安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期末考试试题（实验班）

安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期末考试试题（实验班）

育才学校2020学年第二学期期末考试 ‎ 高二（实验班）物理试卷 ‎（本卷满分：100分，时间：90分钟）‎ 一、选择题（每题4分，共48分）‎ ‎1.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是(  )‎ ‎2.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是(  )‎ A. 汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了原子的核式结构 B. 卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 C. 查德威克发现了中子，证实了中子是原子核的组成部分 D. 爱因斯坦发现的质能方程解释了光电效应产生的原因 ‎3.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(  )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎4.A、B两球沿一直线发生正碰，如图所示的s-t图象记录了两球碰撞前后的运动情况，图中的a、b分别为碰撞前的位移图象．碰撞后两物体粘合在一起，c为碰撞后整体的位移图象．若A球的质量mA=2kg，则下列说法中正确的是(  )‎ A. B球的质量mB=1kg B. 相碰时，B对A所施冲量大小为3N•S C. 碰撞过程损失的动能为10J D. A、B碰前总动量为-3kg•m/s ‎5.如图所示，两相同的木块A、B静止在水平面上，它们之间的距离为L．今有一颗子弹以较大的速度依次射穿了A、B，设子弹射穿A木块的过程中所用时为tA，子弹射穿B木块的过程中所用时间为tB．A、B停止时，它们之间的距离为s，整个过程中A、B没有相碰．子弹与木块的作用力恒定，则(  )‎ A．s=L, tA= tB B．s＞L，tA＜tB C． s＜L，tA＞tB D．s＜L，tA＜tB ‎6.关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（　 　）‎ A. 在核反应中，质量守恒、电荷数守恒 B. 氢原子从n=6跃迁至n=2能级时辐射出频率v1的光子，从n=5跃迁至n=2能级时辐射出频率v2的光子，频率为v1的光子的波长较大 C. 已知铀238的半衰期为4.5×109‎ 年，地球的年龄约为45亿年，则现在地球上存有的铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的一半 D. β衰变能释放出电子说明了原子核中有电子 ‎7.氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子(  )‎ A. 从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短 B. 从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光 C. 从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D. 从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 ‎8.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为,则有(  )‎ A. 当用频率为2的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B. 当照射光的频率大于时，若增大，则逸出功增大 C. 当用频率为2的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 D. 当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 ‎9.在光电效应实验中，用某一频率的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(  )‎ A. 增大入射光的强度，光电流增大 B. 减小入射光的强度，光电效应现象将消失 C. 改用频率小的光照射，一定不发生光电效应 D. 改用频率更大的光照射，光电子的最大初动能变大 ‎10.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是（ ）‎ A. 核的结合能约为14 MeV B. 核比核更稳定 C. 两个核结合成核时释放能量 D. 核中核子的平均结合能比核中的大 ‎11.从水平地面上方同一高度处，使a球竖直上抛，使b球平抛，且两球质量相等，初速度大小相同，最后落于同一水平地面上。空气阻力不计。下述说法中正确的是（ ）‎ A．两球着地时的动量相同 B．两球着地时的动能相同 C．重力对两球的冲量相同 D．重力对两球所做的功相同 ‎12.质量为M和的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是（ ）‎ A、M、、m速度均发生变化，分别为，而且满足 B、的速度不变，M和m的速度变为和，而且满足 C、的速度不变，M和m的速度都变为，且满足 D、M、、m速度均发生变化，M、速度都变为，m的速度变为，且满足 二、实验题（共2小题，满分12分。把正确答案填写在题中横线上）。‎ ‎13.如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.‎ ‎（1）若入射小球质量为,半径为；被碰小球质量为，半径为，则（______）‎ A. ， B. ， ‎ C. ， D. ， ‎ ‎（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________.（填下列对应的字母）‎ A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤 E.秒表 ‎（3）设入射小球的质量为,被碰小球的质量为，P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式（用、及图中字母表示）___________________________成立,即表示碰撞中动量守恒.‎ ‎14.为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示。‎ ‎(1)为了测量遏止电压与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向_____闭合。（填“上”或“下”）‎ ‎(2)如果实验所得图象如图2所示，其中、、为已知量，元电荷带电量为。那么：‎ ‎①只需将________与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。‎ ‎②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为 ___________。‎ 三、解答题（本大题共4小题，共40分。）‎ ‎15. （本小题8分）1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是． 经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的．‎ ‎①求m、n的值；‎ ‎②一个静止的氡核（）放出一个α粒子后变成钋核（）．已知钋核的速率v=1×106m/s，求α粒子的速率．‎ ‎16. （本小题10分）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示，则：‎ ‎（1）氢原子可能发射几种频率的光子？‎ ‎（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？‎ ‎（3）用（2）中的光子照射表中几种金属，哪些金属能发生光电 效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？‎ ‎17. （本小题10分）一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，车祸中车内人的质量约60kg,据测算两车相撞前的速度约为30m／s，求：‎ ‎（1）人受到的平均作用力是多大?‎ ‎（2）若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体作用时间是1.0s，求这时人体受到的平均平均作用力为多大？‎ ‎18. （本小题12分）如图所示，质量为mA=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m。某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为mC=1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：‎ ‎（1）小车系统的最终速度大小v共；‎ ‎（2）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；‎ ‎（3）整个过程中系统损失的机械能△E机损。‎ 高二物理试卷 参考答案解析 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ A C D C B C AD AC AD BC BD BC ‎1.A【解析】黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故B、D错误．黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射．即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故C错误A正确．故选A．‎ ‎2.C【解析】汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了电子，选项A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子的核式结构理论，选项B错误； 查德威克发现了中子，证实了中子是原子核的组成部分，选项C正确； 爱因斯坦发现的光电效应方程解释了光电效应产生的原因，选项D错误；故选C.‎ ‎3.D【解析】规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有：4mv0=3mv1+mv2‎ 则8=3v1+v2; 两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等， ，‎ 水平方向做匀速运动，x1=v1t=v1，x2=v2t=v2，则8=3x1+x2; 结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确．故选D．‎ ‎4.C【解析】在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量守恒定律可以求出B球的质量．由动量定理求B对A所施冲量大小．根据能量守恒求损失的动能．‎ 由s-t图象的斜率等于速度，可得，碰撞前有：A球的速度，B球的速度为，碰撞后有A、B两球的速度相等，为，对A、B组成的系统，根据动量守恒定律得： ‎ ‎，解得，A错误；对A，由动量定理得：B对A所施冲量为，B错误；碰撞中，A、B两球组成的系统损失的动能： ，代入数据解得，C正确；A、B碰前总动量为，故D错误．‎ ‎5.B【解析】子弹依次射穿了木块A、B，由于先经过木块A，故经过木块A的任意时刻的速度大于经过木块B任意时刻的速度，即经过木块A的平均速度大，故根据，经过木块A的时间较短，故tA＜tB；‎ 子弹射穿木块过程，木块是匀加速运动，子弹与木块的作用力F恒定，故根据动量定理，有：（F-f）t=mv 由于经过木块A的时间较短，故木块A获得的初速度较小；根据牛顿第二定律，有：F-f=ma，故木块A、B的加速度相同；根据运动学公式v2-v02=2ax，可得木块A滑动的距离较小，故s＞L；故选B ‎6.C【解析】在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒，选项A错误；氢原子从n=6的能级跃迁到n=2的能级的能级差大于从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的能级差，根据Em-En=hγ知，频率为v1的光子的能量大于频率为v2的光子的能量，频率为v1的光子的波长较小，选项B错误；‎ 铀238的半衰期为4.5×109年，地球的年龄约为45亿年，则有铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的一半．故C正确；β衰变是中子转变成质子而放出的电子．故D错误；故选C.‎ ‎7.AD【解析】A、从高能级向n=1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.20eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长．故A正确．B、从高能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.40eV，大于可见光的能量．故B错误．C、从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51eV，小于可见光的光子能量．故C错误．D、从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，在可见光能量范围之内．故D正确．故选AD．‎ ‎8.AC【解析】‎ 只要照射光的频率大于该金属的极限频率，则可产生光电效应现象，故A正确；金属的逸出功与照射光的频率无关，只和金属本身的性质有关，B错误；根据可知光电子的最大初动能和照射光的频率不成正比，不频率增大一倍，最大初动能不一定增加一倍，当频率为时，恰好发生光电效应，即，当频率变为2倍时，，C正确D错误 ‎9.AD【解析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大．故A正确；入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改变频率小于ν，但不一定小于极限频率，故C错误；在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0，入射光的频率越高，光电子最大初动能越大．故D正确．故选AD。‎ ‎10.BC【解析】由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小．‎ 由图可知，氦核的结合能大约为7MeV，氦核的核子数为4，则氦核的结合能大约为28MeV，故A错误；比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则核比核更稳定，B正确；两个核结合成核时有质量亏损，释放能量，C正确；由图可知， 核中核子的平均结合能比核中的小，故D错误．‎ ‎11.BD ‎12.BC【解析】碰撞的瞬间M和m组成的系统动量守恒，的速度在瞬间不变，以M的初速度方向为正方向，若碰后M和m的速度变和，由动量守恒定律得：；若碰后M和m速度相同，由动量守恒定律得：,故BC正确 ‎13. C AC ‎ ‎【解析】 (1)在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，取向右为正方向，‎ 由动量守恒定律得： ‎ 在碰撞过程中机械能守恒： ‎ 联立解得： ‎ 要碰后入射小球的速度，则有，即，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即，选C.‎ ‎(2)P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间 ‎，即平抛运动的时间相同，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，将三个速度代入得： ，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；‎ ‎(3)由(2)可知，实验需要验证的表达式为： ‎ ‎14. 向下 ‎ ‎【解析】（1）测遏制电压Uc，所加电场阻碍光电子向A极板运动，所以A极板的电势低于K极板的电势；由电路图可知，双刀双掷开关应该“向下”闭合；‎ ‎（2）由光电效应方程 及 可得 进行数形组合可知，‎ 所以 ，‎ ‎15.①m是4，n是4②5.45×107m/s ‎【解析】核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值；核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子速度．‎ ‎①核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得4m=222﹣206，86=82+2m﹣n，解得m=4，n=4；‎ ‎②核反应过程系统动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ，代入数据解得；‎ ‎16.（1）6种（2）E=2.55eV（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．最大初动能为0.65eV．‎ ‎【解析】（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数．（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．（3‎ ‎）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能．‎ ‎（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子．‎ ‎（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即．‎ ‎（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．‎ 根据光电效应方程得，．‎ ‎17.（1）F=5.4×104N（2）F=1.8×103N ‎【解析】17.（1）由v2−v02＝2ax得人和车减速的加速度大小为： ‎ 根据牛顿第二定律得人受到的平均冲力为：F=ma=60×900N=5.4×104N ‎（2）有动量定理得：F′t=mv-mv0‎ 解得： ‎ 负号表示力的方向与初速度方向相反 ‎18.（1）3.2m/s （2）0.4m （3）14.4J ‎【解析】根据动量守恒求出系统最终速度；小球做平抛运动，根据平抛运动公式和运动学公式求出水平距离；由功能关系即可求出系统损失的机械能。‎ ‎（1）设系统最终速度为v共，由水平方向动量守恒：‎ ‎(mA＋mB) v0=(mA＋mB＋mC) v共 带入数据解得：v共=3.2m/s ‎（2）A与C的碰撞动量守恒：mAv0=(mA＋mC)v1‎ 解得：v1=3m/s 设小球下落时间为t，则： ‎ 带入数据解得：t=0.4s 所以距离为： ‎ 带入数据解得：L=0.4m ‎（3）由能量守恒得： ‎ 带入数据解得： ‎