黑龙江省哈尔滨市阿城区龙涤中学2020学年高二物理下学期期末考试试卷（含解析）
2020学年第二学期高二期末考试物理试题
一．选择题：
1.质子的质量mp，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为
A. (mp+mn-m)c2 B. (mp+mn)c2 C. mc2 D. (m-mp)c2
【答案】A
【解析】
2.如图所示，跳伞运动员打开降落伞后，经过一段时间将在空中保持沿竖直方向匀速降落，已知运动员和他身上装备（不含降落伞）的总重量为G1，球冠形降落伞的重量为G2，有8条相同的拉线，一端与运动员相连，另一端与伞面边沿均匀分布地相连接（图中没有画出所有的拉线），每根拉线都与竖直方向成30°角，不计拉线的重力和空气对人的阻力，则每根拉线上的拉力的大小是
A. G1/12 B. (G1+G2)/12 C. (G1+G2)/8 D. G1/4
【答案】A
【解析】
【详解】对运动员受力分析，受重力、8根细绳有8个沿细绳方向的拉力T，匀速下降时，合力为零，将每根细绳的拉力沿水平和竖直方向正交分解，如图
根据共点力平衡条件，有8Tcos30°=G1；解得：，故选A。
3.关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是：
A. 金属电子的逸出功与入射光的频率成正比；
B. 光电流强度与入射光强度无关；
C. 照射光的强度越大，单位时间内产生的光电子越多
D. 对任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应。
【答案】D
【解析】
【详解】根据W0=hv0知，金属的逸出功由金属的极限频率决定，与入射光的频率无关。故A错误。光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小。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，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则单位时间内产生的光电子数目就越多，光电流会增大。故C错误；对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应。故D正确。故选D。
【点睛】本题关键是知道发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，或入射光的波长小于金属的极限波长．光的强度影响单位时间内发出的光电子数目，即光电流的大小．
4.放射性同位素14C可用为推算文物的“年龄”14C的含量减少一半要经过5730年某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定14C还剩余1/8，推测该动物生存年代距今约为
A. 5730×3年 B. 5730×4年 C. 5730×6年 D. 5730×8年
【答案】A
【解析】
【详解】14C的含量每减少一半要经过约5730年，动物骨骼，经测定14C还剩余1/8，即经历了3个半衰期，即5734×3年，故选A。
5.质量相同的a、b、c三木块从同一高度同时下落，a、b自由下落,至某一高度时，a被水平飞来的子弹很快击中（子弹未穿出），c
开始时被水平飞来的子弹击中，（子弹未穿出）如图所示，则三木块落地时间ta、tb、tc的关系是
A. ta=tb=tc
B. ta>tb=tc
C. ta
tb
【答案】B
【解析】
【详解】木块b自由落体，木块c在刚刚开始下落时被一颗子弹沿水平方向击中并留在其中，木块c与子弹在竖直方向的分运动是自由落体运动，由于它们自由落体运动下落高度相同，b、c乙的运动时间相同，即tb=tc。木块a在下落途中被一颗子弹沿水平方向击中并留在其中，在子弹击中木块的过程中，竖直方向动量守恒，由于子弹进入木块后总质量变大，由动量守恒定律可知，木块的速度将变小，木块落地时间延长，木块a在空中的运动时间比a、c的运动长，则ta＞tb=tc；故选B。
【点睛】解决本题的关键要明确子弹击中木块的过程遵守动量守恒定律，并能运用运动的分解法研究c的运动情况．
6.质量为1.0kg的小球从高20m处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为5.0m．小球与软垫接触的时间为1.0s，在接触时间内小球受到合力的冲量大小为（空气阻力不计，g取10m/s2）
A. 10N·s B. 20N·s C. 30N·s D. 40N·s
【答案】C
【解析】
【详解】小球从开始下落到落到软垫上过程中，由动能定理可得：mgh1=mv12-0，
代入数据解得：v1=20m/s，方向竖直向下；
小球从反弹到到达最高点过程中：-mgh2=0-mv22，
代入数据解得：v2=10m/s，方向竖直向上；
以竖直向上为正方向，由动量定理得：
I=mv2-mv1=1kg×10m/s-1kg×（-20m/s）=30N•s，方向竖直向上；故选C。
【点睛】本题动量守恒定律的应用；对于动量定理的应用，要注意其中各物理量的方向性，正确设定正方向，确定各量的正负．
7.然放射性元素（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成（铅）。下列论断中正确的是：
A. 铅核比钍核少23个中子；
B. 铅核比钍核少24个质子；
C. 衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变；
D. 衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变。
【答案】D
【解析】
【详解】根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故A B错误；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确。故选D。
【点睛】正确解答本题的关键是：理解α、β衰变的实质，正确根据衰变过程中质量数和电荷数守恒进行解题．
8.氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率 ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率 ν2的光子，若 ν2＞ν1，则当它从能级C跃迁到能级B将
A. 放出频率为ν2-ν1的光子 B. 放出频率为ν2+ν1的光子
C. 吸收频率为ν2-ν1的光子 D. 吸收频率为ν2+ν1的光子
【答案】D
【解析】
【详解】氢原子从能级A跃迁到能级B吸收光子，则B能级的能量大于A能级的能量，由玻尔理论有：EB-EA=hv1。从能级A跃迁到能级C，释放光子，则A能级的能量大于C能级的能量，由玻尔理论有：EA-EC=hv2。由以上两式得：EB-EC=hv1+hv2，所以氢原子由C能级跃迁到B能级要吸收光子，由 hv=hv1+hv2，所吸收的光子频率为 v=v1+v2．故D正确，ABC错误。
故选D。
9.关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是
A. 原子可以处于连续的能量状态中
B. 原子能量状态不可能是连续的
C. 原子中的电子在核外轨道上运动时，要向外辐射能量
D. 原子核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量
【答案】BD
【解析】
试题分析：原子的轨道是量子化的，其能量值也是量子化的；原子在某一状态时，电子的轨道是确定的．电子在定态轨道上运动，不会发生电磁辐射，BD正确；
考点：考查了玻尔的原子模型
10.关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是
A. 在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°；
B. 使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转；
C. 实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分；
D. 实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及几乎全部质量。
【答案】ACD
【解析】
【详解】α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故A正确；造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比较大，故B错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，C正确；实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，和几乎全部质量，D正确；故选ACD。
11.小球由空中某点自由下落，与地面相碰后弹至某一高度，小球自由下落和弹起过程的速度图象如图所示，（不计空气阻力，g=10 m/s2），则
A. 小球下落的最大速度大小为5m/s
B. 小球向上弹起的最大速度大小为3m/s
C. 小球能弹起0.8m
D. 小球在运动的全过程中路程为0.8m
【答案】AB
【解析】
【详解】由图可知，小球下落的最大速度为5m/s，故A正确；小球第一次反弹后的瞬时速度大小为3m/s，故B正确；小球弹起的高度等于0.5s后小球的图象与时间轴围成的面积，故上升的高度h=×3×0.3m=0.45m，故C错误；小球在运动的全过程中路程为两部分面积的绝对值之和，所以s=0.45m+×0.5×5m=1.70m，故D错误。故选AB。
【点睛】由v-t图象可直接读出的数有任一时刻的速度大小及方向；通过斜率可以计算得出加速度，通过“面积”可求解物体在某一时间内通过的位移和路程等．
12.如图所示，水平桌面上平放着一副扑克牌，总共54张，每一张牌的质量都相等，牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数也都相等．用手指以竖直向下的力按压第一张牌，并以一定的速度水平移动手指，将第一张牌从牌摞中水平移出(牌与手指之间无滑动)。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
A. 第1张牌受到手指的摩擦力方向与手指的运动方向相反
B. 从第2张牌到第54张牌之间的牌不可能发生相对滑动
C. 从第2张牌到第54张牌之间的牌可能发生相对滑动
D. 第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反
【答案】BD
【解析】
试题分析：第1张牌相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反，则受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同．故A错误．设每张的质量为m，动摩擦因数为μ．对第2张分析，它对第3张牌的压力等于上面两张牌的重力，最大静摩擦力Fm＞μ•2mg=2μmg，而受到的第1张牌的滑动摩擦力为f=μmg＜Fm，则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动．同理，第3张到第54张牌也不发生相对滑动．故B正确，C错误．对53张牌（除第1张牌外）研究，处于静止状态，水平方向受到第1张牌的滑动摩擦力，方向与手指的运动方向相同，则根据平衡条件可知：第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反．故D正确．故选BD。
考点：摩擦力
【名师点睛】本题考查对摩擦力理解和判断能力．本题是实际问题，要应用物理基本知识进行分析，同时要灵活选择研究对象。
二．填空题：
13.某同学利用如图所示的装置研究匀变速直线运动时，记录了下列实验步骤。
A．把一条细绳拴在小车上，使细绳绕过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
B．把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
C．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。
D．换上新纸带，重复操作三次。
（1）合理操作顺序是___________________。（填写步骤前面的字母）
打点计时器使用频率f=50Hz的交流电源。在物体做匀变速直线运动过程中得到的纸带上，舍去前面较为密集的点，每隔4个计时点取一个计数点，测得相邻计数点间距离为s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm，如图所示。
（2）相邻计数点间的时间间隔为______s；
（3）打下A点时物体瞬时速度的大小是______m/s；物体运动加速度的大小是_____m/s2。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】 (1). （1）BACD； (2). （2）0.1； (3). （3）0.86m/s； (4). 0.64m/s2
【解析】
【详解】（1）先组装器材，然后进行实验操作，所以首先将打点计时器固定在平板上，并接好电路；再将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，然后将平板一端抬高，轻推小车，使小车恰能在平板上作匀速运动，此步骤是为了平衡摩擦力；把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码；
拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带；断开电源，取下纸带；最后换上新的纸带，再重复做两三次．故合理的操作顺序为：BACD.
（2）交流电的频率是50Hz周期为0.02s，相邻计数点间有4个点没有画出，则相邻计数点间的时间间隔t=5T=×0.02s=0.1s。
（3）打A点时的速度：；
物体的加速度：
=≈0.64m/s2。
【点睛】此题关键是搞清实验原理才能合力安排实验的步骤；对数据的处理主要是根据做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，以及应用匀变速运动的推论△x=at2利用逐差法求出加速度。
14.小明通过实验验证力的平行四边形定则。
（1）在《验证二力合成的平行四边形定则》实验中，我们需要对使用的两只弹簧秤进行校对，看两只弹簧秤是否完全相同，校对的方法是____________
A．看两只弹簧秤的外形是否一样，是否由同一厂家生产
B．把两只弹簧秤的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同
C．把两只弹簧秤的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否相同
D．把两只弹簧秤的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同
（2）在《验证二力合成的平行四边形定则》实验中，如果用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条时，两个拉力的方向不与板面平行，都稍偏上，其它操作都正确，则在板面上做出平行四边形所求的合力____________（填：“大于”或“小于”或“等于”）两弹簧秤实际拉力的合力。
【答案】 (1). （1）B； (2). （2）小于
【解析】
【详解】（1）弹簧校对的方法是：将两个弹簧水平对拉，若示数相同，则说明两个弹簧是完全相同的，故B正确，ACD错误。故选B。
（2）
如果用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条时，两个拉力的方向不与板面平行，都稍偏上，则做出的拉力是在纸面上的分力，则在板面上做出平行四边形所求的合力小于两弹簧秤实际拉力的合力。
三．计算题：
15.如图所示，有A、B两质量为M=100kg的小车，在光滑水平面上以相同的速率v0=2m/s在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m=50kg的人至少要以多大的对地速度从A车跳到B车上，才能避免两车相撞？
【答案】5.5m/s
【解析】
人跳出后，两车速度恰相同时，既避免相撞，同时人的速度又最小，
由动量守恒定律得
(2分)，
(2分)
解得：v人=5.2m/s(2分)
16.一列客车由静止以1m/s2的加速度从车站匀加速开出，与此同时在它平行的轨道上相距600m处一列货车以20m/s的速度匀速相向驶来，已知客车长120m，货车车长138m，求两车错车的时间是多长。
【答案】6s
【解析】
【详解】设两车经过时间t车头和车头相遇，则，解得t=20s；
此时客车的速度为；
设两车错开的时间为t1，则
带入数据解得：t1=6s
17.如图所示，质量为M=5kg的物体放在倾角为θ=30º的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为/5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M
用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接，两个劲度系数均为k=1000N/m的轻弹簧和两个质量都是m的物体均固连，M刚好不上滑，取g=10m/s2。问：
（1）m的质量是多大?
（2）现将上面的m物体向上提，使M刚要开始下滑，上面的m物体向上提起的高度是多少?（吊盘架足够高）
【答案】（1）m=2kg；（2）h=0.06m
【解析】
【详解】（1）对M和m的系统，由平衡知识可知： 解得m=2kg；
（2）使M刚要开始下滑时，则绳的拉力为T：
解得T=10N；
此时吊盘中下面弹簧的弹力应为10N，因开始时下面弹簧的弹力为2mg=40N，
可知下面弹簧伸长了；
对中间的物体m受力分析可知，上面的弹簧对之间物体应该是向上的拉力，大小为10N，即上面的弹簧应该处于拉长状态，则上面弹簧的伸长量应该是；
可知上面的m物体向上提起的高度是.
【点睛】此题的难点在第2问；关键是通过分析两部分弹簧弹力的变化（包括伸长还是压缩）求解弹簧的长度变化，从而分析上面物体提升的高度.
