2017-2018学年江西省临川实验学校高二下学期期中考试物理试题 Word版

2017-2018学年江西省临川实验学校高二下学期期中考试物理试题 Word版

临川实验学校2017-2018学年下学期期中考试 高二物理 试卷总分：110分 考试时间：90分钟 一、 选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，1～6小题只有一个选项正确，7～10小题有多个选项正确，全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎1．光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍．将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q．撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为（　　）‎ A．n2 B．n C． D．1‎ ‎2．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是（　　）‎ A．光电效应是瞬时发生的 B．所有金属都存在极限频率 C．光电流随着入射光增强而变大 D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大 ‎3．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（　　）‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 ‎4．放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（　　）‎ A．1位 B．2位 C．3位 D．4位 ‎5．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x的轴的正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时（　　）‎ A．速度相同，波长相同 B．速度不同，波长相同 C．速度相同，频率相同 D．速度不同，频率相同 ‎7．质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比可能为（　　）‎ A．2 B．‎3 ‎C．4 D．5‎ ‎8．一质量为‎2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则（　　）‎ A．t=1s时物块的速率为‎1m/s B．t=2s时物块的动量大小为‎4kg•m/s C．t=3s时物块的动量大小为‎5kg•m/s D．t=4s时物块的速度为零 ‎9．三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（　　）‎ A．用光束1照射时，不能产生光电子 B．用光束3照射时，不能产生光电子 C．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多 D．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 ‎10．氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是（　　）‎ A．氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nm B．用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级 C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D．用波长633nm的光照射，不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级 ‎　‎ 二、填空题（本大题共2小题，共12分。）‎ ‎11．（6分）氢原子基态的能量为E1=﹣13.6eV．大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为﹣0.96E1，频率最小的光子的能量为　 　eV（保留2位有效数字），这些光子可具有　 　种不同的频率．‎ ‎12. (6分)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示．在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为‎45m和‎55m．测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s．由此可知 ‎①波长λ=　 　m；‎ ‎②当B点离开平衡位置的位移为+‎6cm时，A点离开平衡位置的位移是　 　cm．‎ 三、计算题（本大题共5小题，共58分。解答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.（10分）某个质点的简谱运动图象如图所示，求振动的振幅和周期．‎ ‎14.（12分）在光滑水平面上有一凹槽A，中央放一小物块B，物块与左右两边槽壁的距离如图所示，L为‎1.0m，凹槽与物块的质量均为m，两者之间的动摩擦因数μ为0.05，开始时物块静止，凹槽以v0=‎5m/s初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失，且碰撞时间不计，g取‎10m/s2，求：‎ ‎（1）物块与凹槽相对静止时的共同速度；‎ ‎（2）从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数。‎ ‎15.（12分）A、B两种光子的能量之比为2：l，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为 EA、EB．求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．‎ ‎16.（14分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A点位于B、C之间，A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．‎ ‎17.(附加题10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g．求：‎ ‎（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量；‎ ‎（2）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。‎ ‎ ‎ 临川实验学校2017-2018学年下学期期中考试答案 一．选择题（共10小题）‎ ‎1．【解答】解：撤去外力后，系统不受外力，所以总动量守恒，设P的动量方向为正方向，则根据动量守恒定律有：‎ PP﹣PQ=0故PP=PQ；故动量之比为1；故D正确，ABC错误。故选：D。　‎ ‎2．【解答】解：ABD、根据波动理论，认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应，且光电子的初动能就大，但实验中金属表面没有溢出电子的实验结果；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，发生是瞬时的，且入射光频率越大，光电子最大初动能越大，这与光的波动理论相矛盾，故ABD错误；‎ C、波动理论认为光强度越大，光电流越大；光电效应中认为光强度越大，光子越多，金属表面溢出的光电子越多，即光电流越大，所以该实验结果与波动理论不矛盾，故C正确。‎ 故选：C。　‎ ‎3．【解答】解：现有大量的氢原子处于n=3的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的频率为n==3种。选项C正确，ABD错误。‎ 故选：C。‎ ‎4．【解答】解：原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，所以经过2次α衰变后电荷数减小4；同时，经过一次β衰变，电荷数增加1；所以元素A经过2次α衰变和1次β衰变后电荷数减小3，则生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正确，ABD错误；‎ 故选：C。　‎ ‎5．【解答】解：由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确，BCD错误。‎ 故选：A。‎ ‎6．【解答】解：传播速度由介质决定，光在真空中传播速度最大，进入水中，速度减小；光波属于电磁波，其频率由波源决定，所以一束单色光由空气进入水中，频率不变；由λ=可知，频率不变，速度减小，则波长减小，故ABC错误，D正确。‎ 故选：D。‎ ‎7．【解答】解：根据动量守恒和能量守恒得，设碰撞后两者的动量都为P，则总动量为2P，‎ 根据动量和动能的关系有：P2=2mEK，‎ 根据能量的关系得，由于动能不增加，则有：，‎ 得1≤，故A、B正确，C、D错误。‎ 故选：AB。‎ ‎　‎ ‎8．【解答】解：A、前两秒，根据牛顿第二定律，a==‎1m/s2，则0﹣2s的速度规律为：v=at；t=1s时，速率为‎1m/s，A正确；‎ B、t=2s时，速率为‎2m/s，则动量为P=mv=‎4kg•m/s，B正确；‎ CD、2﹣4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a=﹣‎0.5m/s2，所以3s时的速度为‎1.5m/s，动量为‎3kg•m/s，4s时速度为‎1m/s，CD错误；‎ 故选：AB　‎ ‎9．【解答】解：AB、依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A正确，B错误；‎ CD、用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：Ekm=hγ﹣W，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C正确，D错误；‎ 故选：AC。‎ ‎　‎ ‎10．【解答】解：A、从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：‎ h，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm。故A错误。‎ B、当从n=1跃迁到n=2的能级，需要吸收的能量为△E=（﹣3.4﹣（﹣13.6））×1.6×10﹣19J，根据A选项分析，则有：，解得：λ=122nm；故B错误；‎ C、根据数学组合=3，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线。故C正确。‎ D、同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2‎ 跃迁到n=3的能级。故D正确。‎ 故选：CD。‎ 二．填空题（共2小题）‎ ‎11．【解答】解：氢原子基态的能量为E1=﹣13.6eV．大量氢原子处于某一激发态．‎ 由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为﹣0.96E1，即跃迁到最高能级能量E=0.04E1=﹣0.544eV，即处在n=5能级；‎ 频率最小的光子的能量为△E′=﹣0.544eV﹣（﹣0.85eV）=0.31eV，‎ 根据=10，所以这些光子可具有10种不同的频率．‎ 故答案为：0.31；10‎ ‎　‎ ‎12．【解答】解：①由振动图象可知，T=2s，A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，所以AB间的距离为半个波长，所以λ=2×（55﹣45）m=‎‎20m ‎②AB两个点之间始终相差半个周期，所以当B点离开平衡位置的位移为+‎6cm时，A点离开平衡位置的位移是﹣‎‎6cm 故答案为：20，﹣6．‎ ‎　‎ 四．解答题（共5小题）‎ ‎13．【解答】解：由图读出振幅A=10cm （2分）‎ 简谐振动方程x=Asin （3分）‎ 代入数据﹣10=10sin （3分）‎ 得T=8s 答：振动的振幅为10cm和周期为8s （2分）‎ ‎　‎ ‎14．【解答】解：（1）设两者间相对静止时的速度为v，由动量守恒定律得：‎ mv0=2mv （3分） ‎ 解得：v= （1分）‎ ‎（2）物块与凹槽间的滑动摩擦力f=μN=μmg （1分）‎ ‎ 设两者间相对静止前，相对运动的路程为s1，由动能定理得：‎ ‎ （3分）‎ 解得：s1=‎12.5m （2分）‎ ‎ 已知L=‎1m，可推知物块与右侧槽壁共发生6次碰撞。 （2分）‎ ‎15．【解答】解：由光子能量公式和动量公式知，A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比为2：l； （6分）‎ 由EA=E1﹣W和EB=E2﹣W联立得W=EA﹣2EB． （6分）‎ 答：A、B两种光子的动量之比为2：l；金属的逸出功为W=EA﹣2EB．‎ ‎16.【解答】解：A向右运动与C发生碰撞的过程中系统的动量守恒、机械能守恒，选取向右为正方向，设开始时A的速度为v0，第一次与C碰撞后C的速度为vC1，A的速度为vA1．由动量守恒定律、机械能守恒定律得：‎ mv0=mvA1+MvC1① （2分）‎ ‎② （2分）‎ 联立①②得：vA1=③ ‎ vC1=④ （2分）‎ 可知，只有m＜M时，A才能被反向弹回，才可能与B发生碰撞． （1分）‎ A与B碰撞后B的速度为vB1，A的速度为vA2．由动量守恒定律、机械能守恒定律，同理可得：‎ vA2==⑤ （3分）‎ 根据题意要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有：vA2≤vC1⑥ （2分）‎ 联立④⑤⑥得：m2+‎4mM﹣M2≥0‎ 解得：，（另一解：舍去）所以m与M之间的关系应满足：‎ ‎ （2分）‎ 答：m和M之间应满足，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．‎ ‎　‎ ‎17.附加题【解答】解：（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量m=ρV=ρSv0， （3分）‎ ‎（2）设水到达卡通玩具处的速度为v，玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为h，‎ 根据运动学基本公式得：， （2分）‎ 水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，以向上为正，‎ 根据动量定理得：‎ ‎﹣Mgt=ρSv0t（0﹣v） （3分）‎ 联立解得：h= （2分）‎ 答：（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量为ρSv0；‎ ‎（2）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为。‎