安徽省淮南市寿县第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试物理试卷

安徽省淮南市寿县第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试物理试卷

物理 第I卷（选择题50分）‎ 一、单项选择题(本大题共10个小题，每小题3分，共30分。)‎ ‎1.关于光电效应，下列说法正确的是 ‎ A. 普朗克提出来光子说，成功地解释了光电效应现象 B. 只要入射光的强度足够强，就一定能使金属发生光电效应 C. 要使金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功 D. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 ‎2.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是 ‎ A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C. 遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大 D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 ‎3.如图所示，是某次试验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用v0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是 ‎ A. W甲＞W乙 B. W甲＜W乙 ‎ C. E甲＜E乙 D. E甲=E乙 ‎4.一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是 ‎ A. 若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加 B. 若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C. 若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应 D. 若改用红光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 ‎5.如图所示，图甲为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种情形跃迁时的辐射光 A.从n=3的能级跃迁到n=2的能级 B.从n=5的能级跃迁到n=2的能级 C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级 D.从n=5的能级跃迁到n=3的能级 ‎6.下列说法正确的是 A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B.卢瑟福发现质子的核反应方程式是 He+ N→ O+ H C.铋210的半衰期是5天，‎12g铋210经过15天后还有‎2.0g未衰变 D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减小 ‎7.据BBC报道，前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示，日本核电站的问题极为严重，尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆。他称，该反应堆现在遇到了麻烦，因为它使用的是一种不同的燃料：它不是铀，而是一种铀钚混合燃料，而钚是极为危险的，因此一旦这种物质泄漏出来，将使海啸灾难雪上加霜。钚是世界上毒性第二大的物质（世界上毒性第一大的物质为钋）。一片药片大小的钚，足以毒死2亿人，‎5克的钚足以毒死所有人类。钚的毒性比砒霜大4．86亿奥倍，一旦泄露入太平洋全人类都玩完！239Pu，半衰期24390年。关于钚的危害的认识，你认为错误的是 A.钚是具有很强的放射性 B.钚是重金属，进入人体会破坏细胞基因从而导致癌 C.钚的半衰期比铀要长的多 D.钚核的裂变反应能放出巨大的能量 ‎8.氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。‎ 色光 赤 橙 黄 绿 蓝—靛 紫 光子能量范围（eV）‎ ‎1.61~2.00‎ ‎2.00~2.07‎ ‎2.07~2.14‎ ‎2.14~2.53‎ ‎2.53~2.76‎ ‎2.76~3.10‎ 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为 A. 红、蓝靛 B. 黄、绿 C. 红、紫 D. 蓝靛、紫 ‎9.在光滑水平面上有两辆车，上面分别站着A、B两个人，人与车的质量总和相等，在A的手中拿有一个球，两车均保持静止状态.当A将手中球抛给B ， B接到后，又抛给A ， 如此反复多次，最后球落在B的手中.则关于A、B速率的大小是 A.A、B两车速率相等 B.A车速率大 C.A车速率小 D.两车均保持静止状态 ‎10.如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内，且小球能从右侧槽口抛出，则下列说法正确的是 A.小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B.小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C.小球从右侧槽口抛出后，还能从右侧槽口落回槽内 D.小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒 二、多选题(共5小题,每小题4分,共20分) ‎ ‎11.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 ‎12.质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地，重力加速度为g，则 ‎ A. 从A点到最低点小球重力势能减少了mg2t2‎ B. 从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了mg2t2‎ C. 整个过程中小球所受合外力冲量大小为2mgt D. 整个过程中小球电势能减少了mg2t2‎ ‎13.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么 ‎ A. a光的频率一定大于b光的频率 B. 增大b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 C. 用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c D. 只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大 ‎14.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. 氢原子由n＝3跃迁到n＝2能级时，其核外电子的动能将减小 B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光 C. 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 ev D. 氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 ‎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，要吸收能量 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. 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度 D. 在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏 三、实验题(共2小题 ,共15分)‎ ‎16.在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为m1和m2 ． 实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2 ． （1）图2为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时所得的不同情景．由该图可知甲同学测得的示数为     mm，乙同学测得的示数为 ‎     mm． （2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式：     ， 被压缩弹簧开始贮存的弹性势能EP=    ．‎ ‎17.如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，所用钢球质量m1，玻璃球的质量为m2，两球的半径均为r。实验时，钢球从斜槽上同一位置由静止释放，玻璃球置于小支柱上（设两球碰撞为弹性碰撞，小支柱不影响钢球的运动）。某同学重复10次实验得到如下图所示的记录纸，其中O是斜槽末端的投影点。回答下列问题：‎ ‎（1）P点为___________落点，M点为___________落点，N为________落点；‎ ‎（2）安装和调整实验装置的两个主要要求是： ____________ __。‎ 测量得OM=x1，OP=x2，ON=x3，则要验证的动量守恒关系式为（用题中所给相关符号表示）_______________。‎ 四、计算题(共3小题,共35分) ‎ ‎18.（9分）中子的发现是守恒定律在核反应过程中的重要应用,1930年发现用钋放出的α射线轰击Be核时产生一种射线,其贯穿能力极强,能穿透几厘米厚的铝板,当时著名物理学家居里夫人也不知道这是一种什么射线。1932年,英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子,结果打出了一些氢核和氮核。若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰,测出被打出的氢核最大速度为vH=3.5×‎107 m/s,被打出的氮核的最大速度 vN=4.7×‎106 m/s,假定正碰时无能量损失,设未知射线中粒子的质量为m,初速为v,被打出的核质量为m'。‎ ‎(1)推导出被打出的核的速度v'的表达式;‎ ‎(2)根据上述数据,推算出未知射线中粒子的质量m与质子质量之比。(氮核质量mN为氢核质量mH的14倍)‎ ‎19. （12分）如图，ABD为竖直平面内的轨道，其中AB段是水平粗糙的、BD段为半径R=‎0.4m的半圆光滑轨道，两段轨道相切于B点．小球甲从C点以速度υ0沿水平轨道向右运动，与静止在B点的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为m，小球甲与AB段的动摩擦因数为μ=0.5，C、B距离L=‎1.6m，g取‎10m/s2 ． （水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点） （1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；‎ ‎（2）在满足（1）的条件下，求的甲的速度υ0；‎ ‎（3）若甲仍以速度υ0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围．‎ ‎20. （14分）如图所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道，其末端（B端）切线水平，且距水平地面的高度也为R； 1、2两小滑块（均可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧．两滑块从圆弧形轨道的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道的最高点A．已知R=‎0.45m，滑块1的质量m1=‎0.16kg，滑块2的质量m2=‎0.04kg，重力加速度g取‎10m/s2 ， 空气阻力可忽略不计．求： （1）两滑块一起运动到圆弧形轨道最低点细绳断开前瞬间对轨道的压力的大小； （2）在将两滑块弹开的整个过程中弹簧释放的弹性势能； （3）滑块2的落地点与滑块1的落地点之间的距离．‎ 参考答案 ‎1.C 2.D 3.B 4.A 5.B 6.B 7.D 8.A 9.B 10.C 11.ACD 12.AC 13.AD 14.BD 15.BCD ‎16.（1）3.505，3.485；（2） = ， + ‎ ‎17. 没放玻璃球时，钢球的平均落点或钢球单独滚下时的平均落点 碰撞后，钢球的平均落点 碰撞后，玻璃球的平均落点 斜槽末端保持水平，碰撞时两球球心在同一水平线上 ‎ ‎18.(1) (2) ‎ ‎【解析】 (1)未知射线其实是中子流,中子与静止的核正碰过程中应遵守两个守恒定律,即系统动量守恒与机械能守恒。‎ 则据动量守恒有mv=mv″+m'v'(v″为中子的末速度)。‎ 据机械能守恒有 联立两式解得： ‎ ‎(2)据上式可得 ‎ 两式相除可得 解得 ‎ ‎19.（1）解：设乙到达最高点的速度为vD，乙离开D点到达水平轨道的时间为t，乙的落点到B点的距离为x，乙恰能通过轨道最高点，则 mg=m …①‎ 乙做平抛运动过程有：‎ ‎2R= gt2…②‎ x=vDt…③‎ 联立①②③得：x=0.8 m…④‎ ‎（2）解：设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙，取向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 mvB=mv甲+mv乙 …⑤‎ ‎ mvB2= mv甲2+ mv乙2…⑥‎ 联立⑤⑥得：v乙=vB⑦‎ 对乙从B到D，由动能定理得：﹣mg•2R= mv02﹣ mv乙2…⑧‎ 联立①⑦⑧得：vB=2 m/s…⑨‎ 甲从C到B，由动能定理有：﹣μmgL= mvB2﹣ mv02⑨‎ 解得：v0=6m/s ‎（3）解：设甲的质量为M，碰撞后甲、乙的速度分别为vM、vm，取向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有：‎ MvB=MvM+mvm…⑩‎ ‎ MvB2= MvM2+ mvm2‎ 联立得⑩（11）得：vm= ‎ 由M=m和M≥m，可得 vB≤vm＜2vB 设乙球过D点时的速度为vD'，由动能定理得：‎ ‎﹣mg•2R= mv′02﹣ mvm2‎ 联立⑨（13）（14）得：2 m/s≤vD'＜8 m/s 设乙在水平轨道上的落点距B点的距离为x'，有：x'=vD't 联立②（15）（16）得：0.8 m≤x'＜3.2m ‎20.（1）解：设两滑块一起滑至轨道最低点时的速度为v，所受轨道的支持力为N．对两滑块一起沿圆弧形轨道下滑到B端的过程，根据机械能守恒定律有：‎ ‎（m1+m2）gR= （m1+m2）v2，‎ 代入数据解得：v=3.0m/s 对于两滑块在轨道最低点，根据牛顿第二定律有：‎ N﹣（m1+m2）g=（m1+m2） ‎ 解得：N=3（m1+m2）g=6.0N 根据牛顿第三定律可知，两滑块对轨道的压力大小为：N′=N=6.0N ‎（2）解：设弹簧迅速将两滑块弹开时，两滑块的速度大小分别为v1和v2，因滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道最高点A，此过程中机械能守恒，所以对滑块2有：‎ m2gR= m2v22‎ 代入数据解得：v2=3.0m/s，方向向左 对于弹簧将两滑块弹开的过程，设水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：‎ ‎（m1+m2）v=m1v1﹣m2v2‎ 代入数据解得：v1=4.5m/s 对于弹簧将两滑块弹开的过程，根据机械能守恒定律有：‎ E弹= m1v12+ m2v22﹣ （m1+m2）v2‎ 代入数据解得：E弹=0.90J ‎（3）解：设两滑块平抛运动的时间为t，根据h= gt2，‎ 解得两滑块做平抛运动的时间为：t= =0.30s 滑块1平抛的水平位移为：x1=v1t=1.35m 滑块2从B点上滑到A点，再从A点返回到B点的过程，机械能守恒，因此其平抛的速度大小仍为v2，所以其平抛的水平位移为：x2=v2t=0.90m 所以滑块2的落地点与滑块1的落地点之间的距离为：△x=x1﹣x2=0.45m