【物理】浙江省宁波市北仑中学2019-2020学年高二下学期期中考试（育英班）试题

【物理】浙江省宁波市北仑中学2019-2020学年高二下学期期中考试（育英班）试题

北仑中学2019学年第二学期高二年级期中考试 物理试卷(育英班用)‎ 一、 单项选择题(10小题，共30分。）‎ ‎1.地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知氡的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的，在这一过程中（　 　）‎ A．要经过4次α衰变和6次β衰变 ‎ B．要经过4次α衰变和4次β衰变 C．氡核的中子数为86，质子数为136‎ D．标号为a、b、c、d的4个氡核经3.82d后一定剩下2个核未衰变 ‎2.如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个装置处于静止状态。现用水平力F拉动B缓慢向右移动一小段距离后，它们仍处于静止状态,在此过程中，下列判断正确的是 (　　)‎ A.小球A对物体B的压力逐渐增大 B.小球A对物体B的压力逐渐减小 C.墙面对小球A的支持力逐渐减小 D.墙面对小球A的支持力先增大后减小 ‎3.氢原子能级示意图如图所示。氢原子由高能级向低能级跃迁时，从 n＝3能级跃迁到n＝2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，则处在 n＝4 能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有几种光子能使该金属发生光电效应（　　） ‎ A．4 B．3 　　C．6 　　 D．5‎ ‎4.如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5 s和2 s。关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度 ‎2 m/s2由静止加速到2 m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是(　　)‎ A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5‎ ‎5. 如图所示，A、B两球用两段不可伸长的细绳连接于悬点O，两段细绳的长度之比为1 : 2，现让两球同时从悬点O附近以一定的初速度分别向左、向右水平抛出,至连接两球的细绳伸直所用时间之比为1:，若A、B两球的初速度大小之比为k，则k值应满足的条件是(　　　)‎ A.k= 　　　　　B.k> 　　　　　　C.k= 　　　　D.k>‎ ‎6.如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　 )‎ A.A、B球受到的支持力之比为∶3 B.A、B球的向心力之比为∶1‎ C.A、B球运动的角速度之比为3∶1 D.A、B球运动的线速度之比为3∶1‎ ‎7.如图所示，有一束单色光入射到极限频率为的金属板K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器的电容为，带电量为，极板间距为 ‎，普朗克常量为，电子电量的绝对值为，不计电子的重力。关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率，以下判断正确的是（ ）‎ A．带正电， B．带正电， C．带负电，D．带负电，‎ ‎8.如图所示,倾斜固定直杆与水平方向成60°角，直杆上套有一个圆环,圆环通过一根细线与一只小球相连接。当圆环沿直杆下滑时，小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方向成30°角。下列说法中正确的是(　　　)‎ A.圆环不一定加速下滑　　　　　　　B.圆环可能匀速下滑 C.圆环与杆之间一定没有摩擦　　　　D.圆环与杆之间一定存在摩擦 ‎9．一个长方形板被锯成如图所示的A、B、C三块，放在光滑水平面上 A、B的质量为1kg，‎ C的质量为2kg。现在以10N的水平力F沿C板的对称轴方向推C，使A、B、C保持相对静止沿F方向移动。在此过程中，C对A的摩擦力大小是 ( )‎ A．10N B．2.17N C．2.5N D．1.25N ‎10.如图所示，ABC三个物体的质量是mA=m，mB=mC=2m，A、B两物体通过定滑轮相连，B、C用劲度系数为k2的弹簧相连，弹簧k1一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连，开始时，A、B两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦，现用竖直向下的力缓慢拉动A物体，在拉动过程中，弹簧与A、B相连的绳子始终竖直，到C物体刚要离开地面（A尚未落地，B没有与滑轮相碰），此时A、B两物体的高度差为（ ）‎ ‎ ‎ 一、 不定项选择题（7题，共28分)‎ ‎11.波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距。则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量) (　 　)‎ A.这两束光的光子的动量p1>p2‎ B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2‎ C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U1>U2‎ D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1>ΔE2 ‎ ‎12．如图所示，在倾角为的斜面上某点A，以初速度v抛出一物体，最后落在斜面上的B点，不计空气阻力，则 ( )‎ A.物体从A到B的运动时间为 ‎ B．物体离开斜面的最大距离为 ‎ C．A、B两点之间的距离为 D．物体在B点时的动能为在A点时动能的倍 ‎13.如图所示,质量均为m的小球a、b之间用轻绳相连,小球a通过轻杆固定在左侧竖直墙壁上,轻杆与竖直墙壁的夹角为30°,重力加速度为g.现改变作用在小球b上的外力的大小和方向,轻绳与竖直方向的夹角保持60°不变,则 ( )‎ A.轻绳上的拉力一定小于mg B.外力F的最小值为mg C.轻杆对小球a的作用力方向不变 D.轻杆对小球a的作用力最小值为mg ‎14.下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　 　）‎ A．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了原子核式结构模型 B．图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能 C．图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 D．图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构 ‎15．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（ ）‎ A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损要放出能量 B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能 C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子,若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大 D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了增加核反应速度 ‎16.一群处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以入射角θ照射到一块平行玻璃砖A上，经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）‎ A．入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线，从n＝3直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射光线间的距离最小 B．在同一双缝干涉装置上，从n＝3直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄 C．经玻璃砖A后有些光子的能量将减小，有些光在玻璃砖的下表面会发生全反射 D．若从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应，则从n＝2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应 ‎17.如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为μ/4，B和地面间的动摩擦因数为μ/8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（ ）‎ A.若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过 B.当力F=μmg时，A、Ｂ间的摩擦力为 C.无论力F为何值，B的加速度不会超过 ‎ D.当力时，B相对A滑动 三、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎18.在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条的长度为GE。用两个弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图所示。‎ ‎ ‎ ‎(1)此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上记录 ，以及O点的位置。‎ ‎(2)图中F是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与F′中，方向一定沿GO方向的是________。‎ ‎19.为了“探究加速度与力、质量的关系”，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固定的滑轮），钩码总质量用m表示。‎ ‎（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是（　　）‎ A.三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B.三组实验都需要平衡摩擦力 C.三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D.三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 ‎（2）图丁是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示。则OD间的距离为　　　　cm。图戊是根据实验数据绘出的s－t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），则加速度大小a＝　　　　m/s2（保留3位有效数字）。‎ ‎（3）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，g为当地重力加速度，则乙、丙两位同学实验时所用小车总质量之比为　　　　　。‎ 四、计算题(20题6分，21题6分，22题9分，23题9分）‎ ‎20.核能与其他能源相比具有能量大、地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。‎ ‎（1）核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为 ，a= 。以分别表示核的质量，分别表示中子、质子的质量，c为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能= 。‎ ‎（2）已知有一种同位素，比核多2个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变时放出的粒子的速度大小为，试求衰变后的残核初速度多大？‎ ‎21.如图所示,质量为m的物体放在一个固定斜面上,当斜面的倾角为30°时,物体恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一个大小为F的水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F为多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,试求:‎ ‎(1)物体与斜面间的动摩擦因数; ‎ ‎(2)这一临界角θ0的大小.‎ ‎22．如图所示，一弹簧秤秤盘的质量M=1.5kg，盘内放一个质量M=1.5kg的物体P，轻质弹簧的劲度系数k=800N/m ‎，系统原来处于静止状态。现给物体P施加一个竖直向上的拉力F，使P由静止开始向上做匀加速直线运动。已知在前0.2s时间内F是变力，在0.2s以后是恒力。求物体匀加速运动的加速度的大小。‎ ‎23.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图甲所示。t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图乙所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2。求：‎ ‎(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2。‎ ‎(2)木板的最小长度。‎ ‎(3)木板右端离墙壁的最终距离。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ B A Ｄ C A C D D D C ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ BD ABC BD AC ACD AB BD AB ‎19.(1)两个力的方向　(2)F ‎20.（1）BC　（2）1.20　0.934（0.932～0.935均可）　（3）1∶2‎ ‎21.（1）根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可以确定，X为中子，a=3。由爱因斯坦的质能方程可得，核反应过程中放出的核能 ‎（2）比核多2个中子的同位素核。核发生衰变，残核的质量数为233。设粒子质量为4m，则残核质量为233m，由动量守恒定律得 解得残核的速度为v=4/233v0。‎ ‎22.(1)　(2)60°‎ ‎[解析] (1)物体恰能沿斜面匀速下滑,对物体受力分析,由平衡条件得mgsin 30°=μmgcos 30°‎ 解得μ=.‎ ‎(2)设斜面倾角为α时,物体恰能沿斜面匀速上滑,对物体受力分析,建立直角坐标系,如图所示,由平衡条件得 Fcos α-mgsin α-f=0‎ FN-mgcos α-Fsin α=0‎ 其中f=μFN 联立解得F=‎ 当(cos α-μsin α)→0,即cot α→时,F→∞,故临界角θ0=α=60°.‎ ‎【解析】(1)规定向右为正方向。木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a1,小物块和木板的质量分别为m和M。由牛顿第二定律有 ‎-μ1(m+M)g=(m+M)a1　①‎ 由图可知,木板与墙壁碰前瞬间的速度v1=4m/s,由运动学公式得 v1=v0+a1t1　 ②‎ s0=v0t1+a1　 ③‎ 式中,t1=1s,s0=4.5m是木板碰前的位移,v0是小物块和木板开始运动时的速度。‎ 联立①②③式和题给条件得μ1=0.1　④‎ 在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有 ‎-μ2mg=ma2　⑤‎ 由图可得a2=　⑥‎ 式中,t2=2s,v2=0,‎ 联立⑤⑥式和题给条件得μ2=0.4　⑦‎ ‎(2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好具有共同速度v3。由牛顿第二定律及运动学公式得 μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3　⑧‎ v3=-v1+a3Δt　⑨‎ v3=v1+a2Δt　⑩‎ 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为s1=Δt　⑪‎ 小物块运动的位移为s2=Δt　 ⑫ ‎ 小物块相对木板的位移为Δs=s2-s1　 ⑬‎ 联立⑥⑧⑨⑩⑪⑫⑬式,并代入数值得 Δs=6.0m ⑭‎ 因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0m。‎ ‎(3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3,由牛顿第二定律及运动学公式得 μ1(m+M)g=(m+M)a4 ⑮‎ ‎0-=2a4s3　 ⑯‎ 碰后木板运动的位移为s=s1+s3　⑰‎ 联立⑥⑧⑨⑩⑪⑮⑯⑰式,并代入数值得 s=-6.5m ⑱‎ 木板右端离墙壁的最终距离为6.5m。‎ 答案：(1)0.1　0.4　(2)6.0m　(3)6.5m