【物理】新疆阿勒泰地区2019-2020学年高二下学期期末考试试题（A卷）（解析版）

【物理】新疆阿勒泰地区2019-2020学年高二下学期期末考试试题（A卷）（解析版）

2019-2020 第二学期期末高二物理试题（A 卷） 一、选择题 1. 两个相向运动的物体碰撞后都静止，这说明两物体原来的( )． A. 速度大小相等 B. 质量大小相等 C. 动量大小相等 D. 动量相同 【答案】C 【解析】两球碰撞过程中动量守恒，碰后两球都静止，说明碰撞前后两球的总动量为零，故 碰前两个球的动量大小相等，方向相反，ABD 错误，C 正确。 2. 下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】A．A 图是阴极射线偏转，从而确定阴极射线是电子流，该装置是发现电子的实验 装置，A 正确； B．电子束衍射的实验，说明粒子具有波动性，B 错误； C．C 图 粒子的散射实验，得出了原子的核式结构模型，C 错误； D．D 图是光电效应现象的实验，说明光具有粒子性，D 错误。故选 A。 3. γ 射线是( ) A. 氦核流 B. 电子流 C. 质子流 D. 电磁波 【答案】D 【解析】γ 射线是电磁波．故 D 项正确． 4. 我国取得的重大科技成果之一是发现了三种元素的新的同位素，其中一种是 ，它 的中子数是（　　） A. 80 B. 128 C. 208 D. 288 【答案】B 【解析】根据题意可知该同位素的中子数为 n=208-80=128 故选 B。 α 208 80 Hg 5. 下列说法中正确的是(　　) A. α 射线与 γ 射线都 电磁波 B. β 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性元素原子核衰变的半衰期 D. 原子核经过衰变生成新核，新核的质量一定等于原核的质量，不可能出现质量亏损 【答案】C 【解析】γ 射线是电磁波，α 射线不是电磁波，选项 A 错误；β 射线为原子核内的中子转化 为质子时放出的负电子形成的电子流，选项 B 错误；用加温、加压或改变其化学状态的方 法都不能改变放射性元素原子核衰变的半衰期，选项 C 正确；在衰变过程中伴随着质量亏 损，因此新核质量一定小于原核质量，故 D 错误． 6. 如图所示是氢原子的能级图，大量处于 n＝5 激发态的氢原子向低能级跃迁时（　　） A. 一共能辐射 6 种频率的光子 B. 能辐射出 3 种能量大于 10.2eV 的光子 C. 能辐射出 3 种能量大于 12.09eV 的光子 D. 能辐射出能量小于 0.31eV 的光子 【答案】B 【解析】A．激发态的氢原子向低能级跃迁时，能辐射 种频率的光子，当 时， 一共能辐射 10 种频率的光子，A 错误； BCD．辐射的光子的能量等于两能级能量之差，即 从 依次向 跃迁的能量分别为： ， ， ， ； 从 依次向 跃迁的能量分别为： ， ， ； 从 依次向 跃迁的能量分别为： ， ； 从 向 跃迁的能量为： ； 所以 B 正确，CD 错误；故选 B． 7. 如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏 转．若将电路中的滑动变阻器的滑片 P 向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到 是 ( )1 12 n n − 5n = 5n = 4,3,2,1n = 0.31eV 0.97eV 2.86eV 13.06eV 4n = 3,2,1n = 0.66eV 2.55eV 12.75eV 3n = 2,1n = 1.89eV 12.09eV 2n = 1n = 10.2eV 零，此时电压表读数为 U，这一电压称为遏止电压．欲使遏止电压增大，可以采用的措施为 (　　) A. 增大黄光强度 B. 延长照射时间 C. 改用蓝光照射 D. 改用红光照射 【答案】C 【解析】根据光电效应方程得 ，又 ，联立得 ， 欲使遏止电压增大，增大入射光的频率，即改用蓝光照射．增大光的强度和延长照射时间， 不会增大光电子的最大初动能，不会增大遏止电压．故 C 正确，ABD 错误．故选 C． 8. 良好的学习、生活习惯对人的一生有重要意义。在居家期间有些同学经常躺着看手机， 出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为 120g，从距离眼睛约 20cm 的高度无初速掉落， 碰到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为 0.15s，g=10m/s2，则手机对眼睛的 冲击力约为（　　） A. 0.24N B. 0.28N C. 2.4N D. 2.8N 【答案】D 【解析】根据自由落体速度为 对于手机，碰撞过程由动量定理选向下为正 代入数据得 故 ABC 错误，D 正确。故选 D。 9. 下列说法正确的是(　　) A. 康普顿效应进一步证实了光的波动特性 2 0 1 2 mmv hv W= − 21 2C meU mv= 0 C hv WU e −= 2 2 10 0.2m/s=2m/sv gh= = × × ( ) 0mg F t mv− = − 2.8NF = B. 为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化 C. 经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 D. 比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能 【答案】BCD 【解析】A．康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项 A 错误； B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，选项 B 正确； C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项 C 正确； D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，则一定释放核 能，选项 D 正确。故选 BCD。 10. 关于核力，下列说法中正确的是 A. 核力是一种特殊的万有引力 B. 原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核 力作用 C. 核力是原子核稳定存在的原因 D. 核力是一种短程力 【答案】CD 【解析】AD．核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，选项 A 错误，D 正确； BC．核力作用范围在 之内，原子核半径的数量级为 ，所以核力只存在 于相邻的核子之间，质子间、中子间、质子和中子间都可以有核力作用，核力是原子核能稳 定存在的原因，故 B 错误，C 正确. 故选 CD. 11. 下列说法正确的是(　　) A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变 B. 轻核聚变与重核裂变均释放能量 C. 根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光 子，同时电子的动能减小，电势能增大 D. 实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象 【答案】AB 【解析】A．轻核聚变与重核裂变均释放能量，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚 变，故 A 正确； 151.5 10 m−× 1510 m− B．轻核聚变与重核裂变均释放能量，核电站是利用重核的裂变，故 B 正确； C．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光 子，同时电子的动能增大，电势能减小，故 C 错误； D．发生光电效应的条件是取决于照射光的频率而与光照强度无关，故 D 错误。 故选 AB。 12.下列说法正确的是（　　） A. 卢瑟福成功地解释了光电效应，揭示了光的本性 B. 原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子,电子发射到核外，这就是 衰变的实质 C. 一个氘核（ ）与一个氚核（ ）聚变生成一个氦核 （ ）的同时,放出一个质子 D. 根据玻尔理论可知，一群氢原子核外电子从 n=4 能级向低能级跃迁时最多可辐射 6 中频 率的光子 【答案】BD 【解析】A．爱因斯坦成功解释了光电效应，揭示了光的本质，A 错误； B．原子核内 一个中子转化成一个质子和电子，电子发射到核外，这就是 β 衰变的实质， B 正确； C．根据质量数守恒和电荷数守恒，一个氘核与一个氚核聚变生成氦核的同时，放出一个中 子，C 错误； D．根据玻尔理论 ，一群氢原子核外电子从 n=4 能级向低能级跃迁最多辐射 6 种频率 的光子，D 正确。故选 BD。 二、填空题 13. 铀核裂变的一种方式是 ，该反应的质量亏损是 0.2u， 1u 相当于 931.5MeK 的能量。 (1)核反应方程中的 X 是____________。 (2)该反应放出的能量是_______J。 【答案】 (1). (2). 【解析】(1)[1]根据质量数和电荷数守恒得：质量数为 0，核电荷数为－1，故此粒子是电子 即 (2)[2]根据爱因斯坦质能方程可知，该反应放出的能量是 的 β 2 1 H 3 1 H 4 2 He 2 4 6C = 235 1 143 90 1 92 0 60 40 0U+ n Nd+ Zr+3 n+8X→ 0 1e− 112.98 10 J−× 0 1e− 14. 如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分 碰撞前后的动量关系。 (1)入射小球 1 与被碰小球 2 直径相同，均为 d，它们的质量相比较，应是 m1________m2； (2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使________； (3)实验中，直接测定小球碰撞前后 速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________间 接地解决这个问题，（填选项前的符号） A．小球开始释放高度 h B．小球抛出点距地面的高度 H C．小球做平抛运动 射程 (4)图甲中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 m1 多次从斜轨上 S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP。然后，把被碰小球 m2 静置 于轨道的水平部分，再将入射球 m1 从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2 相碰，并多次重复， 接下来要完成的必要步骤是_______（多选）（填选项前的符号） A．用天平测量两个小球的质量 m1、m2 B．测量小球 m1 开始释放高度 h C．测量抛出点距地面的高度 H D．分别找到 m1、m2 相碰后平均落地点的位置 M、N E．测量平抛射程 OM，ON (5)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________（用（4）中测量的量表 示）。 【答案】(1). ＞ (2). 末端切线水平 (3). C (4). ADE (5). m1OP=m1OM+m2ON 【解析】(1)[1]碰撞后为了不让 反弹，应满足 。 (2)[2]为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使末端切线水平。 (3)[3]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相 等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量 射程，故选 C。 的 的 6 19 11=0.2u=0.2 931.5MeV=0.2 931.5 10 1.6 10 J 2.98 10 JE − −∆ × × × × × ≈ × 1m 1 2m m> (4)[4] (5)[5]要验证动量守恒定律定律，即验证 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间 t 相等，上式两边 同时乘以 t 得 得 因此实验要完成的必要步骤为：测量两球的质量、确定落点从而确定小球的水平位移，故选 ADE。 三、计算题 15. 质量 m=0.02kg 的子弹以 v0=300m/s 的速度射入质量为 M=2kg 的静止在光滑的水平桌面 的木块，子弹穿出木块的速度 =100m/s，求： （1）子弹射出木块时木块的速度； （2）若子弹射穿木块的时间为 ，子弹对木块的平均作用力 大小为多少？ 【答案】（1）2m/s；（2）200N 【解析】 （1）由子弹打木块过程动量守恒，规定子弹初速度方向为正方向 mv0=m +MV （3 分） 解得 V=2m/s（2 分） （2）对木块由动量定理 MV-0（3） =200N(2 分） 16. 如图所示，质量为 m=1kg 的滑块，以 5m/s 的水平向右的初速度滑上静止在光滑水平面 上的平板小车，最终滑块恰好未滑离小车，已知小车质量为 M=4kg，小车与滑块之间的动 摩擦因数为 0.4，求： (1)滑块与小车的最终速度； (2)整个运动过程中产生的内能； 【答案】(1)1m/s；(2)10J 【解析】(1)设滑块与小车共同速度为 v，滑块的质量为 m，原来的速度为 v0，小车的质量为 M。则有 mv0＝（M＋m）v 解得 v＝1m/s (2)由能量守恒知 解得 Q＝10J 17. A、B 两球沿同一直线发生正碰，如图所示的 x－t 图象记录了两球碰撞前、后的运动情 1 1 1 2 2 3m v m v m v= + 1 1 1 2 2 3m v t m v t m v t= + 1 1 2m OP m OM m ON= + 2 2 0 1 1 ( )2 2Q mv M m v= − + 况。图中 a、b 分别为 A、B 碰前的位移—时间图象，c 为碰撞后它们的位移—时间图象。 若 A 球的质量为 mA=2kg，则： (1)从图象上读出 A、B 碰前的速度及碰后的共同速度？ (2)B 球的质量 mB 为多少千克？ 【答案】(1)－3m/s，2m/s，－1m/s；(2) 【解析】(1)由图象得碰前 碰后共同速度 (2)碰撞过程由动量守恒定律得 代入数据，得 mB＝ kg。 18. 一火箭喷气发动机每次喷出 m＝200 g 的气体，气体离开发动机喷出时的速度 v＝1 000 m/s．设火箭质量 M＝300 kg，发动机每秒钟喷气 20 次． （1）当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？ （2）运动第 1 s 末，火箭的速度多大？ 【答案】（1）2 m/s （2）13．5 m/s 【解析】（1）选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解． 设喷出三次气体后火箭的速度为 v3， 以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：（M－3m）v3－3mv＝0， v3＝ ＝2 m/s （2）发动机每秒钟喷气 20 次，以火箭和喷出 20 次气体为研究对象，根据动量守恒定律 得：（M－20m）v20－20mv＝0， v20＝ ＝13．5 m/s． 的 4 kg3 4 10= m/s= 3 m/s2Av − − 4 0 m/s 2 m/s= 2Bv − ＝ 2 4= m/s 1m/s2v − −＝ ( )+ +A A B B A Bm v m v m m v＝ 4 3