甘肃省庆阳市孟坝中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

甘肃省庆阳市孟坝中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

甘肃省庆阳市孟坝中学2020学年高二下学期期中考试物理试卷 ‎ 一、选择题.每小题4分，1—7题是单选题，8—10题多选题 ，共40分.‎ ‎1.质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞的时间极短，离地的速率为v2，则在碰撞过程中钢球动量变化量的方向和大小为（ ）‎ A. 向下， B. 向下，‎ C. 向上， D. 向上，‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 本题考查动量的矢量性，设弹回速度为正值，方向向下，D对；‎ ‎2. 质量为‎1kg的小球以‎4m/s的速度与质量为‎2kg的静止的小球正对碰撞，关于碰后的速度，下列哪些是可能的（ ）‎ A. －4/‎3m/s，4/‎3m/s B. －‎1m/s，‎2.5m/s C. －‎2m/s，‎3m/s D. ‎-4m/s，‎4m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ 碰撞过程遵守的规律——应同时遵守三个原则：‎ ‎①系统动量守恒 ‎②系统动能不增 ‎③实际情景可能（碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度关系应遵循客观实际．如甲物追乙物并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动）‎ 系统动量守恒：A选项错。‎ 系统动能不增：CD选项错。‎ ‎3.关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围，下列说法正确的是（　 ）‎ A. 牛顿运动定律也适合解决高速运动的问题 B. 牛顿运动定律也适合解决微观粒子的运动问题 C. 动量守恒定律既适用于低速，也适用于高速运动的问题 D. 动量守恒定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、B、经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学只适用于宏观世界，低速运动，和弱引力下，故A、B军错误。C、D、动量守恒定律虽然是由牛顿运动定律推导出来，但它既适用于低速宏观物体，也适用于高速微观物体，故选项C正确、选项D错误。故选C.‎ ‎【点睛】牛顿运动定律是经典力学的基础，也是高中物理中的重要内容之一，应能熟练、准确的理解并应用它．‎ ‎4.用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V,通过负载的电流图象如图所示,则(   )‎ A. 变压器输入功率约为3.9W B. 输出电压的最大值是110V C. 变压器原、副线圈匝数比是1:2‎ D. 负载电流的函数表达式 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：负载的功率 ‎，输入功率等于输出功率，A正确；输出电压的最大值，B错误；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比，C错误；负载电流的函数表达式，D错误；故选A。‎ 考点：交流电瞬时值表达式、变压器的工作原理 ‎【名师点睛】根据图象知道负载电阻中电流的峰值和有效值，周期和角速度，根据输入功率等于输出功率，匝数之比等于电压之比分析各项 视频 ‎5. 红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是 ( )‎ A. 红光 B. 橙光 C. 黄光 D. 绿光 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：按爱因斯坦的光子说，光子的能量E=hν,说明光子的能量与光的频率成正比，而题中四种光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光 考点:光子 点评：光子的能量与频率有关，而频率却与光的波长有关．由v=λf得λ与f成反比；同时在光的衍射实验中红光的波长最长。‎ ‎6.用波长为2.0×10－‎7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×‎108 m/s，结果取两位有效数字)(　　)‎ A. 5.5‎‎×1014 Hz B. 7.9×1014 Hz C. 9.8×1014 Hz D. 1.2×1015 Hz ‎【答案】B ‎【解析】‎ 选B.由光电效应方程Ek＝hν－W逸可得W逸＝hν－Ek，而W逸＝hν0，ν＝，所以钨的极限频率ν0＝－＝7.9×1014Hz，B正确．‎ 视频 ‎7.如图所示，一理想变压器，当原线圈两端接U1=220V的正弦式交变电压时，副线圈两端的电压U2=55V．对于该变压器，下列说法正确的是（ ）‎ A. 原、副线圈的匝数之比等于4：1‎ B. 原、副线圈的匝数之比等于1：4‎ C. 原、副线圈的匝数之比等于2：1‎ D. 原、副线圈的匝数之比等于1：2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．电压比为：原副线圈电压与匝数成正比．且电流与电压均是有效值．‎ 解：由理想变压器的变压比：可得，原、副线圈的匝数之比4：1，故A正确，BCD错误；‎ 故选：A ‎【点评】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定 ‎8. 如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是 ( )‎ A. 入射光太弱 B. 入射光波长太长 C. 光照时间短 D. 电源正负极接反 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：光电管能否产生光电效应与入射光的强度没有关系．故A错误．若入射光波长太长，大于金属的极限波长时，金属不能产生光电效应，灵敏电流计中没有电流通过．故B正确．光电管能否产生光电效应与光照时间没有关系．故C错误．电源正负极接反时，光电管加上反向电压，光电子做减速运动，可能不能到达阳极，电路中不能形成电流．故D正确．‎ 故选BD 考点：光电效应．‎ 点评：光电效应产生的条件是取决于入射光的频率或波长，与入射光的强度、光照时间没有关系．‎ ‎9.在空间的某一点,将三个质量相等的小球A、B、C以相同的速率分别竖直上抛、竖直下抛和水平抛出,不计空气阻力,最后落在同一水平面上,则它们的(   )‎ A. 触地速度大小相等 B. 动量的增量大小相等 C. 动量的增量ΔpA>ΔpB>ΔpC D. 动能的增量相等 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、D、三个球从抛出到落地的过程中只有重力做功，由动能定理得：，三个球的h、m、v0都相同，所以落地时速度的大小相等；重力做功相同则动能的增量相等，A、D均正确.‎ B、C、三个球落地速度大小相同，当竖直方向上的运动过程不同，下抛最快，平抛其次，上抛时间最长，即，由动量定理，可得动量变化量；故B、C均错误。‎ 故选AD.‎ ‎【点睛】动能定理解决功与动能变化的关系；动量定理解决冲量与速度变化的关系；动量变化量常用两种方法研究：一法是定义法，根据动量变化的定义研究；二法是定理法，根据动量定理研究，特别是对于曲线运动和变力的情况，更有效．‎ ‎10.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,下列现象可能的是(        )‎ A. 若两球质量相等,碰后以某一相等速率反向而行 B. 若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行 C. 若两球质量不同,碰后以某一相等速率反向而行 D. 若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、若两球质量相等，碰撞前以速率相等相向而行，则系统的总动量为零。若碰撞后以某一相等速率反向而行，总动量也为零，符合动量守恒，是可能的；故A正确.‎ B、若两球质量相等，碰撞前以速率相等相向而行，则系统的总动量为零。若碰后以某一相等速率同向而行，总动量不等于零，不符合动量守恒这一基本规律，不可能发生；故B错误.‎ C ‎、若两球质量不同，碰撞前以速率相等相向而行，系统的总动量与质量较大的物体动量方向相同；若碰后以某一相等速率反向而行，总动量也与质量较大的物体动量方向相同，而此方向与碰撞前相反，违反了动量守恒定律，不可能发生；故C错误.‎ D、若两球质量不同，碰撞前以速率相等相向而行，系统的总动量与质量较大的物体动量方向相同；若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行，总动量可能与碰撞前动量相等，是可能发生的；故D正确.‎ 故选AD.‎ ‎【点睛】本题抓住碰撞过程的基本规律：动量守恒定律进行分析，特别要注意动量的方向，动量守恒是指总动量的大小和方向都不变，要正确全面理解．‎ 二、实验题，共20分 ‎11.某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞．‎ ‎(1)实验中必须要求的条件是________．‎ A．斜槽必须是光滑的 B．斜槽末端的切线必须水平 C．m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 D．m1每次必须从同一高度处滚下 ‎(2)实验中必须测量的物理量是________．‎ A．小球的质量m1和m2 B．小球起始高度h C．小球半径R1和R2 D．小球起飞的时间t E．桌面离地面的高度H F．小球飞出的水平距离x ‎【答案】 (1). (1)BCD (2). (2)AF ‎【解析】‎ ‎(1)实验中为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，要使两球碰后均平抛，两球心必须在同一高度，要保证小球m1碰前速度不变，m1每次必须从同一高度滚下，斜槽没必要保证光滑，故BCD正确．‎ ‎(2)必须测量两球质量m1、m2和小球平抛的水平距离，故选AF.‎ ‎（1‎ ‎）斜槽不一定需要光滑，只要入射小球每次从同一高度由静止释放即可，保证入射小球碰撞前的速度不变．故A错误，D正确．为了使小球碰后做平抛运动，斜槽的末端必须水平．故B正确．为了发生对心碰撞，m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度．故C正确．故选：BCD．‎ ‎（2）小球平抛运动的时间相等，则入射小球的初速度，碰后速度为v1＝，被碰小球的速度v2＝，要验证动量守恒，验证m1v0=m1v1=m2v2，即m1x1=m1x2+m2x3．所以需要测量两小球的质量，以及小球飞出的水平距离．故AF正确．故选AF．‎ 点睛：解决本题的关键知道验证动量守恒定律的实验原理、注意事项，领会用水平位移代替速度的巧妙之处．‎ ‎12.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：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，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．‎ ‎(1)若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选 _______ 段来计算A的碰前速度，应选_________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”)．‎ ‎(2)已测得小车A的质量m1=‎0.40kg，小车B的质量m2=‎0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m1v1+m2v2=____________ kg•m/s；碰后m1v1'+m2v2'= _________kg•m/s．并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等．‎ ‎【答案】 (1). BC (2). DE (3). 0.840 (4). 0.834‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(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.‎ ‎【点睛】根据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，确定AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后，是解决本题的突破口．‎ ‎13.如图所示,导线AB与CD互相平行,则在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向为___________;在断开开关S时导线CD中感应电流的方向为__________.(填“由C到D”或“由D到C”)‎ ‎【答案】 (1). 由D到C (2). 由C到D ‎【解析】‎ ‎【详解】在闭合开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流增大，穿过线框CD的磁通量增大，根据楞次定律得：线框中感应电流方向为顺时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由D到C；‎ 在断开开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流减小，穿过线框CD的磁通量减小，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由C到D．‎ ‎【点睛】本题考查安培定则、楞次定律综合应用的能力．安培定则可以用来判断通电导线产生的磁场方向，楞次定律用来判断线圈感应电流产生的磁场方向．‎ 三、计算题，共40分。‎ ‎14.已知某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30eV和10eV，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少?‎ ‎【答案】4λ ‎【解析】‎ 根据 波长为λ的单色光照射时：（1）‎ 波长为2λ的单色光照射时：（2）‎ 联立解得：，所以极限波长为4λ 思路分析:根据光电效应方程代入数据列出两个关于普朗克常数和逸出功的关系式，联立即可解得极限波长为4λ。‎ 试题点评：考查学生应用光电效应方程解决问题的能力。‎ ‎15.如图所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W．试求：‎ ‎(1)该变压器的原、副线圈的匝数比；‎ ‎(2)两灯均正常工作时原线圈中的电流以及只有L1工作时原线圈中的电流．‎ ‎【答案】(1)55∶9　(2)‎0.082 A　‎‎0.055 A ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由变压比公式得：‎ ‎ ；‎ ‎(2) 两灯均正常工作时，由能量守恒得P1＋P2＝U1I1，‎ 只有L1灯工作时，由能量守恒P1＝U1I′1，解得I′1= 。‎ ‎16.两个小球A和B在光滑的水平面上沿同一直线运动,A的质量为‎2kg,速度大小为‎6m/s,B的质量也为‎2kg,速度大小为‎12m/s,求下列两种情况下碰撞后的速度。‎ ‎(1)A和B都向右运动,碰后粘在一起.‎ ‎(2)A向右运动,B向左运动,碰后粘在一起.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎（1）碰撞过程中两小球组成的系统动量守恒，故有，解得：，带入数据可得：‎ ‎（2）规定向右为正，则，解得，负号表示方向向左