黑龙江省双鸭山市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

黑龙江省双鸭山市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

黑龙江省双鸭山市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析） ‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个题的4个选项中，其中1-7题只有一个选项正确，8-12 题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1.下列关于分子热运动的说法中正确的是（ ）‎ A. 扩散现象表明，分子在做永不停息的热运动 B. 布朗运动就是液体分子的无规则热运动 C. 温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同 D. 布朗颗粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故A正确；‎ B．布朗运动是固体小颗粒无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；‎ C．温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均动能相同，由于分子质量不同，分子的平均速率不同，故C错误；‎ D．布朗颗粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误。‎ 故选：A ‎2.消防队员在施救可能从窗口坠落的小孩时，在地面铺设弹簧垫，预防小孩坠落减少伤害，这是因为落到地面时（ ）‎ A. 弹簧垫能够减小小孩的冲量 B. 弹簧垫能能够减小小孩的动量的变化量 C. 弹簧垫能够增大与小孩的冲击时间，从而减小冲力 D. 弹簧垫能够增大对小孩的压强，起到安全作用 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小孩在落地的过程中，动量变化一定。由动量定理可知，小孩受到的冲量I一定；小孩落到到弹簧垫上可以延长着地过程的作用时间t，由I=Ft可知，延长时间t可以减小小孩所受到的平均冲力F，故C正确，ABD错误。‎ ‎3.下列说法正确的是 （ ）‎ A. 是a衰变方程 B. 是核聚变反应方程 C. 是核裂变反应方程 D. 是核聚变反应方程 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，故A错误；‎ B、B中的反应为轻核聚变反应方程，故B正确；‎ C、C中是衰变方程，故C错误；‎ D、D中的反应方程为原子核人工转变方程，故D错误。‎ 点睛：该题考查几个常见的核反应方程，加强对基本知识、基本概念的积累，是解决概念题的唯一的途径。‎ ‎4.关原子核，下列说法正确的是 A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个氡原子核 B. 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子 C. 比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D. 在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离能力最强 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 半衰期是统计学概念，对少数原子核无效，A错误；衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，B正确；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C错误；射线的穿透能力最弱，射线的电离能力最弱，D错误。故选B。‎ ‎【点睛】半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；射线的实质是电子流；比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；知道α、β、γ这三种射线的性质。‎ ‎5.将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 取向上为正方向，由动量守恒定律得：‎ 则火箭速度 故选：D。‎ ‎6.如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E，4个小球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量，A球以速度向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后    ‎ A. 5个小球静止，1个小球运动 B. 4个小球静止，2个小球运动 C. 3个小球静止，3个小球运动 D. 6个小球都运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、B质量不等，MA＜MB．AB相碰后A速度向左运动，B向右运动．‎ BCDE质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终E有向右的速度，BCD静止．‎ EF质量不等，ME＞MF，则EF都向右运动．‎ 所以BCD静止；A向左EF向右运动．故C正确．‎ 故选C ‎7.2020年1月8日，美国军方高机密卫星在进入太空后完全失去了联系，新年就迎来发残片射失败。如图所示，某一质量为m的卫星残片从离地面H高处由静止落至地面并陷入泥土一定深度h而停止，不计空气阻力，重力加速度为g。关于残片下落的整个过程，下列说法中正确的有 A. 残片克服泥土阻力所做的功为mgh B. 残片下落的全过程中重力的冲量大于泥土阻力的冲量 C. 残片所受泥土的阻力冲量大于 D. 残片从接触地面到静止的过程中动量的改变量等于所受阻力的冲量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 取从静止开始释放到落到进入泥土中为研究过程，应用由动能定理得mg(H+h)-Wf=0，解得Wf=mg(H+h)，故A错误。取整个过程为研究，应用由动量定理：IG-If=0，即全过程中重力的冲量等于泥土阻力的冲量，选项B错误；对残片陷入泥土的过程：，即 ，即残片所受泥土的阻力冲量大于，选项C正确；由动量定理，残片从接触地面到静止的过程中动量的改变量等于所受重力和阻力的冲量和，选项D错误；故选C.‎ 点睛：此题考查动能定理及动量定理的应用；在涉及力和位移问题中用动能定理，涉及力和时间问题中用动量定理较方便的应用范围很广，使用时注意选择正方向．‎ ‎8.某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为r,每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏伽德罗常数NA可表示为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ A中，因气体分子间有间距，所以分子体积并不是所占空间的体积，故A错误。B中rV0不是气体的摩尔质量M，再除以每个分子的质量m，不是NA，故B错误。C中气体的摩尔质量M，再除以每个分子的质量m为NA，故C正确。D中ρV0不是每个分子的质量，故D错误。故选C。‎ ‎9.关于下列四幅图的说法，正确的是（　　）‎ A. 甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为α射线 B. 乙图中，用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发现原来闭合的验电器指针张开，此时锌板和验电器均带正电 C. 丙图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型 D. 丁图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应所释放的能量 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：在图甲中根据左手定则和粒子偏转方向可知，沿轨迹1运动的射线带负电，应为β射线，故选项A错误；当用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，时由于用电器指针张开，说明发生了光电效应现象，即有光电子逸出，锌板因失去电子而带正电，此时与其相连的用电器上有部分电子移向锌板，两者都带正电，故选项B正确；丁图所示的核反应堆示意图，是利用了铀核裂变反应释放能量，故选项D错误；选项C说法正确。‎ 考点：本题主要考查了对三种射线特征、光电效应现象、卢瑟福α粒子散射实验、核反应堆的掌握与理解问题，属于中档偏低题。‎ ‎10.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F＞0表示斥力，F＜0表示引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放，则( )‎ A. 乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 B. 乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 C. 乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加 D. 乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 乙分子在从a到c的过程中一直受到引力加速，而从c到d的过程中受斥力开始减速，所以到达c时速度最大，故A正确；乙分子由a到b一直受引力，做加速运动，从b到c分子力逐渐变小但仍为引力，继续加速，故B错误；从a到b分子力做正功，分子势能一直减少，故C错误；从b到c分子力做正功，分子势能先减小，从c到d分子力做负功，分子势能增大，故D错误；故选A。‎ ‎11.如图甲，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的位移-时间图象．已知m1=0.1kg，由此可以判断（ ）‎ A. 碰后m2和m1都向右运动 B. m2=0.3kg C. 碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 D. 碰撞过程中系统没有机械能的损失 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由s-t图示可知，碰后m1的速度：，方向：水平向左，m2的速度：，方向水平向右，故A错误；‎ B项：由s-t（位移时间）图象的斜率得到，碰前m2的位移不随时间而变化，v2=0，m1速度大小为，方向：水平向右，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得： ，解得：，故B正确；‎ C、D项：碰撞过程中系统损失的机械能为，代入数据解得：，故C错误，D正确。‎ ‎12.如图所示，质量为3m、半径为R的光滑半圆形槽静置于光滑水平面上，A、C为半圆形槽槽口对称等高的两点，B为半圆形槽的最低点。将一可视为质点、质量为m的小球自左侧槽口A点自由释放，小球沿槽下滑的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是( )‎ A. 小球和半圆形槽组成的系统机械能守恒、动量守恒 B. 小球刚好能够到达半圆形槽右侧的C点 C. 半圆形槽速率的最大值为 D. 半圆形槽相对于地面位移大小的最大值为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 小球与半圆形槽组成的系统在水平方向不受力，所以水平方向的动量守恒，但在竖直方向受重力作用，故系统总的动量不守恒；所有的接触面都是光滑的，故在整个的运动过程中只有重力和弹力做功，故系统的机械能守恒，故A错误；因为系统的初状态水平方向的动量为零，根据系统水平方向动量守恒可知，系统在末状态的水平方向的动量也零，故在末状态小球与半圆形槽的速度都为零，而初状态只有小球的重力势能，根据系统机械能守恒，可知末状态也只小球的重力势能，且与初状态相等，故B正确；当小球下至半圆形槽最低点时，根据反冲运动的特点可知，此时小球有向右的最大速度，半圆形槽有向左的最大速度，设小球的最大速度为，半圆形槽的最大速度为，初状态水平方向的动量为零，取向右为正，根据系统水平方向动量守恒得：，根据系统机械能守恒得：‎ ‎，联立解得：，故C错误；小球从左边最高点下至最低点时，根据系统水平方向动量守恒得：，又，代入得：，即，且，联立解得：；当小球从最低点向右边最高点运动时，半圆形槽继续向左运动，同理可得半圆形槽在这一过程的位移为，故半圆形槽相对于地面位移大小的最大值为，故D正确；故选BD.‎ 二．实验题（共12分，每空3分）‎ ‎13.如图1为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图 ‎①在验证动量守恒定律的实验中，必须要求的条件是： ______‎ A．轨道是光滑的．‎ B．轨道末端的切线是水平的．‎ C．碰撞的瞬间m1 和m2 球心连线与轨道末端的切线平行．‎ D．每次m1 都要从同一高度静止滚下 ‎②入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是 m1 ______ m2．‎ ‎③实验时，小球的落点分别如图2的M、N、P点，应该比较下列哪两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律： ______‎ A．m1• =m1•+m2•‎ B．m1•=m1•+m2‎ C．m1• =m1•+m2•‎ D．m1• =m1•+m2•‎ ‎④在做此实验时，若某次实验得出小球的落点情况如图2所示．假设碰撞中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1：m2= ______ ．‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). 大于 (3). A (4). 4：1‎ ‎【解析】‎ ‎①A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；‎ B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；‎ C、为保证两球发生对心正碰,碰撞后小球做平抛运动,碰撞的瞬间m1和m2球心连线与轨道末端的切线平行，故C正确；‎ D、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确。‎ 故选：BCD。‎ ‎②为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即m1大于m2。‎ ‎③两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，‎ 如果碰撞过程动量守恒,则m1v1=m1v′1+m2v′2,两边同时乘以t得：m1v1t=m1v′1t+m2v′2t，‎ m1OP=m1OM +m2ON，因此比较AD两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律。‎ ‎④由③可知,如果两球碰撞过程动量守恒,则：m1OP =m1OM +m2ON,代入数据求得：m1:m2=4:1；‎ 三．计算题（共4小题50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤；只写出最后答案的不能得分，有数值计算答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎14.的质量是3.016050u，质子的质量是1.007277u，中子的质量是1.008665u. 1u=931.5MeV，求：‎ ‎（1）写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程式 ‎（2）一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？‎ ‎（3）氚核的结合能和比结合能各是多少？(结果保留三位有效数字)‎ ‎【答案】（1）+2→；（2）放出能量，该能量为7.97MeV；（3）7.97MeV和2.66MeV。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合氚核时得： ‎ ‎（2）2个中子和1个质子结合成H时质量亏损：△m=2mn+mP-mH=1.007277u+2×1.008665u-3.016050u=0.008557u，‎ 所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程，放出的能量为：‎ ‎△E=△mc2=（2mn+mP-mHe）c2=0.008557×931.5=7.97MeV ‎（3）2个中子和1个质子结合成H时放出的能量为7.97MeV，所以其结合能为7.97MeV H的平均结合能为：MeV ‎15.氢原子的能级如图所示，一群氢原子受激发后处于n=3能级．当它们向基态跃迁时，辐射的光照射光电管阴极K，电子在极短时间内吸收光子形成光电效应．实验测得其遏止电压为10.92V．求：‎ ‎（1）氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光子的能量；‎ ‎（2）逸出光电子的最大初动能Ek初；‎ ‎（3）写出该光电效应方程，并求出逸出功．（能量单位用eV表示）‎ ‎【答案】（1）氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光子的能量为12.09eV；（2）逸出光电子的最大初动能为10.92eV；（3）逸出功为1.17eV ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光子能量为：‎ ‎；‎ ‎(2) 逸出光电子的最大初动能为：；‎ ‎(3) 根据光电效应方程得：，代入数据解得：。‎ ‎16.如图，质量为500g的铜块静止于光滑水平面上，一颗质量为50g的子弹以300m/s的水平速度撞到铜块后，又以100m/s的水平速度弹回，求：‎ ‎（1）铜块被撞后速度为多大？‎ ‎（2）系统因碰撞而损失的机械能为多少？‎ ‎【答案】（1）铜块被撞后的速度是40m/s；‎ ‎（2）系统因碰撞而损失的机械能为1600J．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）500g=0.5kg，50g=0.05kg 以子弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：‎ mv0=mv1+Mv2；‎ 解得铜块被撞后的速度为：v2=40m/s ‎（2）系统因碰撞而损失的机械能等于初动能与末动能的差，则：‎ 代入数据得：=1600J。‎ ‎17.如图所示，质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R=0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑。质量为m2‎ ‎=3kg的物体2（可视为质点）放在滑道的B点，现让质量为m1=1kg的物体1（可视为质点）自A点由静止释放。两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体（g=10m/s2）。求：‎ ‎（1）物体1从释放到与物体2相碰的过程中，滑道向左运动的距离；‎ ‎（2）若CD=0.2m，两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；‎ ‎（3）物体1、2最终停在何处。‎ ‎【答案】（1）0.10m（2）0.3J（3）0.05m处 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）从释放到与相碰撞过程中，、组成的系统水平方向动量守恒，设水平位移大小，水平位移大小，有：‎ 可以求得 ‎（2）设、刚要相碰时物体1的速度，滑道的速度为，由机械能守恒定律有 由动量守恒定律有 物体1和物体2相碰后的共同速度设为，由动量守恒定律有 弹簧第一次压缩最短时由动量守恒定律可知物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大，设为。从物体1、2碰撞后到弹簧第一次压缩最短的过程中，由能量守恒有 联立以上方程，代入数据可以求得，‎ ‎（3）分析可知物体1、2和滑道最终将静止，设物体1、2相对滑道CD部分运动的路程为s，由能量守恒有 带入数据可得 所以、最终停在D点左端离D点距离为0．05m处 考点：动量守恒定律、机械能守恒定律。‎ ‎【名师点睛】（1）物体1从释放到与物体2相碰前的过程中，物体2由于不受摩擦，静止不动，系统水平不受外力，动量守恒，用位移与时间的比值表示平均速度，根据动量守恒列式求出滑道向左运动的距离；‎ ‎（2）物体1从释放到与物体2相碰前的过程中，系统中只有重力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒和动量守恒列式，可求出物体1、2碰撞前两个物体的速度；物体1、2碰撞过程，根据动量守恒列式求出碰后的共同速度．碰后，物体1、2向右运动，滑道向左运动，弹簧第一次压缩最短时，根据系统的动量守恒得知，物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大．根据能量守恒定律求解在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；‎ ‎（3）根据系统的能量守恒列式，即可求出物体1、2相对滑道CD部分运动的路程s，从而确定出物体1、2最终停在何处。‎