安徽省滁州市定远县民族中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

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定远民族中学 2020 学年度下学期期末考试试题 高二物理试卷 一、选择题（本大题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。） 1.下列说法不正确的是（ ） A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B.康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短 D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 2.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发 展，下列说法符合事实的是（ ） A.库仑通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B.查德威克用α粒子轰击 N 获得反冲核 O，发现了中子 C.贝克勒尔发现的天然放射性向下，说明原子核有复杂结构 D.波尔利用氢原子能级量子化解释了氢原子光谱，从而创建了量子力学 3.如图所示，质量为 0.5kg 的小球在距离车底面高 20m 处以一定的初速度向左平抛， 落在以 7.5m/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 4kg，设小球在落到车底前瞬时速度是 25m/s，g 取 10m/s2，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 4.原子能资源的综合利用已成为世界各国的发展方向，我国在综合利用原子能方面 进展较快，目前我国核电站已建成 9 座、正在建设的 3 座、即将开建的有 4 座．届 时将较好地改变我国能源结构．对有关原子核的下列说法中正确的是（ ） A.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变 B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 C.X 射线是处于激发态的原子核辐射出来的 D.核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力与库仑力差不多大 5. 如图所示，直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的位置-时间 （x-t）图线。由图可知 （ ） A．在 t1 时刻，两车速度相等 B．在 t2 时刻，a、b 两车运动方向相同 C．在 t1 到 t2 这段时间内，b 车的速率先减小后增大 D．在 t1 到 t2 这段时间内，b 车的速率一直比 a 车大 6.一个物体以初速度 v0 沿光滑斜面向上运动，其速度 v 随时间 t 变化的规律如图所 示，在连续两段时间 m 和 n 内对应面积均为 S，则经过 b 时刻的速度大小为（ ） A.  m n S mn  B.  2 2mn m n S m n   C.     2 2m n S m n mn   D.  2 2m n S mn  7.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. 氢原子由 n＝3 跃迁到 n＝2 能级时，其核外电子的动能将减小 B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光 C. 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为 10.2 ev D. 氢原子由 n＝3 跃迁到 n＝1 产生的光照射逸出功为 6.34eV 的金属铂能发生光电 效应 8. 如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径可视为质点的小 球 A、B 质量分别为 mA、mB，A 球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管 道最低处的 B 球相碰，碰后 A、B 球均能刚好到达与管道圆心 O 等高处，关于两小球 质量比值 A B m m 的说法正确的是（ ） A. 2 1A B m m   B. 2 1A B m m   C. 1A B m m  D. 2A B m m  9.如图所示，质量为 M 的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长， 与水平方向的夹角为θ。一个质量为 m 的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度 0v 开始运动，当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为 v，距地面高度为 h， 则下列关系式中正确的是（ ） A.  0mv M m v  B.  0cosmv M m v   C.  2 0 1 sin2mgh m v  D. 2 2 0 1 1)2 2mgh M m v mv  （ 10.我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月 球车上，核电池是通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转 变为电能．嫦娥三号采用放射性同位素 94 239Pu，静止的 94 239Pu 衰变为铀核 92 235U 和α粒 子，并放出频率为 v 的γ光子，已知 94 239Pu、92 235U 和α粒子的质量分别为 mPu、mU、mα．下 列说法正确的是（ ） A. 94 239Pu 的衰变方程为 239 235 4 94 92 2Pu U He    B. 此核反应过程中质量亏损为△m=mPu﹣mU﹣mα C. 释放出的γ光子的能量为（mPu﹣mU﹣mα）c2 D. 反应后 92 235U 和α粒子结合能之和比 94 239Pu 的结合能大 11.把皮球从地面以某一初速度竖直上抛，经过一段时间后皮球又落回抛出点，上升 最大高度的一半处记为 A 点。以地面为零势能面。设运动过程中受到的空气阻力大 小与速率成正比，则（ ） A. 皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在 A 点下方 B. 皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量 C. 皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等 D. 皮球上升过程中的克服重力做功大于下降过程中重力做功 12.随着空气质量的恶化，雾霾天气现象增多，危害加重。雾和霾相同之处都是视成 障碍物会使有效水平能见度减小从而带来行车安全隐患。在一大雾天，一辆小汽车 以 30 m/s 的速度匀速行驶在高速公路上，突然发现正前方 30 m 处有一辆大卡车以 10 m/s 的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示， 图线 a、b 分别为小汽车和大卡车的 v－t 图象（忽略刹车反应时间），以下说法正确 的是（ ） A. 因刹车失灵前小汽车已减速，故不会发生追尾事故 B. 在 t＝3 s 时发生追尾事故 C. 在 t＝5 s 时发生追尾事故 D. 若紧急刹车时两车相距 40m，则不会发生追尾事故且两车最近时相距 5m 13.下列说法正确的是（ ） A.布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 B.液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离 C.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生 D.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小 E.气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次 数越多 14.下列说法中正确的是（ ） A. 一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大 B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律 C. 当分子间距 r>r0 时，分子间的引力随着分子间距的增大而增大，分子间的斥力 随着分子间距的增大而减小，所以分子力表现为引力 D. 大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大 E. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的 二、实验题（本大题共 2 小题，共 14 分。） 15.用半径相同的小球 1 和小球 2 的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图 14 所示， 斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸， 记下重锤线所指的位置 O。接下来的实验步骤如下： 步骤 1：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A 点由静止滚下，并落在地面上。重复多次， 用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤 2：把小球 2 放在斜槽前端边缘位置 B，让小球 1 从 A 点由静止滚下，使它们碰 撞。重复多次，并使用与步骤 1 同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤 3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置 M、P、N 离 O 点的距离，即线段 OM、OP、ON 的长度。 ①对于上述实验操作，下列说法正确的是___________ A．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动 B．小球 1 的质量应大于小球 2 的质量 C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 D．斜槽轨道必须光滑 ②本实验除需测量线段 OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量有_______。 A．小球 1 和小球 2 的质量 m1、m2 B．小球 1 和小球 2 的半径 r C．A、B 两点间的高度差 h1 D．B 点离地面的高度 h2 ③入射球 a 的质量为 m1，被碰球 b 的质量为 m2，各小球的落地点如上图所示，下列 关于这个实验的说法正确的是（______） A．轨道末端必须水平 B．实验中必须测量两个小球的直径 C．要验证的表达式是 m1 ＝m1 ＋m2 D．要验证的表达式是 m1 ＝m1 ＋m2 ④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端 与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球 1 仍 从斜槽上 A 点由静止滚下，重复实验步骤 1 和 2 的操作，得到两球落在斜面上的平 均落点 M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到 M′、P′、N′三点的距离分别为 L1、L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______________________（用 所测物理量的字母表示）。 16.利用图(a)所示的装置测量滑块运动的加速度，将木板水平固定在桌面上，光电 门 A 固定在木板上靠近物块处，光电门 B 的位置可移动，利用一根压缩的短弹簧来 弹开带有遮光片的滑块．实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量遮光片的宽度 d，其示数如图（b）所示，d=_________cm； （2）两个光电门同时连接计时器，让滑块从 O 位置弹开并沿木板向右滑动，用计时 器记录遮光片从光电门 A 运动至 B 所用的时间 t，再用米尺测量 A、B 之间的距离 s．则 s t 表示滑块在 A 至 B 段的_______的大小； （3）保持光电门 A 的位置不动，逐步改变光电门 B 的位置，每次都使滑块从 O 位置 弹开，用计时器记录每次相应的 t 值，并用米尺测量 A、B 之间相应的距离 s．每次 实验重复几次测量后取平均值，这样可以减少实验的_____误差（填“偶然”或“系 统”）； （4）若用 s tt  图象处理数据，所得图象如图（c）所示，该图线在 s t 轴上的截距表 示 滑 块 经 过 _____ 速 度 的 大 小 ； 用 作 图 法 算 出 滑 块 运 动 的 加 速 度 a= _______ 2/m s ．（保留 2 位有效数字） 三、解答题（本大题共 4 小题，共 44 分。） 17. （本小题共 10 分）如图所示的 A、B 两个物体，距地面高度为 45m，A 物体因在 运动过程中阻力不计，其加速度为自由落体加速度 g=10m/s2,B 物体由于受到阻力作 用，其加速度大小为 9m/s2，方向为竖直向下，与高度相比 A、B 两物体均可视为质 点，求： (1)若 A、B 两物体同时由静止释放，求当物体 A 落地时物体 B 离地距离； (2)若要使两物体同时落地，在 B 物体由静止释放后，则需要经过多长时间将 A 物体 由静止释放； (3)若将 B 物体移到距地面高度 36m 的正下方 C 点，则同时由静止释放 A、B 两物体， A 物体能否在 B 落地前追上 B，若能，计算其追上的位置距地面的距离，若不能，则 在 A 释放时至少给 A 物体多大的竖直向下初速度，才能追上 B 物体？ 18. （本小题共 12 分）某工地某一传输工件的装置可简化为如图所示的情形，AB 为一段 1 4 圆弧的曲线轨道，BC 为一段足够长的水平轨道，两段轨道均光滑。一长为 L=2m、质量为 M=1kg 的平板小车最初停在 BC 轨道的最左端，小车上表面刚好与 AB 轨道相切。一可视为质点、质量为 m=2kg 的工件从距 AB 轨道最低点 h 高处沿轨道自 由滑下，滑上小车后带动小车也向右运动，工件与小车的动摩擦因数为 0.5  ，取 210 /g m s ： （1）若 h=2.8m，求工件滑到圆弧底端 B 点时对轨道的压力； （2）要使工件不从平板小车上滑出，求 h 的取值范围． 19. （本小题共 12 分）AOB 是光滑的水平轨道，BC 是半径为 R 的光滑圆弧轨道，两 轨道恰好相切，如图所示，质量为 M(M=9m)的小木块静止在 O 点，一质量为 m 的子 弹以某一速度水平射入木块内未穿出，木块恰好滑到圆弧的最高点 C 处(子弹、木块 均视为质点). (1)求子弹射入木块前的速度. (2)若每当木块回到 O 点时，立即有相同的子弹以相同的速度射入木块，且留在其中， 当第六颗子弹射入木块后，木块能上升多高? (3)当第 n 颗子弹射入木块后，木块上升的最大高度为 4 R ，则 n 值为多少? 20. （本小题共 10 分）如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的理 想气体，活塞用轻弹簧与缸底相连，当气缸如图甲水平放置时，弹簧伸长了 x0，活 塞到缸底的距离为 L0，将气缸缓慢转动竖直放置，开口向上，如图乙所示，这时活 塞刚好向缸底移动了 x0 的距离。已知活塞的横截面积为 S，活塞与气缸壁的摩擦不 计，且气密性良好，活塞的质量为 m，重力加速度为 g，大气压强为 p0，外界的温度 始终不变 。 求：①弹簧的劲度系数的大小； ②若从甲图到乙图的过程中，气体放出的热量为 Q，活塞的重力对气体做的功为 W， 则弹簧开始具有的弹性势能为多少？ 定远民族中学 2020 学年度下学期期末考试卷 高二物理答案 一、选择题（本大题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。） 1.B 2.C 3. A 4.B 5. C 6.C 7.BD 8. AB 9.BD 10.ABD 11.AC 12.BD 13.BDE 14.ADE 二、实验题（本大题共 2 小题，共 14 分。） 15. BC A AD 1 2 1 1 2 3m l m l m l  16. 0.860 平均速度 偶然 光电门 A 2.4 三、解答题（本大题共 4 小题，共 44 分。） 17.(1)4.5m (2) ( 10 -3)s (3) 不能； 5 2 4 m/s 【解析】 (1)物体 A 落地的时间为 2 2 45 310 ht s sg    此时物体 B 下落的距离为 2 2 1 1 1 9 3 40.52 2h at m m     此时距地面的高度为 45-40.5m＝4.5m (2)物体 B 落地经历的时间为 2 2 45' 109 ht s sa    所以要使两物体同时落地，在 B 物体由静止释放后，则需要经过 10 3 s 将 A 物体 由静止释放. (3)物体 B 从 C 点下落到地面的时间为 12 2 36'' 2 29 ht s sa    所以 A 物体不能在 B 落地前追上 B 设在 A 释放时至少给 A 物体竖直向下的初速度 v，则 2 1 1 1 2h vt gt  代入数据解得 v＝ 5 2 4 m/s 18. 【答案】（1）60N，方向竖直向下；（2）高度小于或等于 3m. 【解析】根据机械能守恒定律： 21 2 Bmgh mv 工件做圆周运动，在 B 点，由牛顿第二定律得： 2 BvN mg m R   联立得：N=60N 由牛顿第三定律知，工件滑到圆弧底端 B 点时对轨道的压力为 60N N N   ，方向 竖直向下. （2）要使工件不从平板小车上滑出，则工件到达小车最右端恰好与小车共速，此时 h 为最大高度，设共同速度为 1v ，工件滑上小车的初速度为 0v 由动量守恒定律得：  0 1mv m M v  由能量守恒定律得：  2 2 0 1 1 1 2 2mgL mv m M v    对于工件从 AB 轨道滑下的过程，由机械能守恒定律得： 2 0 1 2mgh mv 代入数据解得： 3h m 要使工件不从平板小车上滑出，h 的范围为 3h m 19.【答案】 (1)10 2gR (2)停在 O 处 (3)11 【解析】（1）子弹与木块作用，由动量守恒定律得   1mv M m v  由 B 到 C 的过程中，由机械能守恒定律得    2 1 1 2 M m v M m gR   整理得 10 2v gR （2）第一颗子弹与木块作用，   1mv M m v  第二颗子弹与木块作用，    1 22mv M m v M m v    ，则 2 0v  第三颗子弹与木块作用，   33mv M m v  第四颗子弹与木块作用，    3 43 4mv M m v M m v    ，则 4 0v  … 第六颗子弹与木块作用， 6 0v  . 故木块停留在 O 处. （3）木块上升的高度为 4 R 时，由机械能守恒得    21 2 4n RM nm v M nm g    ， 木块获得的速度为 2n gRv  . 据动量守恒定律得   2 gRmv M nm  ，解得 n=11. 20.（1）  0 0 0 0 0 0 mg L x p x Sk x L   （2） 0 0pE Q W p x S   【解析】①根据受力平衡求出气缸水平放置和竖直放置时的压强，根据玻意耳定律 列式求出弹簧的劲度系数；②外界对气体做功包括重力做功、弹力做功和外界大气 压力做功的和，根据热力学第一定律列式即可求解弹力做的功，即弹簧开始具有的 弹性势能； ①气缸水平放置时，缸内气体的压强为 0 1 0 kxp p S   当气缸竖直放置时，缸内气体的压强为： 2 0 mgp p S   根据玻意耳定律有：  1 0 2 0 0p L S p L x S  求得：  0 0 0 0 0 0 mg L x p x Sk x L   ②从甲图到乙图的过程中，气体的温度始终不变，因此气体的内能不变，根据热力 学第一定律可知 0 0 pQ W p x S E   ，求得： 0 0pE Q W p x S   。