2016高中物理第16、17章动量守恒定律波粒二象性综合能力测试题新人教版选修3-5汇总

成才之路成才之路 2016 2016 高中物理高中物理 第第 1616 1717 章章 动量守恒定律动量守恒定律 波粒二象波粒二象 性综合能力测试题性综合能力测试题 新人教版选修新人教版选修 3 53 5 本卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 满分 100 分 时间 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 第 1 6 小题只有一个选项符合题目要求 第 7 10 小题有多个选项符合题目要求 全部选对 的得 4 分 选不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 跳远时 跳在沙坑里比跳在水泥地上安全 如图 这是由于 A 人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小 B 人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C 人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D 人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小 答案 D 解析 人跳远从一定高度落下 落地前的速度一定 则初动量相同 落地后静止 末 动量一定 所以人下落过程的动量变化量 p一定 因落在沙坑上作用的时间长 落在水 泥地上作用时间短 根据动量定理Ft p t长F小 故 D 对 2 我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3000m 接力三连冠 观察发现 接棒 的运动员甲提前站在 交棒 的运动员乙前面 并且开始向前滑行 待乙追上甲时 乙猛 推甲一把 使甲获得更大的速度向前冲出 在乙推甲的过程中 忽略运动员与冰面间在水 平方向上的相互作用 则 A 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B 甲 乙的动量变化一定大小相等方向相反 C 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D 甲对乙做多少负功 乙对甲就一定做多少正功 答案 B 解析 相互作用过程中的相互作用力大小相等 方向相反 作用时间相同 因此甲对 乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等 方向相反 由动量定理可知 甲 乙动量变化大小相 等 方向相反 A 错 B 对 虽然相互作用力大小相等 方向相反 甲 乙在相互作用过程 中的位移不同 乙对甲做的正功 与甲对乙做的负功多少不同 由动能定理知 甲的动能 增加量 不等于乙动能的减少量 故 C D 错误 3 如图所示 质量为m的人立于平板车上 人与车的总质量为M 人与车以速度v1在 光滑水平面上向东运动 当此人相对于车以速度v2竖直跳起时 车的速度变为 A 向东 B 向东 Mv1 Mv2 M m Mv1 M m C 向东D v1 向东 Mv1 Mv2 M m 答案 D 解析 人和车这个系统 在水平方向上合外力等于零 系统在水平方向上动量守恒 设车的速度v1的方向为正方向 选地面为参考系 初态车和人的总动量为Mv1 末态车的 动量为 M m v1 因为人在水平方向上没有受到冲量 其水平动量保持不变 人在水平 方向上对地的动量仍为mv1 则有Mv1 M m v1 mv1 M m v1 M m v1 所以v1 v1 正确答案应为 D 4 如图所示 使用强度相同的连续光谱中的由红到紫等色光按顺序照射光电管阴极 电流表 G 有示数 且均达到最大值 在螺线管外悬套一金属线圈 线圈中能产生感应电流 的是 A 紫光照射时 B 红光照射时 C 改变照射光颜色的过程中 D 各种色光均可以产生感应电流 答案 C 解析 只有线路中产生变化的电流时 才能在金属线圈中产生感应电流 所以 C 能产 生感应电流 5 河北邢台一中 2014 2015 学年高二下学期检测 如图所示的光电管研究光电效应的 实验中 用某种频率的单色光a照射光电管阴极K 电流计 G 的指针发生偏转 而用另一 频率的单色光b照射光电管阴极K时 电流计 G 的指针不发生偏转 那么 A a光的频率一定小于b光的频率 B 增加b光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转 C 用a光照射光电管阴极K时通过电流计 G 的电流是由d到c D 只增加a光的强度可使通过电流计 G 的电流增大 答案 D 解析 用某种频率的单色光a照射光电管阴极K 电流计 G 的指针发生偏转 知a光 频率大于金属的极限频率 用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时 电流计 G 的指针 不发生偏转 知b光的频率小于金属的极限频率 所以a光的频率一定大于b光的频率 故 A 错误 增加b光的强度 仍然不能发生光电效应 电流计指针不偏转 故 B 错误 电 流的方向与负电荷定向移动的方向相反 用a光照射光电管阴极K时通过电流计 G 的电流 是由c到d 故 C 错误 增加a光的强度 则单位时间内发出的光电子数目增多 通过电 流计的电流增大 故 D 正确 6 如图所示 一个质量为m1 50kg 的人抓在一只大气球下方 气球下面有一根长绳 气球和长绳的总质量为m2 20kg 长绳的下端刚好和水平面接触 当静止时人离地面的高 度为h 5m 如果这个人开始沿绳向下滑 当他滑到绳下端时 他离地面高度是 可以把人 看作质点 A 5mB 3 6m C 2 6mD 8m 答案 B 解析 当人滑到绳下端时 如图所示 由动量守恒 得m1 m2 且h1 h2 h 解 h1 t h2 t 得h1 1 4m 所以他离地高度H h h1 3 6m 故选项 B 正确 7 一束复色光从玻璃界面MN射向空气时分成a b c三束 如图所示 三束光相比 较可以判定 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光束照射光电管恰能发生光电效应 那么c光束照射光电管时也一定能发生光 电效应 答案 BD 解析 从玻璃射入空气的光线 偏折大的频率高 故c光束的频率高 a光束的频率 低 同时 频率高的光线在玻璃中的速度小 频率低的光线在玻璃中的速度大 光子的能 量又取决于其频率 频率高的能量大 8 现代物理学认为 光和实物粒子都具有波粒二象性 下列事实中突出体现波动性的 是 A 一定频率的光照射到锌板上 光的强度越大 单位时间内锌板上发射的光电子就越 多 B 肥皂液是无色的 吹出的肥皂泡却是彩色的 C 质量为 10 3kg 速度为 10 2m s 的小球 其德布罗意波长约为 10 28m 不过我们 能清晰地观测到小球运动的轨迹 D 人们常利用热中子研究晶体的结构 因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距 大致相同 答案 BD 解析 光子照到锌板上 发生光电效应 说明光有粒子性 A 不正确 白光在肥皂泡 上发生薄膜干涉时 会出现彩色条纹 光的干涉现象说明了光有波动性 B 正确 由于实 物的波长很小 波动性不明显 表现为粒子性 C 不正确 用热中子研究晶体结构 其实 是通过中子的衍射来 观察 晶体 是利用中子的波动性 D 正确 故选 BD 9 绍兴一中 2013 2014 学年高二下学期期末 N为钨板 M为金属网 它们分别与电 池的两极相连 各电池的电动势和极性如图所示 已知金属钨的逸出功为 4 5eV 现分别 用不同能量的光子照射钨板 各光子的能量已在图上标出 那么如图中 没有光电子到达 金属网的是 答案 AC 解析 加反向电压时 只要入射光电子的能量h W0 eU 即有光电子到达金属网 将各数值代入上式可判 D 选项中光电子能到达金属网 B 选项加正向电压 且入射光电子 能量大于逸出功 所以有光电子到达金属网 综上所述 A C 选项符合题意 10 襄州一中 枣阳一中 宜城一中 曾都一中 2013 2014 学年高二下学期期中联考 如 图所示 长木板A放在光滑的水平面上 质量为m 4kg 的小物体B以水平速度v 2m s 滑 上原来静止的长木板A的上表面 由于A B间存在摩擦 之后A B速度随时间变化情况 如图乙所示 取g 10m s2 则下列说法正确的是 A 木板A获得的动能为 2J B 系统损失的机械能为 2J C 木板A的最小长度为 2m D A B间的动摩擦因数为 0 1 答案 AD 解析 由图象可知 木板获得的速度为v 1m s A B组成的系统动量守恒 以B的 初速度方向为正方向 由动量守恒定律得 mv0 M m v 解得 木板A的质量M 4kg 木板获得的动能为 Ek Mv2 2J 故 A 正确 系统损失的机械能 1 2 E mv mv2 Mv2 代入数据解得 E 4J 故 B 错误 由图得到 0 1s 内B的位 1 22 0 1 2 1 2 移为xB 2 1 1m 1 5m A的位移为xA 1 1m 0 5m 木板A的最小长度为 1 2 1 2 L xB xA 1m 故 C 错误 由图象可知 B的加速度 a 1m s2 负号表示加速度的方 向 由牛顿第二定律得 mBg mBa 代入解得 0 1 故 D 正确 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 共 3 小题 共 18 分 把答案直接填在横线上 11 5 分 抚州市四校 2014 2015 学年高二下学期期中联考 如图所示 一静电计与锌板相连 在A处用一紫光灯照射锌板 关灯后 指针保持一 定偏角 1 现用一带负电的金属小球与锌板接触 则静电计指针偏角将 填 增大 减小 或 不变 2 使静电计指针回到零 再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板 静电计指针无偏 转 那么 若改用强度更大的红外线照射锌板 可观察到静电计指针 填 有 或 无 偏转 答案 1 减小 2 无 解析 1 锌板在紫外线照射下 发生光电效应现象 有光电子飞出 锌板带正电 将 一带负电的金属球与锌板接触 将锌板上的正电荷中和一部分 锌板正电荷减少 则静电 计指针偏角将减小 2 要发生光电效应现象 照射光的频率必须大于被照射金属的极限频率 而与照射光 的强度无关 用黄光照射 静电计指针无偏转 即不能发生光电效应现象 当改用强度更 大的红外线照射时 因为红外线的频率比黄光低 所以用红外线照射更不能发生光电效应 现象 静电计指针无偏转 12 6 分 气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的 影响 因此成为重要的实验器材 气垫导轨和光电门 数字毫秒计配合使用能完成许多实 验 现提供以下实验器材 名称 图象 编号如图所示 利用以上实验器材还可以完成 验证动量守恒定律 的实验 为完成此实验 某同学 将实验原理设定为 m1v0 m1 m2 v 1 针对此原理 我们应选择的器材编号为 2 在我们所选的器材中 器材对应原理中的m1 填写器材编号 答案 1 ABC 2 B 13 7 分 用如图所示装置来进行探究碰撞的不变量的实验 质量为mB的钢球B放在 小支柱N上 球心离地面高度为H 质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点 当细线被 拉直时O点到球心的距离为L 且细线与竖直线之间夹角为 球A由静止释放 摆到最 低点时恰与球B发生正碰 碰撞后 A球把轻质指示针C推移到与竖直线夹角为 处 B 球落到地面上 地面上铺有一张覆盖有复写纸的白纸D 用来记录球B的落点 保持 角 度不变 多次重复上述实验 在白纸上记录到多个B球的落地点 1 图中s应是B球初始位置到 的水平距离 2 为了探究碰撞中的守恒量 应测得 等物理量 3 用测得的物理量表示 mAvA mAv A mBv B 答案 1 B球落地点 2 mA mB L H s 3 mA mA mB s 2gL 1 cos 2gL 1 cos g 2H 解析 本题需要求解出A B碰撞前 后的速度 B碰撞前静止 碰后做平抛运动 要 求其平抛运动的初速度则需了解B碰后的水平位移 则s为B球的初始位置到落地点的水 平距离 由平抛运动的知识可得B碰后的速 度为v B 由机械能守恒定律可得A碰前的速度为vA s t s 2H g2gL 1 cos 同理可得A碰后的速度为v A 显然需要测得的物理量有 2gL 1 cos mA mB L H s 三 论述 计算题 共 4 小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要 演算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 14 9 分 光子的动量p与能量E的关系为p 静止的原子核放出一个波长为 的 E c 光子 已知普朗克常量为h 光在真空中传播的速度为c 求 1 质量为M的反冲核的速度为多少 2 反冲核运动时物质波的波长是多少 答案 1 2 h M 解析 1 光子的动量为p 由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为p p Mv h v h M 2 反冲核的物质波波长 h Mv 15 10 分 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 4v0 解析 设乙船上人抛出货物的最小速度大小为vmin 抛出货物后船的速度为v1 甲船 上的人接到货物后船的速度为v2 据动量守恒定律得 12mv0 11mv1 mvmin 10m 2v0 mvmin 11mv2 为避免两船相撞应满足v1 v2 联立 式得vmin 4v0 16 11 分 河北邢台一中 2014 2015 学年高二下学期检测 如图所示 阴极材料由 铝制成 已知铝的逸出功为W0 现用波长为 的光照射铝的表面 使之产生光电效应 已知电子的电量为e 普朗克常量为h 真空中光速为c 求 1 光电子的最大初动能 2 电压表示数至少为多大时电流表示数才为零 3 若射出的具有最大初动能的光电子与一静止的电子发生正碰 则碰撞中两电子电势 能增加的最大值是多少 答案 1 h W0 2 3 W0 c hc e W0 e 1 2 hc 解析 1 最大初动能Ek h W0 c 2 电压表示数至少为eUc Ek h W0 c 解得 Uc hc e W0 e 3 要