2017-2018学年河南省鹤壁市高二下学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年河南省鹤壁市高二下学期期末考试物理试题 解析版

鹤壁市2017-2018学年下学期高二教学质量调研测试 物理试题 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。‎ ‎1. 关于物理学史，下列说法不正确的是 A. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子 B. 卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在 C. 密立根最早测得电子电荷量 D. 普朗克提出了量子理论和光子说 ‎【答案】D ‎【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故A正确；卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故B正确；美国科学家密立根最早用油滴实验测得电子电荷量的精确数值，故C正确。普朗克提出了量子理论，为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，故D错误；本题选错误的，故选D。‎ ‎【点睛】汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的。卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，密立根最早用油滴实验测得电子电荷量的精确数值，普朗克提出了量子理论，爱因斯坦提出了光子说。‎ ‎2. 如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车。现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则 A. 在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒 B. 小球离车后，可能做竖直上抛运动 C. 小球离车后，可能做自由落体运动 D. 小球离车后，小车的速度有可能大于v0‎ ‎【答案】C ‎【解析】系统整个过程水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故A错误；设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，整个过程中水平方向动量守恒：①，由机械能守恒得：②，联立①②，解得：，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，故BD错误，C正确；故选C。‎ ‎【点睛】选取小球与小车组成的系统为研究对象，系统整个过程水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，系统的机械能守恒，所以相当于弹性碰撞。小球回到小车右端时，小球的速度为0，小车具有向左的速度．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度．‎ ‎3. 1916年，美国著名实验物理学家密立根，完全肯定了爱因斯坦光电效应方程，并且测出了当时最精确的普朗克常量h的值，从而赢得1923年度诺贝尔物理学奖。若用如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出如图乙所示的的图象，电子电荷量，则下列说法正确的是 A. 图甲中电极A连接电源的正极 B. 普朗克常量约为 C. 该金属的遏止频率为 D. 该金属的逸出功约为 ‎【答案】C ‎【解析】A、电子从K极出来，在电场力的作用下做减速运动，所以电场线的方向向右，所以A极接电源负极，故A错；‎ B、由爱因斯坦光电效应方程得：，粒子在电场中做减速，由动能定理可得： ，‎ 解得： 由题图可知，金属的极限频率等于 ，图像的斜率代表了 ，结合数据解得： ，故B错误；C对 D、金属的逸出功 ,故D错误；‎ 故选C ‎ ‎4. 用三种不同的单色光照射同一金属做光电效应实验，得到的光电流与电压的关系如图所示，则下列说法正确的是 A. 单色光A和B是颜色相同、强度不同的光 B. 单色光A的频率大于单色光C的频率 C. 单色光A的遏止电压大于单色光C的遏止电压 D. A光对应的光电子最大初动能大于C光对应的光电子最大初动能 ‎【答案】A ‎【解析】由图象可知，单色光A和单色光B的遏止电压相同，所以它们是同一色光，相同电压时，单色光A对应的光电流更大，说明单位时间内照射的光电子数更多，即单色光A更强，故A正确；根据，可知入射光的频率越高，对应的截止电压越大，故单色光C的频率大于单色光A的频率，则单色光C的最大初动能大于单色光A的最大初动能，故BCD错误；故选A。‎ ‎【点睛】对于本题解题的关键是通过图象判定A、B、C三种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高。逸出功由金属本身决定。‎ ‎5. 关于下列四幅图说法不正确的是 A. 原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B. 光电效应实验说明了光具有粒子性 C. 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性 D. 发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故A错误．光电效应实验说明了光具有粒子性的，故B错误．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故C错误．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，故D正确．‎ 考点：考查了光电效应；粒子散射实验．‎ ‎6. 2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成。日前，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流。这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段。对于有关中子的研究，下面说法正确的是 A. 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 B. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氨核和中子是裂变反应 C. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D. 核反应方程中的，X的中子个数为128‎ ‎【答案】A ‎【解析】所有粒子都具有波粒二象性，A正确；裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过粒子轰击铍核()获得碳核()的实验发现了中子，C错误；y=210-4=206，X中中子个数为206-82=124，D错误．‎ ‎7. 测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻的质量，为时的质量。下面四幅图中能正确反映衰变规律的是 ‎【答案】C ‎【解析】：的衰变规律满足式 ，其中T为半衰期，故C项正确。‎ 故选C 点睛：结合半衰期公式求解即可 ‎8. 如图所示为静止的原子核在磁场中发生衰变后的轨迹，衰变后两带电粒子a、b的半径之比为45:1，两带电粒子a、b回旋运动的动能之比为117:2，下列说法正确的是 A. 此衰变为衰变 B. 小圆为粒子运动轨迹 C. 两带电粒子a、b的回旋周期之比为13:10‎ D. 衰变方程为 ‎【答案】AD ‎【点睛】由动量守恒定律和半径公式、周期公式求周期之比．由质数和核电荷数守恒写核反应方程．‎ ‎9. 在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将小车及弹簧看作一个系统，下列说法中正确的是 A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零 B. 先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C. 先放开左手，后放开右手，总动量向左 D. 无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 ‎【答案】ACD ‎【解析】若两手同时放开A、B两车，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；先放开左手，再放开右手，系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，故B正确；先放开左手，再放开右手，两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故C错误；无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，故D正确；故选ABD。‎ 点睛：本题考查了动量守恒的判断，知道动量守恒的条件即可正确解题，系统所受合外力为零时，系统动量守恒．‎ ‎10. 如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是 A. 小球的机械能减少了 B. 小球克服阻力做的功为 C. 小球所受阻力的冲量大于 D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 ‎【答案】AC ‎【解析】A．小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小，，则小球的机械能减小了，所以A错误；‎ B．对全过程运用动能定理得，，则小球克服阻力做功，故B错误；‎ C．根据运动学规律，落到地面的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得：‎ ‎，可知阻力的冲量为：，即大于，故C正确；‎ D．对全过程分析，运用动量定量知，动量的变化等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误。‎ 点睛：解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用，运用动能定理解题不需考虑速度的方向，运用动量定理解题需考虑速度的方向。‎ ‎11. 如图，两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动，它们的质量分别为和，且，经一段时间两物体相碰撞并粘在一起。碰撞后 A. 两物体将向左运动 B. 两物体将向右运动 C. 两物体组成系统损失能量最小 D. 两物体组成系统损失能量最大 ‎【答案】AD ‎【解析】A、物体的动量P= ，已知两物体动能EK相等，m1＜m2，则P1＜P2，两物体组成的系统总动量方向与2的动量方向相同，即向左，两物体碰撞过程中动量守恒，两物体碰撞后动量向左，物体向左运动，故A正确，B错误； C、两物体碰撞后粘合在一起，物体发生的碰撞是完全非弹性碰撞，系统损失的机械能最大，故C错误，D正确。 故选AD。‎ 点睛：两物体碰撞过程中动量守恒，然后由动量守恒定律判断出碰撞后系统的总动量方向；‎ 判断碰撞类型，分析碰撞过程损失的能量，据此解答。‎ ‎12. 如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于能级，下列说法中正确的是 A. 这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波 B. 这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eV C. 从能级跃迁到能级时发出的光波长最长 D. 这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁 ‎【答案】AC ‎【解析】根据知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，A正确；由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，‎ ‎．故B错误；从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，C正确；一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，D错误．‎ 二、实验探究题(本题共2小题，每空2分，共14分。将正确答案填在答题卷的相应位置)‎ ‎13. 质量为的小钢球以的水平速度抛出，下落时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角_______。刚要撞击钢板时小球的动量大小为________。(取 )‎ ‎【答案】 (1). 30°， (2). 0.4kg·m/s ‎【解析】小球下落过程中在竖直方向 ‎ 小球和钢板碰撞后能反向，说明末速度与钢板是垂直关系 即 ‎ 解得 ‎ 刚要撞击钢板时小球的动量为 ‎ 点睛：要正确理解小球与钢板相撞过程中速度恰好反向这个条件隐含的物理意思是速度恰好与钢板垂直。‎ ‎14. 某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图a所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布中一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。 ‎ ‎(1)下面是实验的主要步骤：‎ ‎①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；‎ ‎②向气垫导轨通入压缩空气；‎ ‎③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；‎ ‎④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；‎ ‎⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；‎ ‎⑥先__________，然后__________，让滑块带动纸带一起运动；‎ ‎⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图b所示；‎ ‎⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g。‎ 完善实验步骤⑥的内容。‎ ‎(2)已知打点计时器每个0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_______；两滑块相互作用以后系统的总动量为________(保留三位有效数字)。‎ ‎(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是____________________________________。‎ ‎【答案】 (1). （1）⑥； (2). 接通打点计时器的电源；放开滑块1 (3). （2）0.620； (4). 0.618 (5). （3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦 ‎【解析】：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟滑块2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰前的速度打出5个点的位移为20.0cm=0.20m；用时0.1s，碰后打7个点的位移为16.8cm=0.168m，用时0.14s；碰撞前滑块1的动量为：，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为，碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：，（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器的限位有摩擦．‎ 三、论述计算题(本题共3小题，共23分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎15. 氢原子处于基态时，原子的能级为，普朗克常量，当氢原子在的激发态时，问：‎ ‎(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？‎ ‎(2)能放出的光子的最大能量是多少？‎ ‎【答案】（1）0.85eV （2）12.75eV ‎【解析】(1) 由氢原子的能级公式得 ‎ 故要使处在n=4能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为0.85eV。‎ ‎(2)由可知 即处于n=4的氢原子跃迁到n=1时放出光子的能量最大为12.75eV。‎ 故本题答案是（1）0.85eV （2）12.75eV ‎16. 用中子轰击锂核()发生核反应，产生氚和粒子并放出4.8MeV的能量。‎ ‎(1)写出核反应方程式；‎ ‎(2)求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；‎ ‎(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则粒子和氚的动能之比是多少？‎ ‎【答案】（1） （2） （3）3:4‎ ‎【解析】试题分析：（1）根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程（2）依据，算出亏损质量（3）根据动量守恒方程可正确求解α粒子和氚的动能之比．‎ ‎（1）根据质量数和电荷数守恒可得 ‎（2）质量亏损为 ‎（3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，‎ 由动量守恒定律得.‎ 氦核、氚核的动能之比 ‎17. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知，，，，求：‎ ‎(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；‎ ‎(2)被压缩弹簧的最大弹性势能；‎ ‎(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。‎ ‎【答案】（1）6m/s，2m/s （2）3J （3）2m ‎【解析】(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有：，解得 ‎ 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有：，解得 ‎ ‎ (2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，由动量守恒定律有：，解得 由机械能守恒定律有： ‎ 解得： ‎ ‎(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动力守恒定律和机械能守恒定律有：‎ ‎ ‎ 解得： ，‎ 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动：； ‎ 解得： ‎ 本题答案是：（1）6m/s，2m/s （2）3J （3）2m 点睛：利用机械能守恒求出球A下落的速度，再根据动量守恒及能量守恒求解相互作用后的速度。‎ 四、选考题(请从给出的3-3或3-4两道物理题中任选一题作答，本题共15分) ‎ ‎【选修3-3】‎ ‎18. 下列说法正确的有：_________‎ A. 温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质 B. 大气中PM2.5颗粒的运动就是分子的热运动 C. 空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸气压的比值 D. 用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙 E. 用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现 ‎【答案】ACE ‎【解析】A、温度、压力、电磁会影响分子的电子性质，所以也就会改变液晶的光学性质。故A对；‎ B、大气中PM2.5颗粒的运动反映了分子的运动情况，而这些颗粒不是分子，故B错；‎ C、空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸气压的比值，故C正确；‎ D、用手捏面包，面包体积会缩小，说明面包有空隙，不能说明分子之间有空隙，故D错；‎ E、用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现，故E正确；‎ 故选ACE ‎19. 如图所示为测定肺活量(人在大气压下一次呼出气体的体积)的装置示意图，图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，测量前已排尽其中的空气。测量时被测者尽力吸足空气，再通过B将空气呼出，呼出的空气通过气管进入A内(温度可认为不变)，使A浮起(忽略管道的影响)，已知圆筒A的质量为m、横截面积为S、大气压强为，水的密度为ρ，重力加速度为g，圆筒浮出水面的高度为h。则被测者的肺活量有多大？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】因为圆筒漂浮在水面上，所以有，‎ 据阿基米德原理，‎ 即，‎ 所以；‎ 由于肺活量就是人在标准大气压下一次尽力呼出气体的体积，所以就等于圆筒内气体的体积，即 ‎【选修3-4】‎ ‎20. 下列说法正确的是_________‎ A. 医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理 B. 鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大 C. 地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快 D. 照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰 E. 无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理 ‎【答案】ABD ‎【解析】A、超声波是一种机械波,具有一定的穿透能力,医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理,根据测量反射时间的不同,可以得到人体的器官状态.所以A选项是正确的; B、根据多普勒效应知,当两物体以很大的速度互相靠近时,感觉频率会增大,远离时感觉频率会减小.故B正确 C、根据爱因斯坦相对论可以知道,时间间隔的相对性: 可以知道在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟会变慢;故C错误; D、因为水的反射光是偏振光,所以照相机镜头的偏振滤光片可减弱水面的反射光,使水下影像清晰.所以D选项是正确的.‎ E、无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了衍射原理，故E错；‎ 故选ABD ‎21. 机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标。从此时刻开始计时。‎ ‎（1）若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速； ‎ ‎（2）若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；‎ ‎（3）若p点经0.4s到达平衡位置，求波速。‎ ‎【答案】（1）2m/s （2）0.3m/s （3）‎ ‎【解析】试题分析：（i）依题意，周期，波速。‎ ‎（ii）波沿轴正方向传播，当的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．‎ 波传播的距离 波速。‎ ‎（iii）波沿轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则，‎ 由周期性，可知波传播的可能距离 可能波速。‎ 考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 ‎【名师点睛】由题：波每间隔最小时间重复出现波形图，周期，由图读出波长，求出波速；当的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．根据传播的距离，求出波速；根据波形的平移，P点形成平衡位置波传播的最短距离为0．32m，根据波的周期性，列出波传播距离有通项，再求出波速的通项。‎ ‎ ‎ ‎ ‎