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(shí)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(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．如圖所示，一個(gè)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(shí)間為。下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140226)()A．球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1260NB．球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為360NC．球棒對(duì)壘球做的功為D．球棒對(duì)壘球做的功為36J答案：A解析：設(shè)球棒對(duì)壘球的平均作用力為F，由動(dòng)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(dòng)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(xiàng)A正確。2．(南京市2023～2023學(xué)年高三模擬)近年來軍事行動(dòng)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?yàn)閑q\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140227)()A．“紅外夜視儀”發(fā)射出強(qiáng)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(dòng)。故只有B項(xiàng)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(yùn)動(dòng)，其位移—時(shí)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(hào)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(dòng)量守恒可知mAvA＋0＝mAvA′＋mBvB′，解得mB＝3mA，故選項(xiàng)C正確。4．如圖所示，使用強(qiáng)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(dá)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(hào)96140229)()A．紫光照射時(shí) B．紅光照射時(shí)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(shí)，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(tái)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(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)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(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140230)()A．a(chǎn)光的頻率一定小于b光的頻率B．增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電流是由d到cD．只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)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(jì)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(shí)，電流計(jì)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(cuò)誤。增加b光的強(qiáng)度，仍然不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤。電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電流是由c到d，故C錯(cuò)誤。增加a光的強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增多，通過電流計(jì)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(shí)兩者從圖中位置以相同的水平速度v0向右運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)過程中物塊一直未離開木板，則關(guān)于物塊運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140231)()答案：A解析：木板碰到擋板前，物塊與木板一直做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v0；木板碰到擋板后，物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減至零后向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，木板向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(cuò)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(dòng)量守恒的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(hào)96140233)()A．圖甲表示，電子束通過鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了運(yùn)動(dòng)電子具有粒子性B．圖甲表示，電子束通過鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了運(yùn)動(dòng)電子具有波動(dòng)性C．圖乙表示，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都會(huì)減小D．圖乙表示，隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)答案：BD解析：干涉和衍射現(xiàn)象是波的基本特征，故A錯(cuò)B對(duì)；由圖乙可看出隨著溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都會(huì)增大，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，故C錯(cuò)D對(duì)。9．(北京東城區(qū)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)實(shí)驗(yàn)得到金屬鈣的光電子的最大初動(dòng)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(hào)96140234)()金屬鎢鈣鈉截止頻率ν0/Hz逸出功W/eVA．如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，設(shè)其延長線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2<Ek1D．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)入射光的頻率ν<ν1時(shí)，可能會(huì)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(cuò)，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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)釋放，B球的落地點(diǎn)距桌邊的水平距離不可能為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)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(shí)，B球做平拋運(yùn)動(dòng)，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(shí)釋放，由動(dòng)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(dòng)能之比EkA∶EkB＝1∶2，所以B球獲得動(dòng)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(diǎn)中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)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(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計(jì)配合使用能完成許多實(shí)驗(yàn)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140236)現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：(名稱、圖象、編號(hào)如圖所示)利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。為完成此實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)定為：m1v0＝(m1＋m2)v(1)針對(duì)此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號(hào)為：________。(2)在我們所選的器材中：________器材對(duì)應(yīng)原理中的m1(填寫器材編號(hào))。答案：(1)ABC(2)B解析：該實(shí)驗(yàn)的原理為m1v0＝(m1＋m2)v，兩個(gè)物體最終粘在一起，一起運(yùn)動(dòng)，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?yàn)閙1應(yīng)該是先運(yùn)動(dòng)的滑塊，不是靜止的滑塊，所以對(duì)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(gè)重要的物理量．他通過如圖1所示的實(shí)驗(yàn)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(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)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(dòng)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(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑的長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車A的后面。讓小車A運(yùn)動(dòng)，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(shí)撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體。他在安裝好實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，已知電源頻率為50Hz。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140238)(1)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，則應(yīng)選________段計(jì)算A的碰前速度；應(yīng)選________段計(jì)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(dòng)量＝________kg·m/s；碰后總動(dòng)量＝________kg·m/s。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知在誤差允許的范圍內(nèi)，AB碰撞過程中動(dòng)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(shí)間內(nèi)的間隔減小，可知通過BC段來計(jì)算A的碰前速度，通過DE段計(jì)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(dòng)量：p1＝m1v1＝×＝0.21kg·m/s碰后的總動(dòng)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(dòng)量守恒。三、論述·計(jì)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(jì)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(dòng)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(gè)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(hào)96140239)(1)質(zhì)量為M的反沖核的速度為多少？(2)反沖核運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)量為p，由動(dòng)量守恒定律知反沖核的動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，滑塊C向左運(yùn)動(dòng)，A、C碰后連成一體，最終A、B、C都靜止，求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140240)(1)C與A碰撞前的速度大小；(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(duì)三個(gè)物體組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)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(dòng)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(tái)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(hào)96140241)(1)光電子的最大初動(dòng)能；(2)電壓表示數(shù)至少為多大時(shí)電流表示數(shù)才為零；(3)若射出的具有最大初動(dòng)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(dòng)能Ek＝heq\f(c,