2017-2018学年安徽省滁州市定远县育才学校高二（实验班）下学期第三次月考试题 物理

2017-2018学年安徽省滁州市定远县育才学校高二（实验班）下学期第三次月考试题 物理

育才学校2017-2018学年第二学期（实验班）第三次月考 高二物理 ‎ 全卷满分100分，考试用时90分钟 第I卷（选择题 45分）‎ 一、 选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分）‎ ‎1.关于天然放射性，下列说法正确的是（ ） A.德国物理学家伦琴首次发现了天然放射现象 B.发射性元素的半衰期与外界的温度有关 C.α、β和γ三种射线中，α射线的穿透能力最强 D.一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线 ‎2.关于黑体辐射的强度与波长的关系,如图正确的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎3.下列说法正确的是（ ） A.在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小 B.由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 C.氡原子核的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天一定只剩下1个未发生衰变 D. U+ n→ Kr+ Ba+3 n是聚变反应 ‎4.下列说法正确的是（ ）‎ A. 不受外力作用的系统，其动量和机械能必然同时守恒 B. 只要系统受到摩擦力，动量不可能守恒 C. 物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越快 D. 某物体做直线运动，受到一个-6N˙s的冲量作用后其动量不一定减小 ‎5.一个物体从某高处由静止下落，设其所受的空气阻力恒定，当它下落h时的动量大小为P1,下落2h时的动量大小为P2,那么P1: P2为（ ）‎ A. 1：2 B. 1： C. 1：3 D. 1：4‎ ‎6.原来静止的物体受合力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则(　　)‎ A. 0～t0时间内物体的动量变化与t0～2t0时间内动量变化相同 B. 0～t0时间内物体的平均速率与t0～2t0时间内平均速率不等 C. t＝2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零 D. 0～t0时间内物体的动量变化率与t0～2t0时间内动量变化率相同 ‎7.如图所示，A、B两物体质量分别为mA、mB ， 且mA＞mB ， 置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将（　　） A.停止运动 B.向左运动 C.向右运动 D.运动方向不能确定 ‎8.如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰．小球的质量分别为m1和m2 ． 图乙为它们碰撞前后的x﹣t（位移﹣时间）图象．已知m1=0.1kg．由此可以判断（　　） A.碰前m2和m1都向右运动 B.碰后m2和m1都向右运动 C.m2=0.3 kg D.碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能 ‎9.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，一位同学想用一个卷尺粗略测出它的质量。他轻轻从船尾走向船头，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离d和船长Ｌ，又知他的质量为m，则小船的质量为（不计湖水的阻力）（　　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎10.质量为m的小球A，沿光滑水平面以v0的速度与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后，小球A的速度可能是（　　　）‎ A. B. 0 C. D. ‎ ‎11.如图所示为氢原子的能级图．现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁．下列说法正确的是（ ） A.这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光 B.氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 C.氢原子由n=3跃迁到n=2产生的光波长最长 D.这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV ‎12.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动的规律来描述 B. 光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论 C. 光子说并没有否定电磁说，光子的能量E=hv，v表示波的特性，E表示粒子的特性 D. 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性 ‎13.如图所示, 在光滑的水平面上静止着一带有光滑圆弧曲面的小车, 其质量为M. 现有一质量为m可视为质点的小球(可视为质点), 以某一初速度从圆弧曲面的最低点冲上小车，且恰好能到达曲面的最高点, 在此过程中, 小球增加的重力势能为5.0 J, 若M > m, 则小车增加的动能可能为（ ）‎ A. 4.0 J B. 3.0 J C. 2.0 J D. 1.0 J ‎14.质量为1 kg的物体，从静止开始下落，经过3‎ ‎ s的时间落地，落地时速度大小为10 m/s，若取g=10 m/s2，那么下列判断正确的是（ ）‎ A. 重力对物体做功为150 J B. 物体的机械能减少了100 J C. 物体克服阻力做功为50 J D. 阻力对物体的冲量大小为20 N·s ‎15.如图所示；“∪”型刚性容器质量M=2kg，静止在光滑水平地面上，将一质量m=0.5kg，初速度v0=5m/s，且方向水平向右的钢块放在容器中间，让二者发生相对滑动．已知钢块与容器底部接触面粗糙，取μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，容器内壁间距L=2m，钢块与容器壁多次弹性碰撞后恰好回到容器正中间，并与容器相对静止，则（ ）‎ A. 整个过程中系统损失的机械能为5J；‎ B. 整个过程中系统损失的机械能为6J C. 整个过程中钢块与容器碰撞次数为10次 D. 整个过程中钢块与容器碰撞次数为5次 二、实验题（本大题共2小题，每小空2分，共16分）‎ ‎16.用如图甲所示装置验证动量守恒定律．实验中 甲 ‎(1)为了尽量减小实验误差，在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是________．‎ A．使入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B．使入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C．使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D．使入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失 ‎(2)若A球质量为m1＝50 g，两小球发生正碰前后的位移—时间(x－t)图象如图乙所示，则小球B的质量为m2＝________.‎ 乙 ‎(3)调节A球自由下落高度，让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰，碰后两球动量正好相等，则A、B两球的质量之比应满足________．‎ ‎17.某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰，并粘合成一体继续做匀速直线运动，他设计的装置如图1所示．在小车A后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板的一端下垫着小木片用以平衡摩擦力．‎ ‎ （1）若已得到打点纸带如图1所示，测得各计数点间距离并标在图上，A为运动起始的第一点．则应选 ______ 段来计算小车A碰撞前的速度，应选 ______ 段来计算A和B碰撞后的共同速度． （2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上的测量结果可得：碰撞前两车质量与速度乘积之和为 ______  kg•m/s；碰撞后两车质量与速度乘积之和为 ______  kg•m/s． （3）结论： ____ __‎ 三、解答题（本大题共3小题，每小题3分，共39分）‎ ‎18. （本小题满分12分）一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7×104m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s，方向与中子的运动方向相反．计算结果保留两位有效数字。‎ ‎(1)试写出核反应方程；‎ ‎(2)求出氦核的速度大小；‎ ‎(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，写出该核反应方程，并求这个核反应释放出的能量．(已知氘核质量为mD＝2.014102u，氚核质量为mT＝3.016050u，氦核质量mHe＝4.002603u，中子质量mn＝1.008665u，1u＝1.6606×10－27kg)‎ ‎19. （本小题满分15分）如图，长为l的不可伸长的轻绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球A．质量为3m的小球B放在光滑水平面上，位于O点正下方距离也为l处．将球A拉至轻绳（伸直）与水平方向的夹角θ=30o处，由静止释放．球A到达最低点时与球B发生正碰，两小球均视为质点，重力加速度为g．求碰撞后小球A能上摆的最大高度． ‎ ‎20. （本小题满分12分）质量为M=2kg的小平板车静止在光滑的水平面上，车的一端静止着质量为m=2kg的物体A（可视为质点），如图一颗质量为m1=20g的子弹以v0=600m/s的水平速度射穿A后速度变为v1=100m/s（穿过时间极短）．最后A未离开平板车．求：‎ ‎（1）A给子弹的冲量大小；‎ ‎（2）平板车最后的速度；‎ ‎（3）物体A与平板车因摩擦而产生的热量．‎ 参考答案解析 ‎1.D ‎【答案解析】A、贝克勒尔发现了天然放射现象，A不符合题意；‎ B、半衰期是由放射性元素本身决定的，与环境温度无关．B不符合题意；‎ C、α、β、γ射线的电离能力和穿透物质的能力不同，α射线的电离能力最强、穿透能力最弱；γ射线的电离能力最弱、穿透力最强，C不符合题意；‎ D、一个原子核在一次衰变中只能放出α、β两种射线中的一种，γ射线可以伴随α射线或β射线放出，所以不能同时放出α、β和γ三种射线，D符合题意．故答案为：D ‎2.B ‎【答案解析】根据黑体辐射的实验规律:随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加,故图线不会有交点,选项C、D错误。另一方面,辐射强度的极大值会向波长较短方向移动,选项A错误,选项B正确。故选B.‎ ‎3.A ‎【答案解析】A、根据光电效应方程：Ekm=hγ﹣W，可知用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小．A符合题意；‎ B、由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，该过程中电场力做正功，所以电势能减小；同时要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，B不符合题意；‎ C、半衰期具有统计规律对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，C不符合题意．‎ D、 U+ n→ Kr+ Ba+3 n是裂变反应．D不符合题意．‎ 故答案为：A ‎4.D ‎【答案解析】‎ 不受外力作用的系统，其动量守恒，但机械能不一定守恒，可能有内力对系统做功，机械能不守恒，故A错误．系统受到摩擦力，合外力可能为零，动量可能守恒，如长木板放在光滑水平面上，物块水平冲上长木板后，物块和长木板间有摩擦力，但系统的合外力为零，系统的动量守恒，故B错误．根据动量定理公式I=△P，知物体受到的冲量越大，它的动量变化量一定越大，但动量变化不一定快，故C错误．物体做直线运动，受到一个-6N•s的冲量作用后，若该冲量方向与物体速度方向相同，其动量增大．若该冲量方向与物体速度方向相反，其动量减小，故D正确；故选D.‎ ‎5.B ‎【答案解析】由题，物体受到重力和空气阻力，物体做匀加速直线运动，根据运动学公式v2−v02＝2ax，得, 物体下落h和2h时速度分别为v12=2ah；v22＝2a•2h，则得v1：v2=1: 而动量P=mv，则得动量之比为p1：p2=1: ．故选B.‎ ‎6.C ‎【答案解析】A、合外力的冲量等于物体动量的改变量，故F-t图象与时间轴围成的面积等于物体动量的改变量。面积在时间轴的上方代表动量增加，面积在时间轴下方代表动量减小，故A错误； BC、由于0～t 0 时间内的冲量与t 0 ～2t 0 时间内的冲量大小相同，方向相反，即F 0 t 0+（-F 0 ）t 0 =0，故2t 0 时刻的速度等于0时刻物体的速度，等于0，外力在2t0时间内对物体的冲量为零；所以0～t 0 内的平均速度 等于t 0 ～2t 0 内的平均速度 ，故B错误、C正确；‎ D、0～t 0 内物体的动量变化率等于F，t0～2t0时间内动量变化率等于-F，D错误。故选：C。‎ ‎7.C ‎【答案解析】力F大小相等，mA＞mB，‎ 由牛顿第二定律可知，两物体的加速度有：aA＜aB，‎ 由题意知：SA=SB，‎ 由运动学公式得：SA= aAtA2，SB= aBtB2，‎ 可知：tA＞tB，由IA=F•tA，IB=F•tB，得：IA＞IB，‎ 由动量定理可知△PA=IA，△PB=IB，则PA＞PB，‎ 碰前系统总动量向右，碰撞过程动量守恒，‎ 由动量守恒定律可知，碰后总动量向右，ABD不符合题意，C符合题意．‎ 故答案为：C．‎ ‎8.C ‎【答案解析】AB、x﹣t图象的斜率等于速度，碰前，m2位移不随时间变化，m2静止，m1的速度为正，向右运动．碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，A、B不符合题意．‎ C、由图乙所示图象可知，碰前m1的速度 v1= = =4 m/s，m2静止；碰后m1的速度v1′=﹣2 m/s，碰后m2的速度v2′=2 m/s 根据动量守恒定律：m1v1=m1v1′+m2v2′得 m2=3m1=0.3 kg，C符合题意．‎ D、碰撞过程中系统机械能的变化量为△E= m1v12﹣ m1v1′2﹣ m2v2′2，代入解得，△E=0，机械能守恒，D不符合题意．‎ 故答案为：C ‎9.B ‎【答案解析】设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，人从船尾走到船头所用时间为t，根据运动学公式可得： 和，取船的速度为正方向，根据动量守恒定律得：Mv-mv′=0，联立解得船的质量为： ，故B正确，ACD错误。‎ ‎10.ABC ‎【答案解析】若两球发生完全非弹性碰撞，则由动量守恒：mv0=(m+2m)v，解得v=v0；若若两球发生完全弹性碰撞，则由动量守恒：mv0=mv1+2mv2，由能量关系： ；联立解得 ，则小球A的速度范围 ，故选ABC.‎ ‎11.BC ‎【答案解析】A、根据 =3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子．故A错误．‎ B、氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量为13.6﹣1.51eV=12.09eV，由光电效应条件可知，大于逸出功，能使逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应．故B正确；‎ C、氢原子由n=3跃迁到n=2辐射的光子能量较小，则产生的光波长最长，故C正确．‎ D、氢原子由n=3跃迁到n=1能级，辐射的光子能量最大值为12.09eV，故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎12.CD ‎【答案解析】爱因斯坦的“光子说”与惠更斯的波动说能揭示了光具有波粒二象性，而不是由牛顿的微粒说与惠更斯的波动的规律来描述．故A错误．麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在，电磁波传播速度跟光速相同，他提出光是一种电磁波，光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量公式E=hυ中，频率υ表示波的特征，E表示粒子的特征．故B错误,C正确．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波，个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性．故D正确．故选CD．‎ ‎13.CD ‎【答案解析】以系统为对象，M和m 组成的系统在水平方向上动量守恒，并且小球恰好能到达曲面的最高点，则表明到最高点的时候两者有相同的水平速度， 设m的初速度是 ，则由动量守恒知： ，‎ M和m 组成的系统只有重力做功，所以系统机械能守恒： ‎ 解得 ,‎ 而在此过程中小车增加的动能为：‎ ‎ ‎ 通过比较得： ，由于所以： ,所以CD是正确的。‎ 综上所述本题的答案是：CD ‎14.ABD ‎【答案解析】物体下落的高度h=t=5×3=15m，故重力做功W1=mgh=（1×10×15）J=150J，故A正确； ‎ 由动能定理可知，W1-Wf=mv2，解得阻力做功Wf=100J，则可知机械能减小了100J；故B正确，C错误；阻力 ，则阻力的冲量为： ，选项D正确；故选ABD．‎ ‎15.AD ‎【答案解析】设钢块与容器的共同速度为v，根据动量守恒得：mv0=（M+m）v；解得： ；根据能量守恒得系统损失的机械能为： ‎ 带入数据解得：△E=5J，选项A正确，B错误；根据功能关系得：△E=μmg•S相对=μmg•NL 解得： ，选项C错误，D正确；故选AD.‎ ‎16. C 20g ‎ ‎【答案解析】1）研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,故ABD错误,C正确; （2）由图2所示图象可以知道碰撞前： , 由图求出碰后 和 的速度分别为: ‎ ‎, 两物体碰撞过程系统动量守恒,以的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: , 代入计算得出:; (3)设碰撞后两者的动量都为P,因为题意可以知道,碰撞前后总动量为2P,根据动量和动能的关系有:, 碰撞过程动能不增加,有： :, 计算得出: ‎ 为了入射小球碰撞时反弹，引起实验误差，所以要保证入射小球的质量大于被碰小球的质量，即 ‎ 综上所述本题答案是：（1）C （2） （3） ‎ ‎17. BC DE 0.420 0.417 在误差允许的范围内，碰撞前两车质量与速度乘积之和等于碰 撞后两车质量与速度乘积之和 ‎【答案解析】（1）由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后．推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度． （2）碰前系统的动量即A的动量，则 ‎ 碰后的总动量 ； （3）根据（2）中数据可知：在误差允许的范围内，碰撞前两车质量与速度乘积之和等于碰撞后两车质量与速度乘积之和.‎ ‎18. (1) Li＋n→H＋He　(2)2.0×104m/s (3)2.8×10－12J ‎【答案解析】根据质量数守恒和电荷数书写核反应方程；根据动量守恒定律求解氦核的速度；求出质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量。‎ ‎（1）核反应方程为： ‎ ‎（2）取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律： ，代入数据解得： 。‎ ‎（3）质量亏损为：Δm＝mD＋mT－mHe－mn＝(2.014102＋3.016050－4.002603－1.008665) u＝0.018884u≈3.136×10－29kg 根据爱因斯坦质能方程：ΔE＝Δmc2＝3.136×10－29×(3×108)2J≈2.8×10－12J.‎ ‎19.由几何关系可知，小球A释放后自由下落l距离时，轻绳再次拉直．设绳被拉直前小球的速度为v1，则有：‎ v12=2gl 绳被拉直后，小球A做圆周运动，速度变为：v2=v1cosθ 设小球A与B碰撞前速度为v3，则有：‎ ‎ mv32= mv22+mg ‎ 如果碰撞后小球A向右运动，则两球一定粘在一起向右运动；‎ 设向右为正方向，根据动量守恒定律可知，最大速度应满足：‎ mv3=（m+3m）v4；‎ 如果碰撞后小球A向左运动，则最大速度应满足：‎ mv3=mv5+3mv6‎ ‎ mv32= mv52+ （3m）v62‎ 解得：v5=﹣ v3‎ 由于v5＞v4，所以碰撞后小球A上摆的最大高度h应满足：‎ mgh= mv52‎ 解得：h= l．‎ ‎20.（1）10kg•m/s.；（2）2.5m/s，方向：水平向右；（3）12.5J ‎【答案解析】（1）对子弹，由动量定理得：I=m1v1-m1v0=0.020×100-0.020×600=-10kg•m/s，负号表示冲量的方向：水平向左； （2）子弹击穿木块过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+mvA，解得：vA=5m/s， 物体A与平板车组成的系统动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律得：mvA=（M+m）v，解得：v=2.5m/s；‎ ‎（3）由能量关系可知： ‎