高中物理人教版5第十七章波粒二象性單元測試

第十六、十七章綜合能力測試題本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．如圖所示，一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時間為。下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140226)()A．球棒對壘球的平均作用力大小為1260NB．球棒對壘球的平均作用力大小為360NC．球棒對壘球做的功為D．球棒對壘球做的功為36J答案：A解析：設(shè)球棒對壘球的平均作用力為F，由動量定理得eq\o(F,\s\up6(－))·t＝m(vt－v0)，取vt＝45m/s，則v0＝－25m/s，代入上式，得eq\o(F,\s\up6(－))＝1260N，由動能定理得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝126J，選項A正確。2．(南京市2023～2023學(xué)年高三模擬)近年來軍事行動中，士兵都配帶“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)，主要是因為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140227)()A．“紅外夜視儀”發(fā)射出強大的紅外線，照射被視物體B．一切物體均在不停地輻射紅外線C．一切高溫物體均在不停地輻射紅外線D．“紅外夜視儀”發(fā)射出X射線，被照射物體受到激發(fā)而發(fā)出紅外線答案：B解析：一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同，采用“紅外夜視儀”可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響，即可確認(rèn)出目標(biāo)從而采取有效的行動。故只有B項正確。3．A、B兩物體發(fā)生正碰，碰撞前后物體A、B都在同一直線上運動，其位移—時間圖象如圖所示。由圖可知，物體A、B的質(zhì)量之比為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140228)()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶1答案：C解析：由題圖象知：碰前vA＝4m/s，vB＝0。碰后vA′＝vB′＝1m/s，由動量守恒可知mAvA＋0＝mAvA′＋mBvB′，解得mB＝3mA，故選項C正確。4．如圖所示，使用強度相同的連續(xù)光譜中的由紅到紫等色光按順序照射光電管陰極，電流表G有示數(shù)，且均達到最大值，在螺線管外懸套一金屬線圈，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140229)()A．紫光照射時 B．紅光照射時C．改變照射光顏色的過程中 D．各種色光均可以產(chǎn)生感應(yīng)電流答案：C解析：只有線路中產(chǎn)生變化的電流時，才能在金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以C能產(chǎn)生感應(yīng)電流。5．(河北邢臺一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140230)()A．a(chǎn)光的頻率一定小于b光的頻率B．增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到cD．只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大答案：D解析：用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光頻率大于金屬的極限頻率，用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光的頻率小于金屬的極限頻率，所以a光的頻率一定大于b光的頻率，故A錯誤。增加b光的強度，仍然不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，故B錯誤。電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由c到d，故C錯誤。增加a光的強度，則單位時間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增多，通過電流計的電流增大，故D正確。6．(河北衡水中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示，光滑水平面上有一矩形長木板，木板左端放一小物塊，已知木板質(zhì)量大于物塊質(zhì)量，t＝0時兩者從圖中位置以相同的水平速度v0向右運動，碰到右面的豎直擋板后木板以與原來等大反向的速度被反彈回來，運動過程中物塊一直未離開木板，則關(guān)于物塊運動的速度v隨時間t變化的圖象可能正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140231)()答案：A解析：木板碰到擋板前，物塊與木板一直做勻速運動，速度為v0；木板碰到擋板后，物塊向右做勻減速運動，速度減至零后向左做勻加速運動，木板向左做勻減速運動，最終兩者速度相同，設(shè)為v。設(shè)木板的質(zhì)量為M，物塊的質(zhì)量為m，取向左為正方向，則由動量守恒得：Mv0－mv0＝(M＋m)v，得v＝eq\f(M－m,M＋m)v0＜v0故A正確，B、C、D錯誤。故選A。7．(山東威海市2023～2023學(xué)年高三模擬)下列四幅圖所反映的物理過程中，系統(tǒng)動量守恒的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140232)()答案：AC解析：A中子彈和木塊的系統(tǒng)在水平方向不受外力，豎直方向所受合力為零，系統(tǒng)動量守恒；B中在彈簧恢復(fù)原長過程中，系統(tǒng)在水平方向始終受墻的作用力，系統(tǒng)動量不守恒；C中木球與鐵球的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒；D中木塊下滑過程中，斜面始終受擋板的作用力，系統(tǒng)動量不守恒。8．(江蘇徐州市2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)關(guān)于下列圖象的描述和判斷正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140233)()A．圖甲表示，電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了運動電子具有粒子性B．圖甲表示，電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了運動電子具有波動性C．圖乙表示，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都會減小D．圖乙表示，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動答案：BD解析：干涉和衍射現(xiàn)象是波的基本特征，故A錯B對；由圖乙可看出隨著溫度升高，各種波長的輻射強度都會增大，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故C錯D對。9．(北京東城區(qū)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)實驗得到金屬鈣的光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示。下表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功，參照下表可以確定的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140234)()金屬鎢鈣鈉截止頻率ν0/Hz逸出功W/eVA．如用金屬鎢做實驗得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大B．如用金屬鈉做實驗得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大C．如用金屬鈉做實驗得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，設(shè)其延長線與縱軸交點的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2<Ek1D．如用金屬鈉做實驗，當(dāng)入射光的頻率ν<ν1時，可能會有光電子逸出答案：CD解析：由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知Ekm－ν圖線是直線，且斜率相同，A、B錯，由表中所列的截止頻率和逸出功數(shù)據(jù)可知C、D正確。10．(廣東省實驗中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧，靜置于光滑水平桌面上，A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m。當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時，B球被彈出落于距桌邊水平距離為s的水平地面上，如圖所示，問當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，B球的落地點距桌邊的水平距離不可能為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140235)()A．eq\f(s,3) B．eq\r(3)sC．eq\f(\r(6)s,3) D．eq\r(6)s答案：ABD解析：當(dāng)用板擋住A球而只釋放B球時，B球做平拋運動，設(shè)高度為h，則有vB＝eq\f(s,t)＝seq\r(\f(g,2h))，所以彈簧的彈性勢能為E＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(ms2g,4h)，當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，由動量守恒定律可得：0＝2mvA－mvB，所以vA∶vB＝1∶2，因此A球與B球獲得的動能之比EkA∶EkB＝1∶2，所以B球獲得動能為：Ek＝eq\f(ms2g,6h)，那么B球拋出初速度為vB＝eq\r(\f(s2g,3h))，則平拋后落地水平位移為x＝eq\r(\f(s2g,3h))·eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(\r(6)s,3)。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(5分)(湖北省部分重點中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)氣墊導(dǎo)軌工作時能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響，因此成為重要的實驗器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計配合使用能完成許多實驗。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140236)現(xiàn)提供以下實驗器材：(名稱、圖象、編號如圖所示)利用以上實驗器材還可以完成“驗證動量守恒定律”的實驗。為完成此實驗，某同學(xué)將實驗原理設(shè)定為：m1v0＝(m1＋m2)v(1)針對此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號為：________。(2)在我們所選的器材中：________器材對應(yīng)原理中的m1(填寫器材編號)。答案：(1)ABC(2)B解析：該實驗的原理為m1v0＝(m1＋m2)v，兩個物體最終粘在一起，一起運動，通過光電門可以測量速度的大小，所以應(yīng)選擇的器材為A、B、C。因為m1應(yīng)該是先運動的滑塊，不是靜止的滑塊，所以對應(yīng)的器材是B。12．(6分)(江西九江一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量．他通過如圖1所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出Uc－ν的圖象(圖2)，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140237)(1)普朗克常量h＝________。(2)該金屬的截止頻率ν0＝________。(已知量：頻率ν1、ν2，遏止電壓Uc1、Uc2及電子的電荷量e)。答案：(1)eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1)(2)eq\f(Uc2ν1－Uc1ν2,Uc2－Uc1)解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0動能定理：eUc＝Ek得：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)v0，結(jié)合圖象知：k＝eq\f(h,e)＝eq\f(Uc2－Uc1,ν2－ν1)＝eq\f(Uc1,ν1－ν0)；解得，普朗克常量：h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1)，截止頻率：ν0＝eq\f(Uc2ν1－Uc1ν2,Uc2－Uc1)。13．(7分)(江蘇啟東中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測)某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：將打點計時器固定在光滑的長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車A的后面。讓小車A運動，小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖1，碰撞時撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體。他在安裝好實驗裝置后，先接通電源然后輕推小車A，使A獲得一定的速度，電磁打點計時器在紙帶上打下一系列的點，已知電源頻率為50Hz。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140238)(1)實驗中打出的紙帶如圖2所示，并測得各計數(shù)點間距標(biāo)在圖上，則應(yīng)選________段計算A的碰前速度；應(yīng)選________段計算A和B碰后的共同速度(選填：“BC”、“CD”或“DE”)。(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.20kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.10kg，由以上測量結(jié)果可得：碰前總動量＝________kg·m/s；碰后總動量＝________kg·m/s。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)由以上實驗結(jié)果，可知在誤差允許的范圍內(nèi)，AB碰撞過程中動量________。(填“守恒”或“不守恒”)答案：(1)BCDE(2)(3)守恒解析：(1)A與B碰后粘在一起，速度減小，相等時間內(nèi)的間隔減小，可知通過BC段來計算A的碰前速度，通過DE段計算A和B碰后的共同速度。(2)A碰前的速度：v1＝eq\f(\x\to(BC),t)＝eq\f,m/s＝1.05m/s碰后共同速度：v2＝eq\f(\x\to(DE),t)＝eq\f,m/s＝0.68m/s碰前總動量：p1＝m1v1＝×＝0.21kg·m/s碰后的總動量：p2＝(m1＋m2)v2＝×＝0.20kg·m/s可知在誤差允許范圍內(nèi)，AB碰撞過程中，系統(tǒng)動量守恒。三、論述·計算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(9分)光子的動量p與能量E的關(guān)系為p＝eq\f(E,c)。靜止的原子核放出一個波長為λ的光子。已知普朗克常量為h,光在真空中傳播的速度為c，求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140239)(1)質(zhì)量為M的反沖核的速度為多少？(2)反沖核運動時物質(zhì)波的波長是多少？答案：(1)eq\f(h,λM)(2)λ解析：(1)光子的動量為p，由動量守恒定律知反沖核的動量大小也為p?！鄍＝eq\f(h,λ)＝Mv∴v＝eq\f(h,λM)(2)反沖核的物質(zhì)波波長λ′＝eq\f(h,Mv)＝λ。15．(10分)(湖北武鋼三中、武漢三中、省實驗中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期聯(lián)考)如圖所示，足夠長的木板A和物塊C置于同一光滑水平軌道上，物塊B置于A的左端，A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m和4m，已知A、B一起以v0的速度向右運動，滑塊C向左運動，A、C碰后連成一體，最終A、B、C都靜止，求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140240)(1)C與A碰撞前的速度大??；(2)A、B間由于摩擦產(chǎn)生的熱量。答案：(1)eq\f(3,4)v0(2)eq\f(7,5)mveq\o\al(2,0)解析：取向右為正方向。(1)對三個物體組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律得：(m＋2m)v0－4mvc＝0解得，C與A碰撞前的速度大小vc＝eq\f(3,4)v0(2)A、C碰后連成一體，設(shè)速度為v共。根據(jù)動量守恒定律得mv0－4mvc＝(m＋4m)v共；解得v共＝－eq\f(2,5)v0根據(jù)能量守恒定律得：摩擦生熱Q＝eq\f(1,2)(m＋4m)veq\o\al(2,共)＋eq\f(1,2)·2mveq\o\al(2,0)－0解得Q＝eq\f(7,5)mveq\o\al(2,0)16．(11分)(河北邢臺一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示，陰極材料由鋁制成，已知鋁的逸出功為W0，現(xiàn)用波長為λ的光照射鋁的表面，使之產(chǎn)生光電效應(yīng)，已知電子的電量為e，普朗克常量為h，真空中光速為c。求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140241)(1)光電子的最大初動能；(2)電壓表示數(shù)至少為多大時電流表示數(shù)才為零；(3)若射出的具有最大初動能的光電子與一靜止的電子發(fā)生正碰，則碰撞中兩電子電勢能增加的最大值是多少？答案：(1)heq\f(c,λ)－W0(2)eq\f(hc,eλ)－eq\f(W0,e)(3)eq\f(1,2)(eq\f(hc,λ)－W0)解析：(1)最大初動能Ek＝heq\f(c,