高中物理粤教版选修3-5 综合测试题2Word版含解析

综合测试题(二)
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．关于下列四幅图说法不正确的是(　　)
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．光电效应实验说明了光具有粒子性
C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性
D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围内
解析：原子中的电子绕核旋转的轨道是特定的，不是任意的，选项A错误．易知B正确．电子能通过铝箔衍射，说明电子也有波动性，C正确. 发现少数α粒子大角度偏转，说明原子的正电荷和大部分质量集中在很小空间范围内，D正确．
答案：A
2.两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4，则这两束光的光子能量和波长之比分别为（　　）
A.4∶5　4∶5　　　　 B.5∶4　4∶5
C.4∶5　5∶4 D.5∶4　5∶4
解析：两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4，根据E＝NE0可得光子能量之比为4∶5；再根据E0＝hν＝h，光子能量与波长成反比，故光子波长之比为5∶4.故C正确，A、B、D错误.
答案：C
3.下列四个核反应方程式书写正确的是（　　）
A.N＋He→O＋H
B.Na→Mg＋e
C.U＋n→Ba＋Kr＋3n
D.F＋He→Na＋n
解析： A为发现质子的人工转变方程，但质量数不守恒，故A错误；钠的质子数为11，失去电子是核外电子变化不是核反应方程式，故B错误；是核反应方程，且质量数和电荷数守恒，故C正确；质子数不守恒，故D错误.
答案：C
4.U放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Tl，X和Tl最后都衰变变成Pb，衰变路径如图所示，则可知图中(　　)
A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
解析：在Bi衰变变成X的过程中质量数不变，过程①是β衰变；X衰变变成Pb过程中质量数减少4，过程③是α衰变；Bi衰变变成Tl，核电荷数减少2，过程②是α衰变； Tl衰变变成Pb，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A正确．
答案：A
5.如图所示，质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车底前瞬间速度是25 m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（　　）
A.5 m/s B.4 m/s
C.8.5 m/s D.9.5 m/s
解析：小球抛出后做平抛运动，根据动能定理得：mgh＝mv2－mv
解得：v0＝15 m/s，小球和车作用过程中，水平方向动量守恒，则有：－mv0＋MV＝（M＋m）v′，解得：v′＝5 m/s，故选A.
答案：A
6．两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球A，B速度的可能值是(　　)
A．v′A＝5 m/s，v′B＝2.5 m/s
B．v′A＝2 m/s，v′B＝4 m/s
C．v′A＝－4 m/s，v′B＝7 m/s
D．v′A＝7 m/s，v′B＝1.5 m/s
解析：这是一道同向追击碰撞问题，在分析时应注意考虑三个方面的问题：动量是否守恒，机械能是否增大，是否符合实际物理情景．针对这三点，要逐一验证．取两球碰撞前的运动方向为正，则碰撞前，系统总动量p＝mAvA＋mBvB＝10 kg·m/s，逐一验证各个选项，发现碰撞后，四个选项均满足动量守恒．碰前，系统总动能Ek＝mAv＋mBv＝22 J．碰后系统总动能应不大于碰前总动能，即E′k≤22 J，把各选项代入计算，知选项C、D不满足，被排除．对于选项A，虽然满足机械能不增加的条件，但仔细分析，发现v′A>v′B，显然不符合实际情况，故本题正确答案为选项B.
答案：B
7.载人气球原静止于高h的高空，气球质量为M，人质量为m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少多长（　　）
A. h B. h
C. h D. h
解析：设人沿绳梯滑至地面，绳梯长度至少为L，以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向可得：0＝Mv2＋mv1，①
人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为L－h，得
速度大小v2＝，②
人相对于地面下降的高度为h，速度大小为v1＝，③
将②③代入①得：0＝M＋m·，
解得L＝ h.
答案：D
8.用盖革—米勒计数器测定某一放射源的放射强度为t＝天内计数N1＝405次，T＝10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为t＝天内计数N2＝101次.设该放射源中放射性元素的原子核的最初个数和半衰期分别用N和τ表示.则以下说法正确的是（　　）
A.由半衰期的公式可知N1＝N
B.由半衰期的公式可知N2＝N
C.这种放射元素的半衰期为5天
D.这种放射性元素的半衰期为2.5天
解析：半衰期公式N1＝N中，n表示半衰期的次数，n＝，t为初状态到下次测量的时间，故A、B错误.由题意可知，经过10天衰变后放射性强度是原来的，可知经历了2个半衰期，则半衰期为5天.故C正确，D错误.
答案：C
9．在自然生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax，根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmaxT＝2.90×10－3 m·K.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为(　　)
A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m
C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m
解析：体温为37 ℃时，热力学温度T＝310 K，根据λmaxT＝2.90×10－3 m·K，得λmax＝ m＝9.4×10－6 m.
答案：B
10.质量为m的物体以初速度v0水平抛出，经过一段时间其竖直分速度为v.在这个过程中，下列说法正确的是（　　）
A.物体动量变化量的大小为mv
B.物体动量变化量的大小为mv－mv0
C.物体动量变化量的大小为m
D.物体动能变化量为mv2－mv
解析：物体做平抛运动，当速度为v时经历的时间为t＝，根据动量定理可知：Δp＝mgt＝mg·＝mv，故A正确，B、C错误；在时间t内下降的高度为h＝，根据动能定理可知：ΔEk＝mg·h＝mg×＝mv2，故D错误.
答案：A
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)
11.利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（　　）
A.改用紫外光照射K，电流表中没有电流通过
B.只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变大
C.若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过
D.若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变
解析：用可见光照射阴极K，能发生光电效应，则可见光的频率大于该阴极材料的极限频率，紫外光的频率大于可见光，故用紫外光照射K，也一定能发生光电效应，A错误；增加可见光的照射强度，单位时间内逸出金属表面的电子数增多，饱和光电流变大，B正确；变阻器的滑片移到A端，光电管两端的电压为零，但光电子有初动能，故电流表中仍有电流通过，C错误；变阻器的滑片向B端滑动时，可能电流没达到饱和电流，所以电流表示数可能增大，可能不变，D正确.
答案：BD
12.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是(　　)
A．小球的机械能减少了mg(H＋h)
B．小球克服阻力做的功为mgh
C．小球所受阻力的冲量大于m
D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
解析：由动能定理mg(H＋h)－Wf＝0，则Wf＝－mg(H＋h)，所以小球的机械能减少了mg(H＋h)，所以A选项正确，B选项错误；小球自由落下至地面过程，机械能守恒，mgH＝mv2，v＝，落到地面后又陷入泥潭中，由动量定理IG－If＝0－mv，所以If＝IG＋mv＝IG＋m，小球所受阻力的冲量大于m，所以C选项正确；由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量，所以D选项错误．
答案：AC
13.如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA＝2 kg、mB＝4 kg，速率分别为vA＝5 m/s、vB＝2 m/s 的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则(　　)
A．它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s，方向水平向右
B．它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右
C．它们碰撞后B小球向右运动
D．它们碰撞后B小球可能向左运动
解析：根据动量守恒，设向右为正方向，碰后它们的总动量p′＝p＝mAvA＋mBvB＝2×5 kg·m/s－4×2 kg·m/s＝2 kg·m/s，故A错、B对；因总动量向右，所以碰后B球一定向右运动，C对、D错．
答案：BC
14.光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为α的斜面A，斜面质量为M、底边为L，如图所示.将一质量为m可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端.此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN，则下列说法中正确的是（　　）
A.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNt
B.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcos α
C.滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量守恒
D.此过程中斜面向左滑动的距离为L
解析：滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为I＝FNt，故A正确，B错误；由于滑块B有竖直方向的分加速度，所以系统竖直方向合外力不为零，系统的动量不守恒，故C错误；系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设A、B两者水平位移大小分别为x1、x2，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得：M－m＝0，即有Mx1＝mx2，又x1＋x2＝L，解得x1＝，故D正确.
答案：AD
二、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15.（8分）在“探究碰撞中的守恒量”的实验，也可以探究“mv2”这个量（对应于动能）的变化情况.
（1）若采用弓形弹片弹开滑块的方案，如图①所示，弹开后的mv2的总量　　　　（填“小于”“等于”或“大于”）弹开前mv2的总量，这是因为_________________________________________.
（2）若采用图②的方案，碰撞前mv2的总量　　　　（填“小于”“等于”或“大于”）碰后mv2的总量，说明弹性碰撞中　　　　　　　　守恒.
（3）若采用图③的方案，碰撞前mv2的总量　　　　（填“小于”“等于”或“大于”）碰后mv2的总量，说明非弹性碰撞中存在　　　　　　　　损失.
解析：在“探究碰撞中的守恒量”的实验中探究“mv2”这个量（对应于动能）的变化情况，方法就是通过测量滑块的速度的变化，判定能量的转化关系.
（1）若采用图①弓形弹片弹开滑块的方案，开始时两个滑块都处于静止状态，弹开的过程弹片的弹性势能转化为滑块的动能，所以弹开后的mv2的总量大于弹开前mv2的总量.
（2）若采用图②中的方案，碰撞的过程中两个滑块只受到重力和支持力的作用，且二力大小相等方向相反，是一对平衡力，所以碰撞的过程动量守恒，机械能守恒，碰撞前mv2的总量等于碰后mv2的总量.
（3）若采用图③中的方案，碰撞之后两个物体以相同的速度运动，所以碰撞前mv2的总量大于碰后mv2的总量，非弹性碰撞中存在机械能减少.
答案：大于　弹片的弹性势能转化为滑块的动能　等于　机械能　大于　机械能
16.（8分）用图示实验装置探究“碰撞中的不变量”实验，除了图示装置中的实验仪器外，下列仪器中还需要的是　　　　　　.
A.秒表 B.天平
C.刻度尺 D.直流电源
E.交流电源
若实验中得到一条纸带如图所示，已知A、B车的质量分别为mA、mB，则该实验需要验证的表达式是　　　　（用图中物理量和已给出的已知量表示）.
解析：该实验需要测量小车的质量，需要天平；需要测量各计数点间距，需要刻度尺；打点计时器有计时功能，无需秒表；而打点计时器工作电源是交流电源，无需直流电源，故选BCE；小车A碰前做匀速运动，打在纸带上的点间距是均匀的，故求碰前小车A的速度应选BC段，碰后两车一起做匀速运动，打出的点也是间距均匀的，故选DE段来计算碰后速度，在误差允许的范围内，需要验证的表达式是mAvA＝（mA＋mB）vAB ，即mAxAB＝（mA＋mB）xDE.
答案：BCE　mAxAB＝（mA＋mB）xDE
17.（10分）如图是某少年进行滑板训练时的示意图.滑板原来静止在水平地面某处，少年以某一水平初速度跳上滑板，之后与滑板一起以v＝2.0 m/s的速度开始沿水平地面向左滑行，经过x＝20 m的距离后停下.此后少年又从滑板上水平向左跳出，滑板变成向右滑行，返回出发点时恰好停下.已知滑板的质量m＝4 kg，少年的质量M＝40 kg，滑板滑行过程受到的路面阻力大小与滑板对地面的压力大小成正比.求：
（1）少年与滑板一起滑行过程受到的路面阻力大小；
（2）少年跳上滑板时的水平初速度v1大小和跳离滑板时的水平速度v2大小.
解析：（1）少年与滑板一起滑行过程，由动能定理则有：fx＝（M＋m）v2代入数据解得路面阻力大小f＝4.4 N.
（2）少年跳上滑板，系统动量守恒，则有Mv1＝（M＋m）v，代入数据解得滑板的水平初速度v1＝2.2 m/s，少年跳离滑板，系统动量守恒，则有Mv2＝mv3，滑板返回出发点时恰好停下，由动能定理则有fx＝mv，根据题意有＝，代入数据解得跳离滑板时的水平速度v2＝0.2 m/s.
答案：（1）4.4 N　（2）v1＝2.2 m/s，v2＝0.2 m/s
18.（12分）用能量为50 eV的光子照射到光电管阴极后， 测得光电流与电压的关系如图所示，已知电子的质量m＝9.0×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.试求：
（1）光电管阴极金属的逸出功W；
（2）光电子的最大动量和对应物质波的波长λ.
解析：（1）由图可知，遏止电压为－20 eV，由动能定理可知，eUc＝mv＝Ek由爱因斯坦光电效应方程可知，Ek＝hv－W，即eUc＝hv－W，代入数据解得W＝30 eV；
（2）由公式Ek＝＝eUc，整理得：mv＝＝kg·m/s＝2.4×10－25kg·m/s，
由公式λ＝＝m＝2.762 5×10－9m.
答案：（1）30 eV　（2）2.4×10－25 kg·m/s，2.762 5×10－9 m
19．(15分)如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H＝5 m的光滑水平桌面上．现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h＝1.8 m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出. 已知mA＝1 kg，mB＝2 kg，mC＝3 kg，g＝10 m/s2，求：
(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；
(2)被压缩弹簧的最大弹性势能；
(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离．
解析：(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1, 由机械能守恒定律有：mAgh＝mAv，解得：v1＝6 m/s.
滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有：mAv1＝(mA＋mB)v2，解得：v2＝v1＝2 m/s.
(2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，由动量守恒定律有：
mAv1＝(mA＋mB＋mC)v3，解得：v3＝v1＝1 m/s.
由机械能守恒定律有：Ep＝(mA＋mB)v－(mA＋mB＋mC)v.
解得：Ep＝3 J.
(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有：
(mA＋mB)v2＝(mA＋mB)v4＋mCv5.
(mA＋mB)v＝(mA＋mB)v＋mCv.
解得：v4＝0，v5＝2 m/s.
滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动：
s＝v5t，
H＝gt2.
解得：s＝2 m.
答案：(1)2 m/s　(2)3 J　(3)2 m