错误；在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误，根据可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能变大，因此C正确，由和，得，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E正确。
（2）（10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，求：
(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；
(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。
解析：(i)在一段很短的Δt时间内，可以为喷泉喷出的水柱保持速度v0不变。
该时间内，喷出水柱高度： ①
喷出水柱质量： ②
其中为水柱体积，满足： ③
由①②③可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为
(ii)设玩具底面相对于喷口的高度为h
由玩具受力平衡得： ④
其中；F冲为玩具底部水体对其的作用力．
由牛顿第三定律： ⑤
其中，F压为玩具时其底部下面水体的作用力
v' 为水体到达玩具底部时的速度
由运动学公式： ⑥
在很短时间内，冲击玩具水柱的质量为Δm
⑦
由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱有
动量定理 ⑧
由于Δt很小，Δmg也很小，可以忽略
⑧式变为 ⑨
由④⑤⑥⑦⑨可得
2.2015年理综山东卷39．【物理-物理3-5】
（1）发生放射性衰变为，半衰期约为5700年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_____。（双选，填正确答案标号）
a.该古木的年代距今约为5700年
b. 、、具有相同的中子数
c. 衰变为的过程中放出β射线
d. 增加样品测量环境的压强将加速的衰变
【答案】ac
【解析】：因古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项a正确；、、具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出β射线，选项c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项d错误；故选
a c．
（2）如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后AB分别以、的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。
答案：
解析：设A与B碰撞前A的速度为vA，根据动量守恒定律，AB碰撞过程满足
解得
从A开始运动到与B相碰的过程，根据动能定理：
解得
设B与C碰前B的速度为，则对物体B从与A碰撞完毕到与C相碰，损失的动能也为Wf，
根据动能定理：
BC碰撞时满足动量守恒，则
解得
3.2014年理综山东卷39.（12分）【物理－物理3－5】
（1）氢原子能级如图，当氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是________.（双选，填正确答案标号）
a、氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长大于656nm
b、用波长为325nm的光照射，可使氢原子从跃迁到的能级
c、一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
d、用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从跃迁到的能级
（2）如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m。开始时橡皮筋松驰，B静止，给A向左的初速度v0。一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。求：
（ⅰ）B的质量;
（ⅱ）碰撞过程中A、B系统机械能的损失。
【答案】（1）cd （2）m/2,
【解析】（2）（ⅰ）以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得
①
由①式得 ②
（ⅱ）从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得
③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为，则
④
联立②③④式得 ⑤
4.2013年山东卷38、（8分）【物理——选修3－5】
（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应在，当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应方程：。
②是一种不稳定的粒子，其半衰期为。一定质量的经后所剩占开始时的____________________。
答案：或α；或12.5%。
解析：半衰期计算公式:；m为剩余质量；m0为原有质量；t为衰变时间；τ为半衰期，。
5.2012年理综山东卷38．（8分）【物理—物理3-5】
（1）氢原子第n能级的能量为，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为v1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为v2，则 。
答：1/4
解析：根据跃迁公式，可得：，
, 所以 。
（2）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相撞后分开，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：设AB碰撞后，A的速度为，B与C碰撞前B的速度为，B与V碰撞后粘在一起的速度为，由动量守恒定律得
对A、B木块： mAv0= mA vA + mB vB ①
对B、C木块： mBvB=( mB + mC)v ②
由A与B间的距离保持不变可知 vA=v ③
联立①②③式，代入数据得 ④
6.2011年理综山东卷38．（8分）[物理—物理3-5]
⑴碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天。
碘131核的衰变方程： ______________（衰变后的元素用X表示）。
经过________天有75%的碘131核发生了衰变。
⑵如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。（不计水的阻力）
答案：（1）①； ②16； （2）4v0
解析：①核衰变遵守电荷量和质量数守恒，所以
② 根据半衰期概念，得 解得t=16天。
（2）解析：设乙船上的人抛出货物的最小速度为vmin，抛出货物后的速度为v1，甲船上的人接到货物后速度为v2，由动量守恒定律得：
12m v0=11m v1 - mvmin ①
10m×2v0 - mvmin =11m v2 ②
为避免两船相撞应满足： v1= v2 ③
联立①②③式得：vmin= 4v0 ④
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