安徽省铜陵市第一中学2020学年高二物理上学期开学考试试卷（含解析）

安徽省铜陵市第一中学2020学年高二物理上学期开学考试试卷（含解析）

安徽省铜陵市第一中学2020学年高二物理上学期开学考试试卷（含解析） ‎ 一、单项选择题 ‎1.物体做匀速圆周运动，在运动过程中一定不发生变化的物理量是（ ）‎ A. 动能 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，合外力等于向心力大小不变，方向始终指向圆心，动能不变。故A正确，BCD错误。故选A。‎ 点睛：解决本题的关键知道线速度、向心加速度、向心力是矢量，矢量只有在大小和方向都不变时，该量不变．‎ ‎2. 质量为m的小球．从桌面上竖直抛出，桌面离地高为h．小球能到达的离地面高度为H， 若以桌面为零势能参考平面，则小球距离地面为H时的重力势能为 （ ）‎ A. mgH B. mgh C. mg（H＋h） D. mg（H-h）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 以桌面为参考平面，小球在最高点时机械能为：E=mgH，小球下落过程中机械能守恒，则小球落到地面前瞬间的机械能等于最高点的机械能，为mgH．故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎【点睛】根据小球下落过程中机械能守恒，落地时与刚下落时机械能相等，就能求出小球落到地面前的瞬间的机械能．‎ ‎3.我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道。如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动。下列说法正确的是（ ）‎ A. 卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度 B. 卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期 C. 卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度 D. 卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：对于月球的卫星，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，有 F=F向 F=‎ F向=m=mω2r=m 解得 v=‎ ω=‎ T=2π 根据题意得：卫星在a上运行的轨道半径小于在b上运行的轨道半径，‎ 所以卫星在a上运行的线速度大，角速度大、周期小、万有引力大．故A、B、C错误，D正确．‎ 故选D．‎ ‎4.“科学真是迷人．”如果我们能测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了．已知引力常数G，用M表示月球的质量．关于月球质量，下列说法正确的是（ ）‎ A. M= B. M= C. M= D. M= ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ AB、月球表面物体的重力等于万有引力，有 解得：M= ，故A正确，B错误；‎ CD、由于周期是月球绕地球旋转的周期，所以不能计算月球的质量，故CD错误 故选A 点睛：在天体运动中我们能够利用公式计算中心天体的质量，而环绕天体的质量是无法求得的。‎ ‎5.下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）‎ A. 小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程 B. 木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程 C. 人乘电梯，人随电梯加速上升的过程 D. 子弹射穿木块，子弹在木块中运动的过程 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程中，石块只受重力，机械能守恒，故A正确．‎ 小孩沿滑梯匀速下滑的过程，重力势能减小，而动能不变，则其机械能必定减小，故B错误．人乘电梯加速上升的过程中，重力势能增加，动能也增加，则其机械能必定增加，故C错误．小球在竖直平面内摆动的过程，只有重力做功，则机械能守恒，选项D正确；故选AD.‎ 点睛：本题考查了机械能守恒的判断，关键要知道机械能守恒的条件是只有重力做功，和机械能的概念，即可正确解题．‎ ‎6.如图，质量为3 kg的木板放在光滑的水平地面上，质量为1 kg的木块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以4 m/s的初速度向相反方向运动.当木板的速度为2.4 m/s时，木块（     ）‎ A. 处于匀速运动阶段 B. 处于减速运动阶段 C. 处于加速运动阶段 D. 静止不动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 设木板的质量为M，物块的质量为m；开始阶段，m向左减速，M向右减速，根据系统的动量守恒定律得：当物块的速度为零时，设此时木板的速度为；‎ 根据动量守恒定律得：‎ 代入解得：‎ 此后m将向右加速，M继续向右减速；当两者速度达到相同时，设共同速度为，由动量守恒定律得： ‎ 代入解得：．‎ 两者相对静止后，一起向左匀速直线运动．‎ 由此可知当M的速度为时，m处于向右加速过程中，加速度向右，故选项C正确。‎ 点睛：本题考查应用系统的动量守恒定律分析物体运动情况的能力，这是分析物体运动情况的一种方法，用得较少，但要学会，比牛顿定律分析物体运动情况简单。‎ ‎7.光滑水平桌面上有两个相同的静止木块（不是紧捱着），枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹，子弹分别穿过两个木块．假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相同，且子弹进入木块前两木块的速度都为零．忽略重力和空气阻力的影响，那么子弹先后穿过两个木块的过程中，说法错误的是（ ）‎ A. 子弹两次损失的动能相同 B. 每个木块增加的动能相同 C. 因摩擦而产生的热量相同 D. 每个木块移动的距离相同 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 设子弹所受的阻力大小为f，木块的质量为M，在子弹射穿木块的过程中，木块的加速度，可知两个木块的加速度相同，由于第一次子弹射穿木块的时间短，由v=at，知木块获得的速度小，则木块增加的动能小。因摩擦产生的热量等于系统克服阻力做的功，设木块的长度为L，则摩擦生热为Q=fL，所以产生的热量相同。根据能量守恒定律知，子弹损失的动能等于系统产生的热量与木块增加的动能之和，所以第一次损失的动能小。故AB错误，C正确。设木块移动的距离为s，对木块，根据动能定理得：，由于v不同，f、M相同，所以s不同，即每个木块移动的距离不相同。故D错误；本题选错误的，故选ABD。‎ ‎【点睛】子弹射穿木块的过程，根据牛顿第二定律分析木块的加速度，由速度时间公式分析木块获得的速度，从而判断出木块增加的动能关系，根据能量守恒定律分析子弹损失的动能关系．根据摩擦生热等于系统克服阻力做功，分析热量关系．由动能定理分析木块移动距离的关系．‎ ‎8.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0，则(　　)‎ A. 小木块和木箱最终都将静止 B. 小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动．‎ 故选B．‎ 视频 ‎9.关于光电效应，以下说法正确的是（ ）‎ A. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B. 光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强 C. 能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功 D. 用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据Ekm=hγ-W逸出功可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，带不是成正比，选项A错误；光电流的强弱与入射光的光强有关，与光电子的最大初动能无关，选项B错误；根据光电效应的规律，能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功，选项C正确；绿光的频率大于黄光，则用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定发生光电效应，选项D错误；故选C.‎ ‎10.有三种射线，射线1很容易穿透黑纸，速度接近光速；射线2可穿透几十厘米厚的混凝土，能量很高；用射线3照射带点的导体，可使电荷很快消失。则下列判断正确的是（ ）‎ A. 1是α射线，2是β射线，3是γ射线 B. 1是γ射线，2是α射线，3是β射线 C. 1是β射线，2是γ射线，3是α射线 D. 1是γ射线，2是β射线，3是α射线 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】射线1很容易穿透黑纸，速度接近光速，说明射线1是β射线；射线2可穿透几十厘米厚的混凝土，能量很高，结合γ射线的穿透本领特别强可知2是γ射线；用射线3照射带电的导体，可使电荷很快消失，结合α射线的电离本领强可知3射线是α射线。故选C。‎ ‎11.用波长为 和 的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面。单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象。设两种金属的逸出功分别为WC和WD，则下列选项正确的是（ ）‎ A. ＞ ，WC＞WD B. ＞，WC＜WD C. <，WC＞WD D. <，WC＜WD ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，根据光电效应条件知，单色光A的频率大于单色光B的频率，则λ1＜λ2，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象。知金属C的逸出功小于金属D的逸出功，即WC＜WD．故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件．当入射光的频率大于金属的极限频率时，或入射光子的能量大于逸出功时，会发生光电效应．知道光子频率越大，波长越小．‎ ‎12.下列对核力的认识正确的是（ ）‎ A. 核力是强相互作用的一种表现，比库仑力大得多 B. 核力存在于质子和中子、中子和中子之间，质子和质子之间只有库仑斥力 C. 核力是核子间相互吸引的力，是短程力 D. 核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】核力是强相互作用的一种表现，存在于相邻的核子之间，质子和中子、中子和中子之间，质子和质子之间都存在核力作用，比库仑力大的多，选项A正确，B错误；核力是短程力，且总表现为吸引力，从而使核子结合一起，作用范围在1.5×10-15m，原子核的半径数量级在10-15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性。故CD正确；故选ACD.‎ ‎13.下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是（ ）‎ A. 一切物体都在辐射电磁波 B. 一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C. 随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值像波长较短的方向移动 D. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】一切物体都在辐射电磁波，故A正确。物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与其它因素有关。故B错误。黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，故C正确。能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故D正确。此题选择不正确的选项，故选B。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．‎ ‎14.有甲、乙两种放射性元素，它们的半衰期分别是15天、30天，开始时二者质量相等，经过60天后，这两种元素的质量之比为（ ）‎ A. 1：2 B. 1：4 C. 1：8 D. 1：16‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据半衰期的定义，经过t=60天时间，甲乙分别经过了4个和2个半衰期，则两种元素的质量之比，故选B.‎ ‎【点睛】知道半衰期的意义，经过一个半衰期，就有一半质量的物质衰变，并能加以定量计算．‎ ‎15.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 A. 原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能增加 B. 原子要放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少 C. 原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能减少 D. 原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增加 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，原子要吸收光子，能级增大，总能量增大，‎ 根据知，电子的动能减小，则电势能增大．故C正确，ABD错误．故选C．‎ ‎16.关于重核的裂变,以下说法正确的是(      )‎ A. 核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B. 中子从铀块中通过时,一定发生链式反应 C. 重核裂变时释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减小 D. 由于重核的核子的平均质量大于中等质量的原子核的核子的平均质量,所以重核裂变为中等质量的原子核时,要发生质量亏损,放出核能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、由于裂变的过程中有质量亏损，会释放能量，所以裂变时释放的能量大于俘获中子时得到的能量。故A错误；B、根据链式反应的条件可知，铀块体积必须达到临界体积，有中子通过时，才能发生链式反应，故B错误。C、裂变的过程中质量数守恒，即核子数不变。故C错误；D、根据对原子核的分析可知，重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，所以重核裂变成中等质量核时，要放出核能，有质量亏损。故D正确。故选D。‎ ‎【点睛】裂变只有一些质量非常大的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应．原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能．‎ 二、实验题（每空4分，共20分）‎ ‎17.如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：‎ 先安装好实验装置，在地上铺一张白纸， 白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。‎ 接下来的实验步骤如下：‎ 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；‎ 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；‎ 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。‎ ‎(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是________。‎ A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端必须水平 D．小球1质量应大于小球2的质量 ‎(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________。‎ A．A、B两点间的高度差h1‎ B．B点离地面的高度h2‎ C．小球1和小球2的质量m1、m2‎ D．小球1和小球2的半径r ‎(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失。‎ ‎（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为L1，L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________(用所测物理量的字母表示)。‎ ‎【答案】 (1). ACD； (2). C； (3). ； (4). ； (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因为平抛运动的时间相等，根据v=x/t，可知，将时间看成一个单位，可以用水平射程可以表示速度，需测量小球平抛运动的射程来间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故ACD正确，B错误；故选ACD．‎ ‎（2）根据动量守恒得，m1•OP=m1•OM+m2‎ ‎•ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选C．‎ ‎（3）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要m1v02=m1v12+m2v22成立，则机械能守恒，故若，说明碰撞过程中机械能守恒．‎ ‎（4）碰撞前，m1落在图中的P′点，设其水平初速度为v1．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中M′点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的N′点，设其水平初速度为v2． 设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得：Lp′sinα=gt2，Lp′cosα=v1t；解得 v1=．同理 v1′=，v2=，可见速度正比于．‎ 所以只要验证 即可．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度．同时，在运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度．若碰撞前后总动能相等，则机械能守恒．‎ 四、解答题（14、15题各10分，16题12分，共32分）‎ ‎18.下图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图。斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接。斜面AB和圆形轨道都是光滑的。圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放后沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点Ｃ。重力加速度为g。 求：‎ ‎(1)A点距水平面的高度h；‎ ‎(2)在B点小车对轨道压力的大小。‎ ‎【答案】（1）2.5 R（2）6 mg ‎【解析】‎ 小车在C点有：mg =‎ 解得：vC =‎ 由A运动到C，根据机械能守恒定律得：mgh = mg×2R+‎ 解得：h = 2.5 R ‎(2)由A运动到B，根据机械能守恒定律得：mgh=‎ 解得：vB =‎ 小车在B点有：FN－mg =‎ 解得：FN = 6 mg 由牛顿第三定律：小车对轨道的压力大小为6mg ‎19.汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg，在水平路面最大车速为25m/s（路面阻力恒定），求：‎ ‎(1)若汽车保持额定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度；‎ ‎(2)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？‎ ‎【答案】（1）0.9m/s2 （2）9.375s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力平衡，由此可得：P=F牵•vm=f•vm ‎（2）当速度v=10m/s时，则由P=Fv得 由F-f=ma 得 ‎（3）若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束 F牵-f=ma1‎ 解得F牵=3200N P额=F牵•vt 解得vt=9.375m/s 根据 vt=at 解得t=9.375s ‎【点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉．‎ ‎20.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙．动摩擦因数为，滑块CD上表面是光滑的1/4圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示．一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB,过B点时速度为v0/2，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，求：‎ ‎(1）物块滑到B处时木板的速度vAB；‎ ‎(2）木板的长度L；‎ ‎(3）滑块CD圆弧的半径。‎ ‎【答案】(1）(2）(3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）对ABC用由动量守恒得，又，则 ‎（2）由A到B，根据能量守恒得，则 ‎（3）由D点C，滑块CD与物块P的动量守恒且机械能守恒，得 解之得:‎ 考点：动量守恒及能量守恒定律。‎