备战2022届高考物理二轮复习练：波粒二象性、近代物理、动量守恒（含答案）

备战2022届高考物理（波粒二象性、近代物理、动量守恒）二轮题附答案一、选择题。1、美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以验证爱因斯坦光电效应方程的正确性。下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压Uc与入射光须率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是()A．W甲<W乙，E甲>E乙B．W甲>W乙，E甲<E乙C．W甲>W乙，E甲>E乙D．W甲<W乙，E甲<E乙2、下列有关光的波粒二象性的说法中正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性3、我国科学家潘建伟院士预言再过十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是()A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性4、已知一核反应方程为eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋X＋ΔE，eq\o\al(15,7)N的质量为m1，eq\o\al(1,1)H的质量为m2，eq\o\al(12,6)C的质量为m3，X的质量为m4，光在真空中的速度为c。则下列判断正确的是()A．X是eq\o\al(3,2)He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2B．X是eq\o\al(4,2)He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2C．X是eq\o\al(3,2)He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2D．X是eq\o\al(4,2)He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c25、(多选)下列关于近代物理的说法正确的是()A．α粒子的穿透能力比β粒子的穿透能力强，故α粒子容易使金属发生光电效应B．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能C．光是一种概率波，因此光子通过狭缝到达的位置可以由波动规律来确定D．半衰期对某个原子核而言，是指在一个半衰期内，其衰变的概率为eq\f(1,2)6、(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减少入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大7、一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v＝2m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1，不计质量损失，取重力加速度g＝10m/s2．则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()8、如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是()A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线9、如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是()A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流10、用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．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D．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c11、如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是()A．甲、乙两车运动中速度之比为eq\f(M＋m,M)B．甲、乙两车运动中速度之比为eq\f(M,M＋m)C．甲车移动的距离为eq\f(M＋m,2M＋m)LD．乙车移动的距离为eq\f(M,2M＋m)LE．乙车移动的距离为eq\f(M,M＋2m)L12、如图，仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的微粒a从坐标处射入磁场，射入方向与轴正方向夹角为，经时间与静止在坐标处的不带电微粒b发生碰撞，碰后瞬间结合为微粒c。已知a、b质量相同（重力均不计），则在磁场中运动的时间为（）A． B． C． D．二、填空含实验题。13、某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材有：固定有光电门的长木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A(总质量为M)、粘有橡皮泥的滑块B(总质量为m)等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d(d很小)，重力加速度为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：(1)如图a所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v＝________；A与木板间的动摩擦因数μ＝________。(2)如图b所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞(碰撞时间极短)，撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间t0，A、B撞前B左端距光电门的距离s1，以及A、B撞后它们一起滑行的距离s2，若A、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证________________________________成立即可。14、如图甲所示是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能的变化量ΔEk间的关系的装置图，长木板放在水平桌面上，橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连．实验中，通过增减橡皮筋的根数来改变弹力所做的功。(1)下列实验操作正确的是________。A．实验时，应先释放小车，然后接通电源B．增加橡皮筋根数时，应选取相同的橡皮筋C．每次应将小车拉到相同的位置由静止释放D．实验前应先平衡小车在木板上所受的摩擦力(2)如图乙所示是某次实验中的一条纸带，相邻计数点间时间T＝0．02s．为得到本次实验小车动能的变化量，求得的小车速度v＝________m/s。(3)由实验数据画出的W－ΔEk图象如图丙所示，小明认为由图象能得出“橡皮筋弹力做的功等于小车动能的变化量”的实验结论，你同意吗？________(填“同意”或“不同意”)，你的理由是_______________________________________。三、计算类题。15、（计算题）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．16、（计算类）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm.17、（计算题）如图所示，一物体从固定斜面顶端由静止开始经过1s下滑到底端，已知斜面的倾角θ＝37°，斜面长度L＝2．5m，sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值；(3)下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值。备战2022届高考物理（波粒二象性、近代物理、动量守恒）二轮题附答案一、选择题。1、美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以验证爱因斯坦光电效应方程的正确性。下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压Uc与入射光须率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是()A．W甲<W乙，E甲>E乙B．W甲>W乙，E甲<E乙C．W甲>W乙，E甲>E乙D．W甲<W乙，E甲<E乙【答案】A2、下列有关光的波粒二象性的说法中正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性【答案】C3、我国科学家潘建伟院士预言再过十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是()A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性【答案】B4、已知一核反应方程为eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋X＋ΔE，eq\o\al(15,7)N的质量为m1，eq\o\al(1,1)H的质量为m2，eq\o\al(12,6)C的质量为m3，X的质量为m4，光在真空中的速度为c。则下列判断正确的是()A．X是eq\o\al(3,2)He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2B．X是eq\o\al(4,2)He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2C．X是eq\o\al(3,2)He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2D．X是eq\o\al(4,2)He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2【答案】B5、(多选)下列关于近代物理的说法正确的是()A．α粒子的穿透能力比β粒子的穿透能力强，故α粒子容易使金属发生光电效应B．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能C．光是一种概率波，因此光子通过狭缝到达的位置可以由波动规律来确定D．半衰期对某个原子核而言，是指在一个半衰期内，其衰变的概率为eq\f(1,2)【答案】BC6、(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减少入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD7、一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v＝2m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1，不计质量损失，取重力加速度g＝10m/s2．则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()【答案】B．8、如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是()A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】C9、如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是()A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流【答案】AC10、用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．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D．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【答案】B．11、如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是()A．甲、乙两车运动中速度之比为eq\f(M＋m,M)B．甲、乙两车运动中速度之比为eq\f(M,M＋m)C．甲车移动的距离为eq\f(M＋m,2M＋m)LD．乙车移动的距离为eq\f(M,2M＋m)LE．乙车移动的距离为eq\f(M,M＋2m)L【答案】ACD12、如图，仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的微粒a从坐标处射入磁场，射入方向与轴正方向夹角为，经时间与静止在坐标处的不带电微粒b发生碰撞，碰后瞬间结合为微粒c。已知a、b质量相同（重力均不计），则在磁场中运动的时间为（）A． B． C． D．【答案】D二、填空含实验题。13、某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材有：固定有光电门的长木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A(总质量为M)、粘有橡皮泥的滑块B(总质量为m)等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d(d很小)，重力加速度为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：(1)如图a所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v＝________；A与木板间的动摩擦因数μ＝________。(2)如图b所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞(碰撞时间极短)，撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间t0，A、B撞前B左端距光电门的距离s1，以及A、B撞后它们一起滑行的距离s2，若A、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证________________________________成立即可。【答案】(1)eq\f(d,t)eq\f(d2,2t2gL)(2)Meq\r(\f(d2,t\o\al(2,0))－2μgs1)＝(M＋m)eq\r(2μgs2)14、如图甲所示是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能的变化量ΔEk间的关系的装置图，长木板放在水平桌面上，橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连．实验中，通过增减橡皮筋的根数来改变弹力所做的功。(1)下列实验操作正确的是________。A．实验时，应先释放小车，然后接通电源B．增加橡皮筋根数时，应选取相同的橡皮筋C．每次应将小车拉到相同的位置由静止释放D．实验前应先平衡小车在木板上所受的摩擦力(2)如图乙所示是某次实验中的一条纸带，相邻计数点间时间T＝0．02s．为得到本次实验小车动能的变化量，求得的小车速度v＝________m/s。(3)由实验数据画出的W－ΔEk图象如图丙所示，小明认为由图象能得出“橡皮筋弹力做的功等于小车动能的变化量”的实验结论，你同意吗？________(填“同意”或“不同意”)，你的理由是_______________________________________。【答案】(1)BCD(2)0．9(3)不同意实验中不能测出橡皮筋弹力所做功的具体数值。【解析】(1)实验时，先接通电源后释放小车，故A错误；增加橡皮筋根数时，应选取相同的橡皮筋，这样橡皮筋做功就有倍数关系，故B正确；每次都要从同一位置由静止释放，这样开始时橡皮筋的形变量相同，过程中每根橡皮筋做的功才相同，故C正确；实验中橡皮筋对小车所做的功认为是合外力做的功，因此实验前需要平衡摩擦力，故D正确。(2)计算时应取小车匀速的最大速度，由题图乙可知v＝eq\f(Δx,T)＝eq\f(1.80,0.02)cm/s＝90cm/s＝0．9m/s。(3)因用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功就有倍数关系，测不出橡皮筋做功的具体数值，所以不同意。三、计算类题。15、（计算题）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．【答案】(1)4.0×1012个9.6×10－20J(2)0.66μm【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝eq\f(Im,e)＝eq\f(0.64×10－6,1.6×10－19)(个)＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：Ekm＝eU0＝1.6×10－19C×0.6V＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程：Ekm＝heq\f(c,λ)－heq\f(c,λ0)，代入数据得λ0≈0.66μm.16、（计算类）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm.【答案】(1)eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(2πm,qB)eq\f(q2B,2πm)(3)eq\f(（M＋m）（qBR