高中物理 綜合能力測試題 16、17章測試題 新人教版選修3-5

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(xiàng)中，第1～6小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個選項(xiàng)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．(·濰坊市模擬)我國女子短道速滑隊(duì)在今年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3000m接力三連冠。觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運(yùn)動員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出，在乙推甲的過程中，忽略運(yùn)動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則()A．甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量B．甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反C．甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量D．甲對乙做多少負(fù)功，乙對甲就一定做多少正功答案：B解析：相互作用過程中的相互作用力大小相等，方向相反，作用時間相同，因此甲對乙的沖量與乙對甲的沖量大小相等、方向相反，由動量定理可知，甲、乙動量變化大小相等，方向相反，A錯，B對；雖然相互作用力大小相等，方向相反，甲、乙在相互作用過程中的位移不同，乙對甲做的正功，與甲對乙做的負(fù)功多少不同，由動能定理知，甲的動能增加量，不等于乙動能的減少量，故C、D錯誤。2.如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個質(zhì)量也為m的小球從槽高h(yuǎn)處開始下滑，則()A．在以后的運(yùn)動過程中，小球和槽的動量始終守恒B．在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功C．被彈簧反彈后，小球和槽的機(jī)械能守恒，小球能回到槽高h(yuǎn)處D．被彈簧反彈后，小球和槽都做速率不變的直線運(yùn)動答案：D解析：小球在槽上運(yùn)動時，由于小球受重力，故兩物體組成的系統(tǒng)外力之和不為零，故動量不守恒；當(dāng)小球與彈簧接觸后，小球受外力，故動量不再守恒，故A錯誤；下滑過程中兩物體都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夾角不垂直，故兩力均做功，故B錯誤；小球脫離弧形槽時，水平方向動量守恒，可得兩者速度大小相等，故小球脫離弧形槽后，槽向后做勻速運(yùn)動，而小球被彈簧反彈后也做勻速運(yùn)動，小球追不上弧形槽，故C錯，D正確。3．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()答案：A解析：由黑體實(shí)驗(yàn)規(guī)律知溫度越高，輻射越強(qiáng)，且最大強(qiáng)度向波長小的方向移動，A對，B、C、D錯。4．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近。已知中子質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，可以估算德布羅意波長λ＝1.82×10－10A．10－17J B．10－18JC．10－21J D．10－24J答案：C解析：據(jù)λ＝eq\f(h,p)，Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m(eq\f(p,m))2，得Ek＝eq\f(1,2m)·(eq\f(h,λ))2，代入數(shù)據(jù)可得動能的數(shù)量級為10－21J，故C選項(xiàng)正確。5.如圖所示，質(zhì)量為m的人立于平板車上，人與車的總質(zhì)量為M，人與車以速度v1在光滑水平面上向東運(yùn)動。當(dāng)此人相對于車以速度v2豎直跳起時，車的速度變?yōu)?)A.eq\f(Mv1－Mv2,M－m)向東 B.eq\f(Mv1,M－m)向東C.eq\f(Mv1＋Mv2,M－m)向東 D．v1向東答案：D解析：人和車這個系統(tǒng)，在水平方向上合外力等于零，系統(tǒng)在水平方向上動量守恒。設(shè)車的速度v1的方向?yàn)檎较颍x地面為參考系。初態(tài)車和人的總動量為Mv1，末態(tài)車的動量為(M－m)v1′(因?yàn)槿嗽谒椒较蛏蠜]有受到?jīng)_量，其水平動量保持不變)。人在水平方向上對地的動量仍為mv1，則有Mv1＝(M－m)v1′＋mv1(M－m)v1＝(M－m)v1′所以v1′＝v1，正確答案應(yīng)為D。6．研究光電效應(yīng)的電路如圖所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()答案：C解析：入射光的頻率相同，則光電子的最大初動能相同，由－eU＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)知，兩種情況下遏止電壓相同，故選項(xiàng)A、B錯誤；光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比，所以強(qiáng)光的光電流比弱光的光電流大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯誤。7．(黃岡市～學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系圖象，由圖象可知：()A．該金屬的逸出功等于E－h(huán)ν0B．該金屬的逸出功等于hν0C．入射光的頻率為2ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0D．入射光的頻率大于ν0時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍答案：BC解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W，結(jié)合圖象可判A、D錯誤，B、C正確。8.一束復(fù)色光從玻璃界面MN射向空氣時分成a，b，c三束，如圖所示，三束光相比較可以判定()A．在玻璃中c光束的速度最大B．在玻璃中a光束的速度最大C．b光束的光子能量最大D．若b光束照射光電管恰能發(fā)生光電效應(yīng)，那么c光束照射光電管時也一定能發(fā)生光電效應(yīng)答案：BD解析：從玻璃射入空氣的光線，偏折大的頻率高，故c光束的頻率高，a光束的頻率低，同時，頻率高的光線在玻璃中的速度小，頻率低的光線在玻璃中的速度大；光子的能量又取決于其頻率，頻率高的能量大。9.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，線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()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：ABD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。10．(襄州一中、棗陽一中、宜城一中、曾都一中～學(xué)年高二下學(xué)期期中聯(lián)考)如圖所示，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m＝4kg的小物體B以水平速度v＝2m/s滑上原來靜止的長木板A的上表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示，取g＝10m/s2，則下列說法正確的是()A．木板A獲得的動能為2JB．系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2JC．木板A的最小長度為2mD．A、B間的動摩擦因數(shù)為0.1答案：AD解析：由圖象可知，木板獲得的速度為v＝1m/s，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，以B的初速度方向?yàn)檎较?，由動量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v，解得：木板A的質(zhì)量M＝4kg，木板獲得的動能為：Ek＝eq\f(1,2)Mv2＝2J，故A正確；系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)Mv2，代入數(shù)據(jù)解得：ΔE＝4J，故B錯誤；由圖得到：0～1s內(nèi)B的位移為xB＝eq\f(1,2)×(2＋1)×1m＝1.5m，A的位移為xA＝eq\f(1,2)×1×1m＝0.5m，木板A的最小長度為L＝xB－xA＝1m，故C錯誤；由圖象可知，B的加速度：a＝－1m/s2，負(fù)號表示加速度的方向，由牛頓第二定律得：μmBg＝mBa，代入解得μ＝0.1，故D正確。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)如圖所示，一靜電計(jì)與鋅板相連，在A處用一紫光燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角。(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計(jì)指針偏角將________。(填“增大”、“減小”或“不變”)(2)使靜電計(jì)指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計(jì)指針無偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線照射鋅板，可觀察到靜電計(jì)指針________(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)。答案：(1)減小(2)無解析：(1)鋅板在紫外線照射下，發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，有光電子飛出，鋅板帶正電；將一帶負(fù)電的金屬球與鋅板接觸，將鋅板上的正電荷中和一部分，鋅板正電荷減少，則靜電計(jì)指針偏角將減小。(2)要發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，照射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率，而與照射光的強(qiáng)度無關(guān)。用黃光照射，靜電計(jì)指針無偏轉(zhuǎn)，即不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)改用強(qiáng)度更大的紅外線照射時，因?yàn)榧t外線的頻率比黃光低，所以用紅外線照射更不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，靜電計(jì)指針無偏轉(zhuǎn)。12．(6分)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(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)?，F(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：(名稱、圖象、編號如圖所示)利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成“驗(yàn)證動量守恒定律”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)B13．(7分)用如圖所示裝置來進(jìn)行探究碰撞的不變量的實(shí)驗(yàn)，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，球心離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線拴好懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線被拉直時O點(diǎn)到球心的距離為L，且細(xì)線與豎直線之間夾角為α。球A由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直線夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張覆蓋有復(fù)寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點(diǎn)。保持α角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，在白紙上記錄到多個B球的落地點(diǎn)。(1)圖中s應(yīng)是B球初始位置到________的水平距離。(2)為了探究碰撞中的守恒量，應(yīng)測得________等物理量。(3)用測得的物理量表示：mAvA＝____________；mAv′A＝________；mBv′B＝________。答案：(1)B球落地點(diǎn)(2)mA、mB、L、α、β、H、s(3)mAeq\r(2gL1－cosα)，mAeq\r(2gL1－cosβ)，mB·seq\r(\f(g,2H))解析：本題需要求解出A、B碰撞前、后的速度。B碰撞前靜止，碰后做平拋運(yùn)動，要求其平拋運(yùn)動的初速度則需了解B碰后的水平位移，則s為B球的初始位置到落地點(diǎn)的水平距離，由平拋運(yùn)動的知識可得B碰后的速度為v′B＝eq\f(s,t)＝eq\f(s,\r(\f(2H,g)))。由機(jī)械能守恒定律可得A碰前的速度為vA＝eq\r(2gL1－cosα)，同理可得A碰后的速度為v′A＝eq\r(2gL1－cosβ)。顯然需要測得的物理量有：mA、mB、L、α、β、H、s。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：(1)質(zhì)量為M的反沖核的速度為多少？(2)反沖核運(yùn)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)(濟(jì)南市～學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖，光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m。開始時橡皮筋松馳，B靜止，給A向左的初速度v0。一段時間后，B與A同向運(yùn)動發(fā)生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半。求：(1)B的質(zhì)量；(2)碰撞過程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失。答案：(1)eq\f(m,2)(2)eq\f(1,6)mveq\o\al(2,0)解析：(1)以初速度v0的方向?yàn)檎较颍O(shè)B的質(zhì)量為mB，A、B碰撞后的共同速度為v，由題意知：碰撞前瞬間A的速度為eq\f(v,2)，碰撞前瞬間B的速度為2v，由動量守恒定律得meq\f(v,2)＋2mBv＝(m＋mB)v ①由①式得mB＝eq\f(m,2) ②(2)從開始到碰后的全過程，由動量守恒定律得mv0＝(m＋mB)v ③設(shè)碰撞過程A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失為ΔE，則ΔE＝eq\f(1,2)m(eq\f(v,2))2＋eq\f(1,2)mB(2v)2－eq\f(1,2)(m＋mB)v2 ④聯(lián)立②③④式得ΔE＝eq\f(1,6)mveq\o\al(2,0)16．(11分)如圖所示，擦得很亮的絕緣鋅板A水平固定放置，其下方水平放有接地的銅板B，兩板間距離為d，兩板面積均為S，正對面積為S′，且S>S′。當(dāng)用弧光燈照射鋅板上表面后，A、B板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。試分析：(1)液滴帶何種電荷？(2)用弧光燈再照射A板上表面，滴液做何種運(yùn)動？(3)要使液滴向下運(yùn)動，應(yīng)采取哪些措施？答案：(1)負(fù)電(2)向上運(yùn)動(3)將B板向右平移解析：(1)鋅板受弧光燈照射發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子從鋅板A的上表面逸出，而使A板帶正電荷，接地的銅板B由于靜電感應(yīng)而帶負(fù)電，A、B板間形成方向向下的勻強(qiáng)電場，由液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)知qE＝mg，所以液滴帶負(fù)電。(2)當(dāng)再用弧光燈照射A板上表面時，光電效應(yīng)繼續(xù)發(fā)生，使A板所帶正電荷增加，A、B板間場強(qiáng)增強(qiáng)，所以qE>mg，使液滴向上運(yùn)動。(3)要使液滴向下運(yùn)動，即mg>qE，mg和q不變，則必須使E變小。因A板電荷量Q不變，則當(dāng)B板向右移動，增大兩板正對面積時，電容增大，兩板間電勢差減小