2012【优化方案】精品练：物理粤教版必修2第5章章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)
1．17世纪末，采用归纳与演绎，综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是(　　)
A．牛顿　　　　　　　　 B．开普勒
C．笛卡儿 D．伽利略
答案：A
2．根据你的理解，你认为下列哪些观点是不正确的(　　)
A．在经典力学中，物体的质量是不随物体运动状态而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性，它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界
C．相对论的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳演绎法”是经典力学方法的典型
答案：C
3．(2011年江门高一调研)按照相对论的观点，下列说法正确的是(　　)
A．若火箭对地速度为v，火箭“迎着”光飞行时在火箭上的观察者测出的光速为c＋v
B．若火箭对地速度为v，火箭“追赶”光飞行时在火箭上的观察者测出的光速为c－v
C．相对论揭示了质量和速度的关系，可知物体的运动质量总要大于其静止质量
D．相对论揭示了质量和能量的相互关系，说明质量变成了能量
解析：选C.根据狭义相对论可知C正确．
4．若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察得很清晰，则观察结果是(　　)
A．像一只乒乓球(体积变小)
B．像一只篮球(球体变大)
C．像一只橄榄球(竖直放置)
D．像一只橄榄球(水平放置)
解析：选C.根据长度收缩效应，可知，排球的水平方向的线度变短，在竖直方向线度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球．
5．下列说法错误的有 (　　)
A．能量量子化就是指微观粒子的能量值只能是正整数的倍数
B．量子化就是指不连续性，指物理量变化时不能连续变化，只能取分立的值
C．光的波粒二象性是指光既不是普通的波，也不是实物粒子，而是一种特殊物质，它的特殊性表现在既具有波的性质，同时又具有粒子的特点
D．原子发光的光谱是一系列不连续亮线组成的线状谱
解析：选A.能量量子化是指微观粒子的能量值只能是最小能量单位的整数倍，故A错B对．光具有波粒二象性，但与宏观概念中的波、粒子不同，故C对．由于能量的量子化，所以放出的能量也是量子化的，因此原子光谱是一系列不连续亮线，故D正确．
6．下列说法正确的是(　　)
A．世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化
B．时间和空间不依赖人们的意识而存在
C．时间和空间是绝对的
D．时间和空间是紧密联系、不可分割的
解析：选D.根据狭义相对论的观点，时间和空间都不是绝对的，都是相对的．时间和空间不能割裂，是紧密联系的．所以选项A、B、C三项错误，选项D正确．
7．如图5－2所示，假设一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大(　　)
图5－2
A．摩托车 B．有轨电车
C．两者都增加 D．都不增加
解析：选B.在相对论中普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大．其实物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候．对有轨电车，能量通过导线从发电厂源源不断输入；而摩托车的能量却是它自己带的．能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车．能量对应于质量，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大．
二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
8．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法中正确的是(　　)
A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样
B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样
C．光子通过狭缝的运动路线是直线
D．光的波动性是大量光子运动的规律
解析：选AD.对于光子这样的微观粒子，只有从波粒二象性出发，才能解释它的一些不可思议的现象，也就是大量光子的效果显示波动性，少量光子显示粒子性．
9．下列哪些现象说明光具有波动性(　　)
A．光的干涉 B．光的衍射
C．光的反射 D．光电效应
解析：选AB.干涉、衍射是波的特有性质，所以A、B正确；不论是波还是粒子都能发生反射，反射非波特有，C不对；光电效应说明光具有粒子性，D不对．
10．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．光具有粒子性
B．光具有波动性
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
解析：选CD.少量光子通过双缝后在照片上呈现不规则分布亮点，显示了光的粒子性，大量光子通过双缝后在照片上获得了双缝干涉条纹，说明光具有波动性；光子先后依次通过双缝，说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的．
11．关于物体的质量，下列说法正确的是(　　)
A．在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的
B．在牛顿力学中，物体的质量随物体的速度变化而变化
C．在相对论力学中，物体静止时的质量最小
D．在相对论力学中，物体的质量随物体的速度的增大而减小
解析：选AC.在牛顿力学中，认为物体的质量是绝对的、不变的．在相对论力学中，认为物体的质量随物体的速度的增大而增大．
12．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下面说法中正确的是(　　)
A．狭义相对论和经典力学是相互独立，互不相容的两种理论
B．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
C．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动
D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
解析：选BC.相对论并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论理论在一定条件下的特殊情况，A错．经典力学适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的高速运动问题经典力学不再适用，但相对论、量子力学适用，故B、C对，D错．
三、非选择题(本题共4小题，共42分．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)
13．(6分)什么是黑体？
答案：黑体是能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射的物体．
14．(6分)硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为多少？(h为普朗克常量)．
解析：据光子说可知：光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν(h为普朗克常量)，N个光子的能量为Nhν.
答案：Nhν
15．(15分)已知在1 s中，从太阳射到地球上垂直于太阳光的1 m2截面上的辐射能为ε＝1.4×103 J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长均为0.55 μm，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，太阳与地球间距离R＝1.5×1011 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.试估算太阳1 s辐射的可见光的光子数目(结果保留一位有效数字)．
解析：此题可转化为求以太阳与地球间距离为半径的球面上1 s获得的可见光的光子数．
由题意可知太阳1 s辐射的可见光总能量E为
E＝4πR2εη，
每个可见光光子能量
ε＝hν＝h
则可得太阳1 s辐射出的可见光的光子数为
n＝＝＝
＝5.0×1044(个)
答案：5×1044(个)
16．(15分)如图5－3，在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子，要吸收8个波长为6.88×10－7 m 的光子．若绿色植物在光合作用中每放出1 mol氧气，自身即可贮存469 kJ的能量．试问：绿色植物的能量转换效率约为多少？
图5－3
解析：由题意可知，光合作用每放出1 mol氧气，需吸收8 mol的光子的能量，该能量可以由下式计算．
E总＝8×hν×NA＝8h·NA
＝ J
＝1.39×106 J
可求得光合作用的能量转换效率η为
η＝＝×100 %＝33.7 %.
答案：33.7 %