2019_2020学年高中物理综合测试8粤教版选修3_5202003120880.doc
2019-2020学年高中物理 综合测试（打包8套）粤教版选修3-5
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2019-2020学年高中物理
综合测试（打包8套）粤教版选修3-5
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2019-2020学年高中物理 综合测试（打包8套）粤教版选修3-5,2019-2020学年高中物理,综合测试（打包8套）粤教版选修3-5,2019,2020,学年,高中物理,综合测试,打包,粤教版,选修
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阶段测试1动量守恒定律(一)一、选择题(本题共7小题，每小题7分，共49分在每小题给出的四个选项中，第14只有一项符合题目要求，第57题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4，有选错的得0分)1下列关于动量的一些说法，正确的是()a质量大的物体，其动量一定大b质量和速率都相同的物体，它们的动量一定相同c一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变d物体的动能不变，它的动量也一定不变【答案】c【解析】根据动量的定义可知，物体的动量是由质量和速度共同决定的，故a选项错因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，质量和速率都相同的物体，它们的动量大小一定相同，但方向却不一定相同，故b选项错物体的运动状态变化，说明它的速度一定发生变化，所以它的动量也就发生了变化，故c选项正确因为动能是标量，动量是矢量，当物体的动能不变时，根据两者的数值关系式p可知动量的大小不变，但方向却可能变化，比如匀速圆周运动，故d选项错误2(2019年丰城名校期末)两辆汽车的质量分别为m1和m2，已知m1m2，沿水平方向同向行驶具有相等的动能，则此时两汽车动量p1和p2的大小关系为()ap1等于p2bp1小于p2cp1大于p2d无法比较【答案】c【解析】动量与动能关系式为p22mek.已知m1m2，且具有相等的动能，故p1大于p2.故选c3如图所示，在地面上固定一个质量为m的竖直木杆，一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬，经时间t，速度由零增加到v，在上述过程中，地面对木杆的支持力的冲量为()a(mgmgma)tb(mm)vc(mgmgma)tdmv【答案】c【解析】以人为研究对象，根据牛顿第二定律得：fmgma，解得：fmamg；以杆子为研究对象，分析受力情况，杆子受到重力mg、地面的支持力n和人对杆子向下的力f，根据平条件得：nmgmgma，故支持力的冲量为int(mgmgma)t.故选c4如图所示，质量相同的两辆小车a、b置于光滑的水平面上，有一人站在小车a上，两车静止人从a车跳上b车，接着又从b车跳回a车并与a车保持相对静止，则此时a车的速率()a等于零b小于b车的速率c大于b车的速率d等于b车的速率【答案】b【解析】尽管人跳来跳去，两车和人组成的系统的动量是守恒的设两车的质量均为m，人的质量为m，作用后两车的速率分别为va和vb，对系统由动量守恒定律，得0(mm)vamvb显然，vav乙b若两人的质量相等，则必定v甲m乙d若两人的速率相等，则必定m甲v乙，a项对、b项错；当速率相等时，m甲m乙，c项对、d项错6在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是()a若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开b若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行c若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开d若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行【答案】ad【解析】本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前、后两小球组成的系统总动量守恒a项，碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以a项是可能的b项，若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前为零，所以b项不可能c项，碰撞前、后系统的总动量的大小和方向不同，所以动量不守恒，c项不可能d项，碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以，d项是可能的7两个小球a、b在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是ma4 kg，mb2 kg，a的速度va3 m/s(设为正)，b的速度vb3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为()a均为1 m/sb4 m/s和5 m/sc2 m/s和1 m/sd1 m/s和5 m/s【答案】ad【解析】由动量守恒，可验证四个选项都满足要求再看动能变化情况：e前mavmbv27 j，e后mava2mbvb2.由于碰撞过程中动能不可能增加，所以应有e前e后，据此可排除b；选项c虽满足e前e后，但a、b沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍能保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此c选项错误验证a、d均满足e前e后，且碰后状态符合实际，故正确选项为a、d二、非选择题(本题共5小题，共51分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)8(5分)一辆小车静置于光滑水平面上车的左端固定有一个水平弹簧枪，车的右端有一个网兜若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中从弹簧枪发射弹丸以后，下列说法中错误的是_a小车先向左运动一段距离然后停下 b小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下 c小车一直向左运动下去 d小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动 e小车与弹丸组成的系统在运动过程中总动量为零【答案】bcd【解析】车与弹丸组成的系统动量守恒，开始系统静止，总动量为零，发射弹丸后，弹丸动量向右，由动量守恒定律可知，车的动量向左，车向左运动，从发射弹丸到弹丸落入网兜过程，系统动量守恒，由于初动量为零，则弹丸落入网兜后，系统总动量为零，弹丸落入网兜后，车停在运动，故a、e正确，b、c、d错误；故选：bcd9(5分)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处由静止开始自由下滑，则_a在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功 b在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 c被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动 d被弹簧反弹后，小球能回到槽高h处 e被弹簧反弹后，小球永远追不上弧形槽【答案】bce【解析】在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽做功，故a错误；在下滑过程中，小球和槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，故b正确；因两物体之后不受外力，故小球脱离弧形槽后，槽向后做匀速运动，而小球反弹后也会做匀速运动，故c正确；小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被反弹后球与槽的速度相等，小球不能滑到槽上，不能达到高度h，故d错误，e正确10(12分)(2019年天津名校月考)为了验证碰撞中的动量守恒，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：a用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1m2)b按照如图所示的那样，安装好实验装置将斜槽ab固定在桌边，使槽的末端点的切线水平将一斜面bc连接在斜槽末端c先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端a处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置d将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端a处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置e用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点b的距离图中d、e、f点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到b点的距离分别为l1、l2、l3.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的_点，m2的落点是图中的_点(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式_，则说明碰撞中动量是守恒的【答案】(1)df(2)m1m1m2【解析】(1)不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端a处由静止开始滚下，将落在e点，小球m1与m2发生碰撞后，入射球速度减小，而被碰球的速度大于入射球的速度，所以m1的落点是图中的d点，m2的落点是图中的f点设斜面倾角为，小球平抛运动，由lsin gt2，lcos vt，则v，由式子可得碰撞后的速度v，验证动量是否守恒的表达式为m1v0m1v1m2v2，即m1m1m2.11(13分)冰球运动员甲的质量为80.0 kg.当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞碰后甲恰好静止假设碰撞时间极短，求：(1)碰后乙的速度的大小；(2)碰撞中总机械能的损失【答案】(1)1.0 m/s(2)1 400 j【解析】(1)设运动员甲、乙的质量分别为m、m碰前速度大小分别为v和v1，碰后乙的速度为v2，由动量守恒定律得：mvmv1mv2代入数据得：v21.0 m/s.(2)设碰撞过程中总机械能的损失为e，应有：mv2mvmve联立上式，代入数据得：e1 400 j.12(16分)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h0.3 m(h小于斜面体的高度)已知小孩与滑板的总质量为m130 kg，冰块的质量为m210 kg，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？【答案】(1)20 kg(2)追不上，原因见解析【解析】(1)规定水平向左为正，对小冰块与鞋面组成的系统由动量守恒有m冰v冰(m冰m)v共由能量守恒有m冰v(m冰m)vm冰gh解得v共1 m/s ，m20 kg.(2)由动量守恒有(m冰m)v共mvmm冰vm由能量守恒有m冰vmvm冰v联立解得 vm2 m/s, vm1 m/s对小孩和冰块组成的系统：0m冰v冰m小v小解得v小1 m/s，vmv小1 m/s即两者速度相同，故追不上6阶段测试2动量守恒定律(二)一、选择题(本题共7小题，每小题7分，共49分在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第57题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1(2019年乌鲁木齐模拟)一个质量为0.18 kg的垒球，以20 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回设击打过程球棒对垒球的平均作用力大小为900 n，作用时间为0.01 s，则被球棒击打后垒球反向水平速度大小为()a30 m/sb40 m/sc50 m/sd70 m/s【答案】a【解析】设飞来的速度方向为正方向，由动量定理可知ftmvmv0，代入数据解得v30 m/s.即飞回的速度大小为30 m/s.故a正确，b、c、d错误2如图所示，用细线挂一质量为m的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计)，木块的速度大小为()abcd【答案】b【解析】由动量守恒定律有mv0mvmv，所以v，b正确3如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块p和q都可视作质点，质量相等q与轻质弹簧相连设q静止，p以某一初速度向q运动并与弹簧发生碰撞在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于()ap的初功能bp的初动能的cp的初动能的dp的初动能的【答案】b【解析】当弹簧最短时具有最大弹性势能，而弹簧最短时两物体的速度相等设p、q两滑块质量均为m，p的初速度为v0，因为桌面光滑，所以p、q以及弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒由动量守恒得：mv02mv，根据机械能守恒得：epekmv2mv2，解得：epekmv，即选项b正确4一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31.不计质量损失，取重力加速度g10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()abcd【答案】b【解析】弹丸水平飞行爆炸时，在水平方向系统动量守恒，设m乙m，则m甲3m，故爆炸前水平方向总动量p(3mm)v8m.而爆炸后两弹片做平抛运动，由平抛运动规律：hgt2，x甲v甲t，x乙v乙t.选项a中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s(向左)，p3m2.5m(0.5)7m，不满足动量守恒，a错误；选项b中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s，p3m2.5m0.58m，满足动量守恒，b正确；选项c中，v甲2 m/s，v乙1 m/s，p3m2m17m，不满足动量守恒，c错误；选项d中，v甲2 m/s，v乙1 m/s(向左)，p3m2m(1)6m，不满足动量守恒，d错误5下列说法中正确的是()a作用在物体上的合外力越大，物体动量的变化就越快b作用在物体上的合外力的冲量越大，物体动量变化就越快c作用在物体上的冲量恒定时，物体的动量保持不变d延长物体间的相互作用时间，可以减小物体间的相互作用力【答案】ad【解析】由动量定理，物体合外力冲量越大，动量的变化量越大，冲量恒定时，动量的变化量恒定，故b、c错误动量的变化率反映合外力的大小，合外力越大，动量变化率越大，即动量变化越快，因此a正确动量变化一定，延长作用时间，可减小物体间相互作用力，故d对6光滑水平面上放有两个小车，车上各固定一个磁铁，由于磁力的作用，两车由静止相向运动，在运动过程中()a两车的动量相同b两车的总动量始终为零c两车的总动量增大d在相等的时间内，两车动量改变的大小相等【答案】bd【解析】动量是矢量，动量相同时既含大小相等又含方向相同因两车动量守恒，所以两车动量改变量大小相等、方向相反，总的改变量为零7在物体(质量不变)运动过程中，下列说法正确的是()a动量不变的运动，一定是匀速运动b动量大小不变的运动，可能是变速运动c如果在任何相等时间内物体所受的冲量相同(不为零)，那么该物体一定做匀变速直线运动d若某一个力对物体做功为零，则这个力对该物体的冲量也一定为零【答案】ab【解析】由动量的定义可知a、b正确c项中，由动量定理可知，物体受恒定的外力，可能做匀变速曲线运动，如平抛运动，所以c错二、非选择题(本题共5小题，共51分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)8(5分)如图所示，放置在水平地面上的木板b的左端固定一轻弹簧，弹簧右端与物块a相连已知a、b质量相等，二者处于静止状态，且所有接触面均光滑现设法使物块a以一定的初速度沿木板b向右运动，在此后的运动过程中弹簧始终处在弹性限度内，且物块a始终在木板b上下列说法中错误的是_a物块a的加速度先减小后增大 b物块b的加速度先增大后减少c物块a的速度最大时弹簧的弹性势能最大 d木板b的速度最大时弹簧最长 e木板b的速度最大时物块a的速度为零 【答案】acd【解析】对a、b在水平方向受力分析可知，a与b在水平方向受到的外力为0，a、b与弹簧在水平方向的动量守恒，系统的机械能守恒开始时弹簧的伸长量比较小，则f比较小，a做减速运动，b做加速运动，当弹簧伸长至最长时，二者的速度相等；此后a继续减速，b继续加速，弹簧开始收缩根据动量守恒定律：mv0mv1mv2，和机械能守恒可知，当弹簧的长度恰好等于原长时，b的速度最大；此后弹簧进行压缩，a的速度开始增大，b的速度开始减小对a、b在水平方向受力分析可知，a与b在水平方向受到的外力为0，都受到弹簧的弹力，设f为弹簧的弹力；当加速度大小相同为a时，对a有：mafkx，a的加速度与弹簧的形变量成正比，由于弹簧先伸长，后又压缩，所以弹簧对a的作用力先增大，后减小，则a的加速度先增大，后减小故a错误；同理可得b正确；由开始时的分析可知，当当弹簧伸长至最长时，二者的速度相等，此时的弹性势能最大，此时a的速度不是最大故c错误；由于a、b质量相等，当弹簧的长度恰好等于原长时，b的速度最大，故d错误；当弹簧的长度恰好等于原长时，b的速度最大，设a、b的速度分别是v1、v2，选择向右为正方向，则根据动量守恒定律得：mv0mv1mv2，根据机械能守恒得：mvmvmv，联立可得：v10，v2v0.故e正确9(5分)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析错误的是_a绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小 b绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小 c绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大 d绳的弹性势能总增加量等于人重力势能的总减少量e人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力【答案】bce【解析】由于绳对人的作用力一直向上，故绳对人的冲量始终向上，由于人在下降中速度先增大后减小，故动量先增大后减小，a正确；在该过程中，拉力与运动方向始终相反，绳子的力一直做负功，但由分析可知，人的动能先增大后减小，故b错误；绳子恰好伸直时，绳子的形变量为零，弹性势能为零，但此时人的动能不是最大，故c错误；整个过程中能量守恒，故d正确；人在最低点时，绳子对人的拉力一定大于人受到的重力；故e错误10(12分)某同学用图甲所示装置，结合频闪照片来探究碰撞中的不变量经过多次实验，该同学猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和是不变的步骤1：用天平测出a、b两个小球的质量ma和mb，并且保证mamb；步骤2：安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；步骤3：先不在斜槽的末端放小球b，让小球a从斜槽上某位置p由静止开始释放，小球离开斜槽后，用频闪照相记录下小球a两个时刻的位置(如图乙所示)；步骤4：将小球b放在斜槽的末端，让小球a从位置p处由静止开始释放，使它们碰撞，用频闪照相记录下两个小球在两个时刻的位置(如图丙所示)；步骤5：直接测量需要的物理量，根据测量得到的数据，验证自己的猜想请回答：(1)在步骤5中，该同学需要在照片中直接测量的物理量有_；(选填“x0、y0、xa、ya、xb、yb”)(2)用实验中测量的物理量来表示该同学的猜想结果：_.【答案】(1)x0、xa、xb(2)max0maxambxb【解析】频闪照相相邻曝光时间相等，测出x0、xa、xb，就可以知道它们碰撞前后水平方向的速度该同学的猜想即可表示为，化简得max0maxambxb11(14分)如图甲所示，物体a、b的质量分别是m14.0 kg和m26.0 kg，用轻弹簧相连放在光滑的水平面上，物体b左侧与竖直墙相接触另有一个物体c从t0时刻起以一定的速度向左运动，在t5.0 s时刻与物体a相碰，碰后立即与a粘在一起不再分开，物块c的vt图象如图乙所示，试求：(1)物块c的质量m3；(2)在5.0 s到15 s的时间内物块a动量变化的大小和方向【答案】(1)2.0 kg(2)16 kgm/s，方向向右【解析】(1)根据图象可知，物体c与物体a相碰前的速度为v16 m/s，相碰后的速度为v22 m/s.根据动量守恒定律得：m3v1(m1m3)v2，解得：m32.0 kg.(2)规定向左的方向为正方向，在第5.0 s和第15 s末物块a的速度分别为v22 m/s，v32 m/s，所以物块a的动量变化为pm1(v3v2)16 kgm/s，即在5.0 s到15 s的时间内物块a动量变化的大小为16 kgm/s，方向向右12(15分)如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为m；两物块与地面间的动摩擦因数均相同现使a以初速度v0向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件【答案】【解析】设物块与地面间的动摩擦因数为，若要物体a、b能够发生碰撞，应有mvmgl，即.设在a、b碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为v1、v2，根据动量守恒和能量守恒mv1mv1mv2，mvmvmv，联立可得v2v1.根据题意，b没有与墙发生碰撞，根据功能关系mvmgl，故有.综上所述，a与b发生碰撞，但b没有与墙发生碰撞的条件是.7阶段测试3波粒二象性(一)一、选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分在每小题给出的四个选项中，第13题只有一项符合题目要求，第46题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是()a光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一b在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方c大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强d频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强【答案】c【解析】光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故a错误；在衍射现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，并非光子不能到达的地方，故b错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故c正确；光的粒子性和波动性与光子频率高低无关，故d错误故选c2关于光电效应，下列说法正确的是()a极限频率越大的金属材料逸出功越大b只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应c从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小d入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多【答案】a【解析】金属材料的逸出功与其极限频率相对应，即wh0，显然0越大，w越大，a对，只有当入射光的频率大于某种金属的极限频率，才能发生光电效应，b错，由光电效应方程mv2hw可知，从金属表面出来的光电子的最大初动能与入射光的频率或光子的能量h有关，而某种金属的逸出功是确定的，与光子的最大初动能无关，c错发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与入射光的光强有关，与频率无关，只要入射光的光强一定，单位时间内逸出的光电子数就一定，d错3光子有能量，也有动量，它也遵守有关动量的规律，如图所示，真空中，有一“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴oo在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始转动情况(俯视)的下列说法中正确的是()a顺时针方向转动b逆时针方向转动c都有可能d不会转动【答案】b【解析】白纸片发射光子，光子的动量变化大，由动量定理知，光子对白纸片的冲击力大，b正确4利用金属晶格(大小约为1010 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为u，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是()a该实验说明了电子具有波动性b实验中电子束的德布罗意波长为c加速电压u越大，电子的衍射现象越明显d若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显【答案】ab【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，故a正确由uemv2得v ，动量pmvm ，波长，故b对由上式可知，u越大，越小，衍射现象越不明显，故c错用相同动能的质子代替电子时，由p可知，m变大，p变大，变小，衍射现象越不明显，故d错故选a、b5(2019年天津二模)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的数目就越多b在白光下观察竖直放置的肥皂膜，呈现彩色条纹的干涉现象c阳光通过三棱镜形成彩色光带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】只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故如果入射光的频率小于金属的极限频率，无论怎样增大光的强度，也不会有光电子逸出，如能发生光电效应，则证明了光的粒子性，故a错误肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，而干涉是波特有的性质，故证明了光具有波动性，故b正确阳光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不是波动性的特征，故c错误晶体中相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同，故能发生明显的衍射现象，而衍射是波特有的性质，故d正确6下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 mhz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度/(ms1)波长/m弹子球2.01021.01023.31030电子(100 ev)9.110315.01061.21010无线电波(1 mhz)_3.01083.3102a要检测弹子球的波动性是可能的b无线电波通常情况下只表现出波动性c电子照射到金属晶体上能观察到波动性d只有可见光才有波动性【答案】bc【解析】弹子球的波长(3.31030 m)相对太小，所以要检测其波动性几乎不可能，故a错无线电波的波长(3.3102 m)较长，通常表现为波动性，故b对电子与金属晶体的尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，故c对任何物体，小到中子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，故d错二、非选择题(本题共6小题，共58分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)7(5分)如图所示是研究光电效应的电路，阴极k和阳极a是密封在真空玻璃管中的两个电极，k在受到光照时能够发射光电子阳极a吸收阴极k发出的光电子，在电路中形成光电流如果用单色光a照射阴极k，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射光电管阴极k时，电流表的指针不发生偏转下列说法正确的是_aa光的波长一定小于b光的波长 b只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大 c只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大 d阴极材料的逸出功与入射光的频率有关 e用单色光a照射阴极k，当电源的正负极对调时，电流表的读数可能减为零【答案】abe【解析】用一定频率的a单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知a0，由f 知a光的波长小于b光的波长，故a正确；只增加a光的强度，即增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，使通过电流表的电流增大，故b正确；根据光电效应方程ekhw，最大初动能与入射光频率有关，与强度无关，故只增加a光的强度逸出的电子最大初动能不变，故c错误；阴极材料的逸出功由材料本身决定，与入射光的频率无关，故d错误；根据光电效应方程和动能定理，若qu0ek，则光电子无法到达阳极a，电流表示数为0，故e正确8(5分)下列说法正确的是_a在电磁波中红外线比紫外线的波动性更显著 b光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的 c光的波长越小，光子的能量越小d德布罗意的“物质波”假设否定了光具有波动性e光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关 【答案】abe【解析】红外线的波长大于紫外线的波长，故红外线波动性更显著，故a正确；光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的，是由于无数光子的无规则运动形成的，b正确；光的波长越小，频率越大，则光子的能量越大，故c错误；德布罗意的“物质波”假设证实了光具有波动性；故d错误；光电效应实验中，根据eu0h0，可知，遏止电压与入射光的频率成正比，故e正确9(5分)用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子，比较不同曝光时间摄得的照片，发现曝光时间不长的情况下，照片上是一些散乱的无规则分布的亮点，若曝光时间较长，照片上亮点分布区域呈现出不均匀迹象；若曝光时间足够长，照片上获得清晰的双缝干涉条纹，这个实验说明了_a光只具有粒子性b光只具有波动性c光既具有粒子性，又具有波动性d光的波动性不是光子之间的相互作用引起的e少量的光子往往表现为粒子性，大量的光子往往表现为波动性【答案】cde【解析】此实验说明了光既具有粒子性，又具有波动性，少量的光子往往表现为粒子性，大量的光子往往表现为波动性由于只有一个光子，所以说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的10(10分)已知功率为100 w灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c3108 m/s，普朗克常量h6.631034 js.假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数【答案】1.41019 s1【解析】波长为的光子能量为e，设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡的电功率为p.则n，式中k5%是灯泡的发光效率，联立解得n，代入数据得n1.41019 s1.11(16分)某种金属的逸出功是3 ev，用波长500 nm的绿光照射该金属能否发生光电效应？用波长400 nm的紫光照射能否发生光电效应？电子的最大初动能是多少？【答案】不能能0.11 ev【解析】入射光子能量大于金属的逸出功就可以发生光电效应根据光电效应方程ekhw，电子的最大初动能等于入射光子能量减去金属逸出功绿光光子能量e绿h绿h6.631034 j3.981019 j2.49 ev.紫光光子能量e紫h紫h6.631034 j4.971019 j3.11 ev.由题意知，w3 ev，e绿w，所以紫光照射能够发生光电效应电子最大初动能ekh紫w3.11 ev3 ev0.11 ev12(17分)(2018年盐城三模)光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为5.51014hz.用一束波长范围为4.01079.0107 m的可见光照射该金属时，求光电子的最大初动能(已知普朗克常量为h6.61034 js)【答案】1.321019 j【解析】当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以w0h0从图象上可知，逸出功w0h0根据光电效应方程有ekmhw0hh0用一束波长范围为12，且12的光照射该金属时产生光电效应，入射光的最小波长为1，即频率最大，那么产生的光电子的最大初动能为ekmhh0代入数据可得ekm1.321019 j0.825 ev.6阶段测试4波粒二象性(二)一、选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分在每小题给出的四个选项中，第13题只有一项符合题目要求，第46题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1(2019年北京名校期末)下列关于概率波的说法中，正确的是()a概率波就是机械波b物质波是一种概率波c概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象d在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过【答案】b【解析】德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故a错误；物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故b正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故c错误；根据不确定性关系，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故d错误2分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()abcd【答案】b【解析】根据爱因斯坦光电效应方程ekhw0和得ekhw0，ekhw0，且ekek12，解得w0.3下图是a、b两种光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则()a在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大b从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大c照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大d若两种光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】d【解析】a光的干涉条纹间距小于b的，依据x可知，a的波长小于b的，a的频率大于b的，a的折射率大于b的，则根据n可知，在同种介质中a的速度小，a错；sin c，从同种介质中射入真空发生全反射a的临界角小，b错；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，c错；a光的频率大，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，d对4下述说法正确的是()a微观粒子的能量变化是跳跃式的b能量子与电磁波的频率成正比c红光的能量子比绿光大d电磁波波长越长，其能量子越大【答案】ab51905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是()a当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应b光电子的最大初动能与入射光的频率成正比c光电子的最大初动能与入射光的强度成正比d某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应【答案】ad【解析】根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故a、d正确根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，b错，根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，c错6利用光电管研究光电效应实验如图所示，用极限频率为c的可见光照射阴极k，电流表中有电流通过，则()a用紫外线照射，电流表中不一定有电流通过b用紫外线照射，电流表中一定有电流通过c用频率为c的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头移到a端，电流表中一定无电流通过d用频率为c的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时，电流表示数可能不变【答案】bd【解析】紫外线的频率大于可见光的频率，故一定能产生光电效应故a错、b对；尽管p滑到a端但仍有少量电子能从金属板逸出到达阴极a，即有微弱电流，故c错当光电流强度达到饱和时，即使增加正向电压光电流也不再增大，d对二、非选择题(本题共6小题，共58分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)7(5分)关于光电效应，有如下几种陈述，其中错误的是_a金属电子的逸出功与入射光的频率成正比b光电流的强度与入射光的强度无关c用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大d对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应e若某材料的逸出功是w，则它的极限频率0【答案】abc【解析】金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电流的强度与入射光强度成正比，选项a、b错误不可见光包括能量大的紫外线、x射线、射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项c错误8(5分)以下宏观概念中，哪些不是“量子化”的_a学生的个数 b木棒的长度 c物体的动量 d微观粒子的能量 e汽车的速度【答案】bce【解析】只用整数来表征的量就是量子化的量9(5分)关于光的本性，下列说法中正确的是_a光电效应反映光的粒子性 b光子的能量由光的强度所决定c光子的能量与光的频率成正比 d光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子e光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子【答案】abd10(16分)波长为0.071 nm的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为b的匀强磁场区域内做匀速圆周运动的最大半径为r.已知rb1.88104 tm，电子的质量me9.11031 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金箔的逸出功；(3)该电子的物质波的波长【答案】(1)3.1103 ev(2)1.44104 ev(3)2.21011 m【解析】(1)电子在磁场中做匀速圆周运动的半径最大时对应的初动能最大洛伦兹力提供向心力：bevmm，ekmv，ek3.1103 ev.(2)由爱因斯坦的光电效应方程可得：ekhw0，解得：w01.44104 ev.(3)由德布罗意波长公式可得：，pmvmebr，解得：2.21011 m.11(14分)已知铯的逸出功为1.9 ev，现用波长为4.3107 m的入射光照射金属铯求：(1)能否发生光电效应？(2)若能产生光电效应，求光电子的德布罗意波长最短为多少？(电子的质量为m0.911030 kg)【答案】(1)能(2)1.2109 m【解析】(1)入射光子的能量hh6.631034 j4.621019 j2.9 ev.由e2.9 evw，所以能发生光电效应(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能ekmvhw1.61019 j.而光电子的最大动量pmvm.光电子的德布罗意波长的最短值 m1.2109 m.12(13分)如图所示为证实电子波存在的实验装置，从f上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速电压u104 v，电子质量为m0.911030 kg.电子被加速后通过小孔k1和k2后入射到薄的金膜上，发生衍射作用，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹试计算电子的德布罗意波长【答案】1.231011 m【解析】由uemv2，p，代入数据可得1.231011 m.6阶段测试5原子结构之谜(一)一、选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分在每小题给出的四个选项中，第13题只有一项符合题目要求，第46题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在()a电子b中子c质子d原子核【答案】d【解析】卢瑟福在粒子散射实验中观察到绝大多数粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核故选项d正确2有关氢原子光谱的说法中不正确的是()a氢原子的发射光谱是连续光谱b氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关c氢原子光谱说明氢原子能级是分立的d氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光【答案】a【解析】由于氢原子发射的光子的能量：eenem，所以发射的光子的能量值e是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故a说法错误；吸收或发射的光子的能量是两个能级的能量差，b说法正确；由于氢原子的轨道是不连续的，故氢原子的能级是不连续的即是分立的，故c说法正确；当氢原子从较高轨道第n能级跃迁到较低轨道第m能级时，发射的光子的能量为eenemh，显然n、m的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子只发出特定频率的光，d说法正确；故选a3英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说，如图所示，o表示金原子核的位置，曲线ab和cd表示经过金原子核附近的粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是()abcd【答案】d【解析】粒子带正电，粒子偏转是由于受到原子核的库仑斥力作用，所以a选项中的cd，b选项中的cd，c选项中的ab都是不可能的4关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是()a原子可以处于连续的能量状态中b原子的能量状态是不连续的c原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量d原子中的电子绕核运转的轨道半径是不连续的【答案】bd【解析】根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定b、d是正确的5氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62 ev 到3.11 ev之间由此可推知，氢原子()a从高能级向n1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短b从高能级向n2能级跃迁时发出的光均为可见光c从高能级向n3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高d从n3能级向n2能级跃迁时发出的光为可见光【答案】ad【解析】从高能级向n1能级跃迁时发出的光的能量e1满足e2e1e1ee1，即10.20 eve113.6 ev，均大于可见光的能量由eh可知能量越大，波长越短，故a对，从高能级向n2能级跃迁时发出光的能量e2满足e3e2e2ee2，即1.89 eve23.40 ev，只有部分在可见光范围内，故b不对、d对从高能级向n3能级跃迁时发出的光的能量e3满足e4e3e3ee3，即：0.66 eve31.51 ev，均小于可见光的能量，由eh可知，能量越小，频率越低，故c错故选a、d6下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是()a原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量b原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量c原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子d原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是连续的【答案】cd【解析】根据玻尔原子理论可以判断a、b均正确，原子从一种定态跃迁到另一种定态时可能辐射一定频率的光子，也可能吸收一定频率的光子，c、d错二、非选择题(本题共6小题，共58分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)7(5分)下列说法正确的是_a卢瑟福通过粒子散射实验提出
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