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动量+波粒二象性试卷(ffffffff含答案)


波粒二象性练习题
一、选择题(1-7 为单选题。8-10 为双选题) 1、关于光的本性,下列说法中不正确的是( ) 班级 姓名 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 2、已知一束可见光 a 是由 m、n、p 三种单色光组成的。其中,n、p 两种色光的

频率都大于 m 色光;n 色光能 使某金属发生光电效应, 而 p 色光不能使该金属发生光电效应。 那么, 光束 a 通过三棱镜的情况是图中的( )

4、对爱因斯坦光电效应方 Ek=hv-W 程,下面的理解正确的有( ) A. 只要是用同种频率的光照射同一种金属,那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能 EK B. 式中的 W 表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C. 逸出功 W 和极限频率ν c 之间应满足关系式 W= hν c D. 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 5、当具有 5.0eV 能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是 1.5eV。 为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为( ) A.1.5eV B.3.5eV C.5.0eV D. 6.5eV
6、如右图所示,一验电器与锌板相连,在 A 处用一紫外线灯照射锌板,关灯后,指针保 持一定偏角。现用一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将 ;使验

电器指针回到零,再用相同强 度的钠灯发出的黄光照射锌板,验电器指针无偏转。那么, 若改用强度更大的红外线灯照射锌板,可观察到验电器指针 偏转

A 增大



B 减少



C 增大



D 减少



7、 用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能 Ek 随入射光频 Ek -v 图.已知钨的逸出功是 3.28eV,锌的逸出功是 3.34eV,若将二者的图线画在同一个 Ek -v

坐标图中,用实线表示钨、虚线表示锌,则正确反映这一过程的图是

8、用如图所示的装置演示光电效应现象.当用某种频率的光照射到光电管上时, 电流表 G 的读数为 i .若改用更高频率的光照射,此时( A.将电池正的极性反转,则光电管中没有光电子产生 B.将电键 S 断开,则有电流流过电流表 G C.将变阻器的触点 c 向 b 移动,光电子到达阳极时的速度必将变小 D.只要电源的电动势足够大,将变阻器的触点 c 向 a 端移动,电流表 G 的读数必将变大 9、某金属在单色光的照射下发生光电效应,这光子的最大初动能( ) A.随照射光的强度增大而增大 C.随照射光的波长增大而增大 B.随照射光的频率增大而增大 D.与照射光的照射时间无关 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 )

10、下列关于光电效应的说法正确的是( ) A.若某材料的逸出功是 W,则它的极限频率为 w/h

C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 二计算题 动量守恒单元 12. (18 分) 如图所示,在水平轨道右侧安放半径为 R 的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的 PQ 段铺设特殊材料,调节其初始长度为 l;水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态。小物 块 A 静止放置在弹簧右端,A 与弹簧接触但不拴接;小物块 B 从轨道右侧以初速度 v0 冲上轨道,通过圆形轨 道、水平轨道后与物块 A 发生对心碰撞且瞬间粘连,之后 A、B 一起压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水 平轨道返回圆形轨道。物块 A、B 均可视为质点。 已知 R=0.2m,l=1.0m,v0=6m/s,物块 A、B 质量均为 m=1kg,与 PQ 段间的动摩擦因数均为 μ=0.2,轨道 其他部分摩擦不计。取 g=10m/s2。求: (1)物块 B 与物块 A 碰撞前速度大小; (2)物块 B 与物块 A 碰后返回到圆形轨道的高度; (3)调节 PQ 段的长度 l,B 仍以 v0 从轨道右侧冲上轨道,当 l 满足什么条件时,A、B 物块能返回圆形轨道且 能沿轨道运动而不会脱离轨道? A P l Q R B v0 B

物理选修 3-5(粤教版)第一章碰撞与动量守恒单元测试题
班级 姓名 座号 评分

一、单选题(每题 4 分,共 16 分) 1、如图所示,两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自 由下滑,到达斜面底端,两个物体具有的相同物理量是( ) A. 下滑的过程中重力的冲量 B. 下滑的过程中弹力的冲量 C. 下滑的过程中合力的冲量 D. 刚到达底端时的动量大小
?
?

1

2

2、 在光滑水平面上的一平板车上站着一个人,人与车一起做匀速直线运动,此人手中拿着一个球,如用下列两种 方法将球水平抛出:一次沿车前进的方向抛出,对球做功为 W1,所施冲量大小为 I1;另一次沿与车运动相反的 方向抛出,对球做功为 W2,所施冲量大小为 I2,若两次球离手时对地的速率相同,则两次抛球过程比较,可以 肯定的是( ) B. W1 ? W2 , I1 ? I 2 C. W1 ? W2 , I1 ? I 2 D. W1 ? W2 , I1 ? I 2

A. W1 ? W2 , I1 ? I 2

3、甲乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是 生碰撞,碰后乙球的动量变为 A. m甲 ? m乙

p



? 5kg ? m s ,

p



? 7kg ? m s ,甲追乙并发


p



? ? 10kg ? m s ,则两球质量 m 甲与 m 乙的关系可能是(

B. m乙 ? 2m甲

C. m乙 ? 4m甲

D. m乙 ? 6m甲
v v0

4、如图(甲)所示,一质量为 M 的木板静止在光滑水平面上,现有一质量为 m 的小滑块以 一定初速度 v0 从木板的左端开始向木板的右端 滑行,滑块和木板的水平速度大小随时间变化的 情况如图(乙)所示,根据图像可知( 甲 A.木块始终与木板存在相对运动 C.滑块的质量 m 大于木块的质量 M ) 乙 B.滑块未能滑出木块 D.在 t1 时刻滑块从木板上滑出

m

v0
M

t1

t

二双选题(每题 6 分 ,共 30 分) 5、质量为 m 的人站在质量为 M 的车的一端,车相对于光滑地面静止,则:( A.人从车的一端走向另一端的过程中,车向相反方向运动 B.人在车上往返行走时,车的运动方向保持不变



C.人在车上走动时,若人相对车突然静止,则车因惯性沿人运动的相反方向做匀速运动 D.人在车上走动时,若人相对车突然静止,则车也同时停止运动 6、在质量为 M 的小车中挂着一个单摆,摆球的质量为 m0,小车(和单摆)以恒定的速度 u 沿光滑的水平面运动, 与位于正对面的质量为 m 的静止木块发生碰撞, 碰撞时间极短, 在此碰撞过程中, 下列可能发生的是 ( ) A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为 v1、v2、v3,满足:(M+m0)u=Mv1+mv2+mov3 B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为 v1 和 v2,满足:Mu=Mv1+mv2 C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为 v,满足:Mu=(M+m)v D.小车和摆球的速度都变为 v1,木块的速度为 v2,满足:(M+m0)u=(M+m0)v1+mv2 7、一个小球从距地面高度 H 处自由落下,与水平地面发生碰撞。设碰撞时间为一个定值 t ,则在碰撞过程中, 小球与地面的平均作用力与弹起的高度 h 的关系是( A.弹起的最大高度 h 越大,平均作用力越大 C.弹起的最大高度 h =0 ,平均作用力最大 ) B.弹起的最大高度 h 越大,平均作用力越小 D.弹起的最大高度 h =0 ,平均作用力最小

8、如图所示,半径为 R、质量为 M 内表面光滑的半球物体放在光滑的水平面上,左端紧靠着墙壁,一个质量为

m 的物块从半球形物体的顶端 a 点无初速释放,图中 b 点为半球的最低点,c 点为半球另一侧与 a 等高的顶点,关 于物块 M 和 m 的运动,下列说法正确的有( ) A.m 从 a 点运动到 b 点的过程中,m 与 M 系统的机械能守恒、动量守恒 B.m 从 a 点运动到 b 点的过程中,m 的机械能守恒 C.m 释放后能到达右侧最高点 c D.当 m 首次从右向左到达最低点 b 时,M 的速度达到最大 9、如图所示,与轻弹簧相连的物体 A 停放在光滑的水平面上。物体 B 沿水平方向向右运动,跟与 A 相连的轻弹 簧相碰。在 B 跟弹簧相碰后,对于 A、B 和轻弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( ) A.弹簧压缩量最大时,A、B 的动量之和最小 簧压缩量最大时,A、B 的动能之和最小 簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小 体 A 的速度最大时,弹簧的弹性势能为零 三、计算题(每题 18 分,共 54 分) 10、(18 分)如下图所示,固定在地面上的光滑圆弧面底端与车 C 的上表面平滑相接,在圆弧面上有一滑 块 A,其质量 mA=2kg,在距车的水平面高 h=1.25m 处由静止下滑,车 C 的质量为 mC=6kg。在车 C 的左端有一质 量 mB=2kg 的滑块 B,滑块 B 与 A 均可视作质点,滑块 A 与 B 碰撞后立即粘合在一起共同运动,最终没有从车 C 上滑落。已知滑块 A、B 与车 C 的动摩擦因数均为 μ=0.5,车 C 与水 平面间的摩擦忽略不计,取 g=10m/s2。求: (1)滑块 A 滑到圆弧面底端时的速度大小; (2)滑块 A 与 B 碰撞后瞬间的共同速度大小; (3)车 C 的最短长度。
h A B C

B .弹 C .弹 D.物

11(18 分)如图,水平地面和半圆轨道面均光滑,质量 M=1kg 的小车静止在地面上,小车上表面与 R ? 0.24 m 的半圆轨道最低点 P 的切线相平。现有一质量 m=2kg 的滑块(可视为质点)以 ? 0 =6m/s 的初速度滑上小车左端, 二者共速时小车还未与墙壁碰撞,当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数 μ =0.2,g 取 10m/s2.(1)求小车的最小长度。 (2)讨论小车的长度 L 在什么范围,滑 块能滑上 P 点且在圆轨道运动时不脱离圆轨道?

物理选修 3-5(粤教版)第一章碰撞与动量守恒单元测试题
1D 2B 3C 4A 5AD 6BC 7AD 8BD 9BD 10(18 分). 解:(1)设滑块 A 滑到圆弧末端时的速度大小为 v1,由机械能守恒定律有: mAgh= mAv12 ① (3 分) 代入数据,由① 式解得:v1=5(m/s) (2 分) (2)设 A、B 碰撞后瞬间的共同速度为 v2,滑块 A 与 B 组成的系统动量守恒,由 动量守恒定律可得: mAv1=(mA+mB)v2 ② (3 分) 代入数据,由② 式解得:v2=2.5(m/s) (2 分) (3)设车 C 的最短长度为 L,滑块 A 与 B 最终没有从车 C 上滑出,三者的最终 速度相同,设其共同速度为 v3,根据动量守恒和能量守恒定律可得: (mA+mB)v2 =(mA+mB+mC)v3 ③ (3 分) μ(mA+mB)gL= (mA+mB)v22- (mA+mB+mC)v32 ④ (3 分) 联立③ ④ 式可解得:L=0.375(m) (2 分)
1 2 1 2 1 2

11 解:(1)设滑块与小车的共同速度为 v1,滑块与小车相对运动过程中动量守恒,有:

m? 0 ? (m ? M )? 1

……………………………………………………………(2 分) …………………………………………………(2 分)

代入数据解得: ? 1? 4m / s

设小车的最小长度为 L1,由系统能量守恒定律,有: 1 1 ?mgL 1 ? m? 0 2 ? (m ? M )?1 2 ……………………………………………(2 分) 2 2 代入数据解得: L1 ? 3m ………………………………………………………(2 分) (2)设小车与墙壁碰撞时,滑块与 P 点的距离为 L2,若滑块恰能滑过圆的最高点,设滑至最高点的 速度为 v,临界条件为:
mg ? m

?2
R

…………………………………………………………………①(2 分)

根据动能定理,有:
1 1 m? 2 ? m? 1 2 ……………………………………②(1 分) 2 2 ①②联立并代入数据解得:L2=1m ………………………………………………………(1 分) ? ?mgL 2 ?mg ? 2 R ?

这种情况下小车的长度为: L ? L1 ? L2 ? 4 m 1 若滑块恰好滑至 圆弧到达T点时就停止,则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道. 4 根据动能定理,有: 1 ? ?mgL 2 ?mg ? R ? 0 ? m? 1 2 …………………………………………(1 分) 2 代入数据解得: L2 ? 2.8 m ………………………………………………(1 分) 这种情况下小车的长度为: L ? L1 ? L2 ? 5.8 m 若滑块滑至 P 点时速度恰好为零,由动能定理,有: 1 ? ?mgL 2 ? 0 ? m?12 ………………………………………………………………(1 分) 2 解得: L2 ? 4 m ………………………………………………………………(1 分) 这种情况下小车的长度为: L ? L1 ? L2 ? 7 m 综上所述,滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道,半圆轨道的半径必须满足:
3m ? L ? 4m 或 5.8m ? L <7m

…………………………………(2 分)

12 解:(1)物块 B 冲上圆形轨道后回到最低点速度为 v0=6m/s

? ?mgl ? 与 A 碰撞前,有

1 2 1 2 mv1 ? mv 0 (2 分) 2 2

可得,物块 B 与 A 碰撞前速度大小 v1 (2)A、B 碰撞粘连,有

? 4 2 m / s (2 分)

mv1 ? 2mv2 (1 分)
1 v1 ? 2 2 m / s (1 分) 2
2 2 v3 ? v2 ? ?2 ?gl
(1 分)

得 A、B 碰后速度 v 2 ?

A、B 整体向右经过 PQ 段,有 得 A、B 速度 v 3

? 2m / s
1 2 ? 2mv3 (1 分) 2

A、B 整体滑上圆形轨道,有 ?2mgh ? 0 ? (也可以应用 ? ? ? 2mgl ? 2mgh ? 可得,返回到右边轨道的高度为 h

1 1 2 2 ? 2mv3 ? ? 2mv2 ) 2 2

? 0.2m ? R ,符合实际。(1 分)

(3)物块 B 以 v0 冲上轨道直到回到 PQ 段右侧,有

2 ?2 ? v0 v1 ? ?2 ?gl

? ? 2mv2 ? mv1

?2 ? v 2 ? 2 ? ?2 ?gl v3
(2 分)

?2 联立可得,B 回到右侧速度 v 3

2 v0 5 ? ? ?gl ? (9 ? 5l )( m / s ) 2 4 2

要使 A、B 整体能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道,则有: ① 若 A、B 整体沿轨道上滑至最大高度 h 时,速度减为 0,则 h 满足: 0 又

? h ? R (1 分)

1 ?2 ? 2mgh ? 2mv3 2

(1 分) (1 分)

联立可得,

1.0m ? l ? 1.8m

② 若 A、B 整体能沿轨道上滑至最高点,则满足

1 1 ?2 ? 2mg ? 2 R ? ? 2mv4 ?2 ? 2mv3 2 2
联立得

(1 分)

?2 v4 ? 2mg (1 分) 且 2m R
(1 分)

l ? ?0.2m ,不符合实际,即不可能沿轨道上滑至最高点。

综上所述, 要使 A、 B 物块能返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道, l 满足的条件是 1.0m (1 分)

? l ? 1.8m

波粒二象性练习题参考答案 1B 2A 3B 4C 5B 6D 7A 8BC 9BD 10AD


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