高中物理 综合能力测试题 16、17章测试题 新人教版选修3-5

第十六、十七章综合能力测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ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．(·潍坊市模拟)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。2.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处开始下滑，则()A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处D．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动答案：D解析：小球在槽上运动时，由于小球受重力，故两物体组成的系统外力之和不为零，故动量不守恒；当小球与弹簧接触后，小球受外力，故动量不再守恒，故A错误；下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夹角不垂直，故两力均做功，故B错误；小球脱离弧形槽时，水平方向动量守恒，可得两者速度大小相等，故小球脱离弧形槽后，槽向后做匀速运动，而小球被弹簧反弹后也做匀速运动，小球追不上弧形槽，故C错，D正确。3．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()答案：A解析：由黑体实验规律知温度越高，辐射越强，且最大强度向波长小的方向移动，A对，B、C、D错。4．在中子衍射技术中，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相近。已知中子质量m＝1.67×10－27kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10A．10－17J B．10－18JC．10－21J D．10－24J答案：C解析：据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，代入数据可得动能的数量级为10－21J，故C选项正确。5.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.eq\f(Mv1－Mv2,M－m)向东 B.eq\f(Mv1,M－m)向东C.eq\f(Mv1＋Mv2,M－m)向东 D．v1向东答案：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。6．研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是()答案：C解析：入射光的频率相同，则光电子的最大初动能相同，由－eU＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)知，两种情况下遏止电压相同，故选项A、B错误；光电流的强度与入射光的强度成正比，所以强光的光电流比弱光的光电流大，故选项C正确，选项D错误。7．(黄冈市～学年高二下学期期末)如图所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系图象，由图象可知：()A．该金属的逸出功等于E－hν0B．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0D．入射光的频率大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案：BC解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W，结合图象可判A、D错误，B、C正确。8.一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。9.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，线圈中不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：ABD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。10．(襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中～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2JB．系统损失的机械能为2JC．木板A的最小长度为2mD．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＝eq\f(1,2)Mv2＝2J，故A正确；系统损失的机械能ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)Mv2，代入数据解得：ΔE＝4J，故B错误；由图得到：0～1s内B的位移为xB＝eq\f(1,2)×(2＋1)×1m＝1.5m，A的位移为xA＝eq\f(1,2)×1×1m＝0.5m，木板A的最小长度为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：μmBg＝mBa，代入解得μ＝0.1，故D正确。第Ⅱ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)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)B13．(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α。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β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α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、α、β、H、s(3)mAeq\r(2gL1－cosα)，mAeq\r(2gL1－cosβ)，mB·seq\r(\f(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＝eq\f(s,t)＝eq\f(s,\r(\f(2H,g)))。由机械能守恒定律可得A碰前的速度为vA＝eq\r(2gL1－cosα)，同理可得A碰后的速度为v′A＝eq\r(2gL1－cosβ)。显然需要测得的物理量有：mA、mB、L、α、β、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＝eq\f(E,c)。静止的原子核放出一个波长为λ的光子。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)eq\f(h,λM)(2)λ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＝eq\f(h,λ)＝Mv∴v＝eq\f(h,λM)(2)反冲核的物质波波长λ′＝eq\f(h,Mv)＝λ。15．(10分)(济南市～学年高二下学期检测)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m。开始时橡皮筋松驰，B静止，给A向左的初速度v0。一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。求：(1)B的质量；(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失。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的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为eq\f(v,2)，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得meq\f(v,2)＋2mBv＝(m＋mB)v ①由①式得mB＝eq\f(m,2) ②(2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mv0＝(m＋mB)v ③设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则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联立②③④式得ΔE＝eq\f(1,6)mveq\o\al(2,0)16．(11分)如图所示，擦得很亮的绝缘锌板A水平固定放置，其下方水平放有接地的铜板B，两板间距离为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S>S′。当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B板间一带电液滴恰好处于静止状态。试分析：(1)液滴带何种电荷？(2)用弧光灯再照射A板上表面，滴液做何种运动？(3)要使液滴向下运动，应采取哪些措施？答案：(1)负电(2)向上运动(3)将B板向右平移解析：(1)锌板受弧光灯照射发生光电效应，有光电子从锌板A的上表面逸出，而使A板带正电荷，接地的铜板B由于静电感应而带负电，A、B板间形成方向向下的匀强电场，由液滴处于静止状态知qE＝mg，所以液滴带负电。(2)当再用弧光灯照射A板上表面时，光电效应继续发生，使A板所带正电荷增加，A、B板间场强增强，所以qE>mg，使液滴向上运动。(3)要使液滴向下运动，即mg>qE，mg和q不变，则必须使E变小。因A板电荷量Q不变，则当B板向右移动，增大两板正对面积时，电容增大，两板间电势差减小