2017-2018学年安徽省定远中学高二下学期教学段考物理试题（解析版）

2017-2018学年安徽省定远中学高二下学期教学段考物理试题（解析版）

‎2017-2018学年安徽省定远中学高二下学期教学段考物理试题 注意事项：‎ ‎1．答题前在答题卡、答案纸上填写好自己的姓名、班级、考号等信息 ‎2．请将第I卷（选择题）答案用2B铅笔正确填写在答题卡上；请将第II卷（非选择题）答案黑色中性笔正确填写在答案纸上。‎ 第I卷（选择题 45分）‎ 一．选择题（本题有15小题，每小题3分，共45分。）‎ ‎1.下列四幅图的有关说法中正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎2.下列说法正确的是（ ）‎ A. 动量的方向与所受合外力方向一定相同 B. 动量的方向与合外力冲量的方向一定相同 C. 动量增加的方向与合外力方向一定相同 D. 动量变化率的方向与速度方向一定相同 ‎3.如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度为零然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F1.在整个过程中，重力对滑块的总冲量为(　　) ‎ A. mgsinθ(t1＋t2)‎ B. mgsinθ(t1－t2)‎ C. mg(t1＋t2)‎ D. 0‎ ‎4.质量为‎3kg的物体静止于光滑水平面上，从某一时刻开始，在4s内物体所受的水平冲量与时间的关系如图所示，则在4s内物体的位移（　　） A.0 B‎.1m C‎.2m D‎.6m ‎5.一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/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎6.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎7.如图所示，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st(位移－时间)图象．已知m1＝‎0.1 kg.由此可以判断下列说法错误的是（　　）‎ A. 碰前m2静止，m1向右运动 B. 碰后m2向右运动，m1向左运动 C. m2＝‎‎0.3 kg D. 碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能 ‎8.质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘成一个整体，这个整体的动能等于（　　） ‎ A. E0 B. C. D. ‎ ‎9.如图所示为a、b两小球沿光滑水平面相向运动的v-t图。已知当两小球间距小于或等于L时，受到相互排斥的恒力作用，当间距大于L时，相互间作用力为零。由图可知（ ）‎ A. a球的质量大于b球的质量 B. a球的质量小于b球的质量 C. tl时刻两球间距最小 D. t3时刻两球间距为L ‎10.在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车(和单摆)以恒定的速度v0沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如图所示．碰撞的时间极短，下列说法正确的是(　 　)‎ A. 小车和木块碰撞过程，小车、摆球和木块组成的系统动量守恒 B. 小车和木块碰撞之后，小车、摆球和木块组成的系统动量守恒 C. 小车和木块碰撞过程可能出现，摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足Mv0＝Mv1＋mv2‎ D. 小车和木块碰撞过程可能出现，小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(M＋m0)v0＝(M＋m0)v1＋mv2‎ ‎11.如图所示，质量为m的小球从光滑的半径为R的半圆槽顶部A由静止滑下．设槽与桌面无摩擦，则（ ）‎ A. 小球不可能滑到右边最高点B B. 小球到达槽底的动能小于mgR C. 小球升到最大高度时，槽速度为零 D. 若球与槽有摩擦，则系统水平动量不守恒 ‎12.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.这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光 B.氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 C.氢原子由n=3跃迁到n=2产生的光波长最长 D.这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV ‎13.如图所示，质量m1＝‎0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝‎1.5 m，现有质量m2＝0. ‎2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝‎10 m/s2，则（　　）‎ A. 物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统动量守恒。‎ B. 物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统机械能守恒。‎ C. 若v0=‎2m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24s；‎ D. 若要保证物块不从小车右端滑出，则v0不得大于‎5m/s ‎14.已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0 ． 一群氢原子处于量子数n=4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，且氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到量子数 n=2 的能量状态时向外辐射频率为ν0‎ 的光子．下列说法正确的是（　　） A.这些氢原子向外辐射的光子频率有6种 B.当照射光的频率ν 大于v0时，若v增大，则逸出功增大 C.当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0 D.当照射光的频率ν 大于v0时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 ‎15.下列说法正确的是（　　） A.热量可以由低温物体传递到高温物体 B.外界对物体做功，物体的内能必定增加 C.若容器中用活塞封闭着刚饱和的一些水汽，当保持温度不变缓慢移动活塞使容器的体积减小时，水汽的质量减少，密度增大 D.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 E.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大 第II卷（非选择题 55分）‎ 二、实验题（本题有2小题，共16分。）‎ ‎16. （本题小题6分）某班物理兴趣小组选用如图所示装置来“探究碰撞中的不变量”．将一段不可伸长的轻质小绳一端与力传感器(可以实时记录绳所受的拉力)相连固定在O点，另一端连接小钢球A，把小钢球拉至M处可使绳水平拉紧．在小钢球最低点N右侧放置有一水平气垫导轨，气垫导轨上放有小滑块B(B上安装宽度较小且质量不计的遮光板)、光电门(已连接数字毫秒计)．当地的重力加速度为g.‎ 某同学按上图所示安装气垫导轨、滑块B(调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触而无压力)和光电门，调整好气垫导轨高度，确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生正碰．让小钢球A从某位置释放，摆到最低点N与滑块B碰撞，碰撞后小钢球A并没有立即反向，碰撞时间极短．‎ ‎(1)为完成实验，除了毫秒计读数Δt、碰撞前瞬间绳的拉力F1‎ ‎、碰撞结束瞬间绳的拉力F2、滑块B质量mB和遮光板宽度d外，还需要测量的物理量有________(用题中已给的物理量符号来表示)‎ A.小钢球A质量mA B.绳长L C.小钢球从M到N运动的时间 ‎(2)滑块B通过光电门时的瞬时速度vB＝________(用题中已给的物理量符号来表示) ‎ ‎(3)实验中的不变量的表达式是：________________________.(用题中已给的物理量符号来表示)‎ ‎17. （本题小题10分）某“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：‎ ‎①向体积V油=1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总=500mL；‎ ‎②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=100滴时，测得其体积恰好是V0=1mL；‎ ‎③先往边长为‎30cm～‎40cm的浅盘里倒入‎2cm深的水，然后将 均匀地撒在水面上；‎ ‎④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；‎ ‎⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长a=‎20mm．‎ 根据以上信息，回答下列问题：‎ ‎（1）步骤③中应填写：__________；‎ ‎（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′为_____mL；油酸薄膜的面积S约为_____mm2; 由此可知，油酸分子的直径d约为_______．（结果均保留2位有效数字）‎ ‎（3）某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于_____．‎ A．粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 B．粉末太厚导致油酸未完全散开 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．计算每滴体积时1mL的溶滴数多数了几滴．‎ 三 、解答题（本题有3小题，，共39分。）‎ ‎18. （本题共10分）如图所示，用销钉固定的活塞把导热气缸分隔成两部分，A部分气体压强PA=6.0×105 Pa，体积VA=‎1L；B部分气体压强PB=2.0×105 Pa，体积VB=‎3L．现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体．求活塞稳定后A部分气体的压强． ‎ ‎19. （本题共18分）如图所示，在光滑水平面上，人站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱以相对冰面‎6m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来被人接住后，再以相对冰面‎6m/s的速度向右推出。已知木箱的质量为‎10kg，人与车的总质量为‎60kg。求：‎ ‎(1)第一次推出木箱的过程，人对木箱的冲量大小；‎ ‎(2)人在一次接住与推出木箱的过程，木箱对人的冲量大小；‎ ‎(3)人推木箱多少次后，人接不到木箱。‎ ‎20. （本题共11分）如图所示，半径为的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上，桌距水平地面的高度也为．在桌面上轻质弹簧被、两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态．同时释放两个小球，小球、与弹簧在水平桌面上分离后， 球从点滑上光滑半圆环轨道并恰能通过半圆环轨道最高点， 球则从桌面点滑出后落到水平地面上，落地点距桌子右侧的水平距离为．已知小球质量为，重力加速度为．‎ 求：（）释放后球离开弹簧时的速度大小；‎ ‎（）释放后球离开弹簧时的速度大小；‎ ‎（）释放小球前弹簧具有的弹性势能．‎ 参考答案 ‎1.C ‎【解析】两球质量相等，若发生的碰撞为弹性碰撞，即动量守恒、能量守恒，可知两球的速度交换．若发生的碰撞为非弹性碰撞，则碰后m2的速度不一定为v，A错误；根据左手定则，甲向左偏，知甲带负电，不可能是α粒子组成，B错误；光的颜色决定了光的频率，颜色相同，则频率相同，根据光电效应方程，知最大初动能相同，则遏止电压相等，入射光强度越大，饱和电流越大，C正确；链式反应属于重核裂变．比如铀核裂变为链式反应，D错误．‎ ‎2.C ‎【解析】A、动量：P=mv，可知动量的方向与速度的方向是相同的，与物体所受合外力无关．故A错误；B、动量的方向与速度的方向是相同的，与物体所受合外力无关；而合外力的冲量：I=Ft可知冲量的方向与合外力的方向是相同的，所以动量的方向与合外力的冲量的方向无关．故B错误；C、根据动量定理可知，△P=I=Ft，可知物体动量增加的方向与合外力、合外力的冲量方向是相同的．故C正确；D、结合AC的分析可知，动量变化率的方向与速度方向无关．故D错误；故选C.‎ ‎3.C ‎【解析】重力的作用时间为t1+t2；故重力的冲量I=mg（t1+t2）；故C正确；故选C．‎ ‎4.C 【解析】由图可知．0﹣2s内以及2﹣4s内物体受到的冲量都是与时间成线性关系，可知在0﹣2s内和2﹣4s内物体受到的力都不变，物体做匀变速直线运动，在0﹣2s内物体做初速度等于0的匀加速直线运动，在2﹣4s内物体做匀减速直线运动，由运动的对称性可知，4s末物体的速度又等于0．‎ 在0﹣2s末，根据动量定理可得：I=△P=mv 所以：v= m/s 所以位移在4s内的位移：x= m．C符合题意，ABD不符合题意．‎ 故答案为：C[]‎ ‎5.B ‎【解析】‎ 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；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动．根据平抛运动的基本公式即可解题．‎ 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,则，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，，则，结合图象可知，B的位移满足上述表达式，故B正确．‎ ‎6.B ‎【解析】设中子的质量为m，因为发生的是弹性正碰，动量守恒，机械能守恒，规定初速度的方向为正方向，有：mv1=mv2+Amv， mv12＝mv22+•Amv2 联立两式解得： ．故B正确，ACD错误．故选B．‎ ‎7.D ‎【解析】s-t（位移时间）图象的斜率等于速度，由数学知识求出碰撞前后两球的速度，分析碰撞前后两球的运动情况．根据动量守恒定律求解两球质量关系，由能量守恒定律求出碰撞过程中系统损失的机械能 由位移时间图象的斜率表示速度，碰前的位移不随时间而变化，处于静止， 向速度大小为，方向只有向右才能与相撞，故A正确；由图读出，碰后的速度为正方向，说明向右运动， 的速度为负方向，说明向左运动，故B正确；由图求出碰后和的速度分别为，根据动量守恒定律得， ，代入解得， ，故C正确；碰撞过程中系统损失的机械能为，代入解得， ，D错误．‎ ‎8.D ‎【解析】取向右为正方向，设每个物体的质量为m．第一号物体的初动量大小为P0，最终三个物体的共同速度为v．以三个物体组成的系统为研究对象，对于整个过程，根据动量守恒定律得：  P0=3mv ‎ 又P0=mv0，E0=mv02 联立得： ‎ 则得： 整体的动能为．故ABC错误，D正确，故选D.‎ ‎9.BD ‎【解析】从v-t图象可以看出a小球速度时间图线的斜率较大，所以a小球的加速度较大，两小球之间的排斥力为相互作用力大小相等，根据牛顿第二定律：F=ma，可知加速度大的质量小，即a小球质量较小，故A错误，B正确；两球做相向运动，所以当速度相等时距离最近，即t2时刻两小球最近，之后距离又开始逐渐变大，故C错误；当间距大于L时，相互间作用力为零，由图看出t3时刻之后相互作用力为零，即间距大于L，则t3时刻距离为L，D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎10.AC ‎【解析】A、小车和木块碰撞过程，小车、摆球与木块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A正确；‎ B、小车和木块碰撞过程摆球的速度保持不变，小车与木块碰撞后小车速度发生变化，摆球相对小车摆动，在竖直方向，小车、摆球和木块组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；‎ C、小车和木块碰撞过程小车与木块组成的系统动量守恒,小车和木块的速度变为v1和v2,以小车的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得：Mv0=Mv1+mv2，故C正确；‎ D. 小车和木块碰撞过程时间极短，碰撞瞬间摆球的速度保持不变而小车速度发生变化，小车和摆球的速度不可能相等，故D错误。‎ 故选：AC。‎ ‎11.BC ‎【解析】小球与槽组成的系统在水平方向动量守恒，系统初状态动量为零，由动量守恒定律可知，小球到达最右端时系统总动量也为零，球与槽的速度都为零，在整个过程中系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，小球可以到达右边最高点，故A 错误，C正确；小球与槽组成的系统动量守恒，小球到达槽的底端时，小球与槽都有一定的速度，都获得一定的动能，在此过程中系统机械能守恒，小球重力势能的减少量mgR转化为球与槽的动能，因此小球到达槽底时的动能小于mgR，故B正确；球与槽有摩擦时，槽与小球组成的系统水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，故D错误；故选BC．‎ ‎12.BC ‎【解析】A、根据 =3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子．故A错误．‎ B、氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量为13.6﹣1.51eV=12.09eV，由光电效应条件可知，大于逸出功，能使逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应．故B正确；‎ C、氢原子由n=3跃迁到n=2辐射的光子能量较小，则产生的光波长最长，故C正确．‎ D、氢原子由n=3跃迁到n=1能级，辐射的光子能量最大值为12.09eV，故D错误．‎ 故选：BC．‎ 根据数学组合公式 求出氢原子可能辐射光子频率的种数．能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高．‎ ‎13.ACD ‎【解析】A、由于地面光滑，所以滑块和小车构成的系统动量守恒，故A正确；‎ B、由于滑块和小车之间有摩擦力，所以系统机械能不守恒，故B错误；‎ C、设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有 ，设物块与车面间的滑动摩擦力为，则对物块应用动量定理有 解得 代入数据得，故C正确；‎ D、要使物块恰好不从车面滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则 ‎ 由功能关系有 ‎ 代入数据解得 ， 故D正确；‎ 综上所述本题答案是：ACD ‎14.AC ‎【解析】A、根据 =6知，这些氢原子向外辐射的光子频率有6种，A符合题意．‎ B、金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身性质决定，B不符合题意．‎ C、某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0．则逸出功为hv0，根据光电效应方程得，用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能Ekm=h•2v0﹣hv0=hv0，C符合题意．‎ D、光电子的最大初动能与光强无关，D不符合题意．‎ 故答案为：AC ‎15.ADE ‎【解析】A、在一定的条件下热量可以由低温物体传递到高温物体，如电冰箱．A符合题意；‎ B、外界对物体做功，若同时物体放出热量，物体的内能不一定增加．B不符合题意；‎ C、水的饱和蒸汽压仅仅与温度有关，当保持温度不变缓慢移动活塞使容器的体积减小时，水汽的质量减少，但密度不变；C不符合题意；‎ D、根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．D符合题意；‎ E、在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则油酸的体积的测量值增大，所以会使分子直径计算结果偏大．E符合题意．‎ 故答案为：ADE ‎16. AB ‎ ‎【解析】（1）滑块B通过光电门时的瞬时速度 ． 根据牛顿第二定律得，F1−mAg＝mA． F2−mAg＝mA． 根据动量守恒定律得，mAv1=mAv2+mBvB 整理得， ． 所以还需要测量A的质量mA，以及绳长l．故选AB.‎ ‎(2)滑块B通过光电门时的瞬时速度: ‎ ‎(3)实验中的不变量的表达式是： ‎ ‎17. 痱子粉或石膏粉 2×10-5 4.3~4.7×104 4.4~4.8×10‎-10m BC ‎【解析】 (1) 先往边长为‎30cm～‎40cm的浅盘里倒入‎2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。‎ ‎(2) 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 数出轮廓范围内小方格的个数，油酸薄膜的面积 油酸分子的直径 ‎ ‎(3)A：粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大。据可得直径结果偏小。故A项错误。‎ B：粉末太厚导致油酸未完全散开，导致油膜面积测量值偏小。据可得直径结果偏大。故B项正确。‎ C：计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小。据可得直径结果偏大。故C项正确。‎ D：计算每滴体积时1mL的溶滴数多数了几滴，导致1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积测量值偏小。据可得直径结果偏小。故D项错误。‎ ‎18. 【解析】拔去销钉，待活塞稳定后，P′A=P′B①‎ 根据玻意耳定律，对A部分气体， ②‎ 对B部分气体， ③‎ 由①②③联立： Pa ‎ ‎19.（1）‎60 kg·m/s（2）‎120 kg·m/s　　（3）人推木箱4次后，人接不到木箱 ‎【解析】（1）对木箱由动量定理可知，人对木箱的冲量 I=m箱v箱　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①‎ 带入数据得：I=‎60 kg·m/s　　　　②‎ ‎（2）人接收木箱到推出木箱过程，木箱对人的冲量大小 I2=‎2m箱v箱=‎120 kg·m/s　　　　　　　　　　　③‎ ‎（3）第一次推木箱过程，木箱对人的冲量 I1=m箱v箱　　　　　　　‎ 设人推木箱n次后，人接不到木箱，则 I1+（n-1）I2=m人v人　　　　　　　　　　　　　④‎ 其中v人≥v箱　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑤‎ 带入数据得：n=3.5　　　　　　　 ⑥‎ 即:人推木箱4次后，人接不到木箱 ⑦‎ ‎20.（）；（）；（）‎ ‎【解析】‎ ‎（）球恰能通过半圆环轨道最高点，故有， 球从运动到过程中机械能守恒，固有，联立计算得出： ，即释放后球离开弹簧时的速度大小为．‎ ‎（）球则从桌面点滑出做平抛运动，竖直分运动： ，水平分运动． ，代入数据求得．‎ ‎（）以与弹簧为研究对象，动量守恒， ，计算得出，弹簧的弹性势能为： ．‎ 计算得出，故释放小球前弹簧，具有的弹性势能为．‎