2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题(实验班含解析).doc

2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题(实验班，含解析)一、选择题（每题4分，共48分） 1. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是( )A. B. C. D. 【答案】A【解析】黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故B、D错误。黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故C错误，A正确。故选A。点睛：要理解黑体辐射的规律：温度越高，辐射越强越大，温度越高，辐射的电磁波的波长越短。2. 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是( )A. 汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了原子的核式结构B. 卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C. 查德威克发现了中子，证实了中子是原子核的组成部分D. 爱因斯坦发现的质能方程解释了光电效应产生的原因【答案】C【解析】汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了电子，选项A错误；卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子的核式结构理论，选项B错误； 查德威克发现了中子，证实了中子是原子核的组成部分，选项C正确； 爱因斯坦发现的光电效应方程解释了光电效应产生的原因，选项D错误；故选C.3. 一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v2m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31。不计质量损失，取重力加速度g10m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动根据平抛运动的基本公式即可解题规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，水平方向做匀速运动，则，结合图象可知，B的位移满足上述表达式，故B正确视频4. A、B两球沿一直线发生正碰，如图所示的s-t图象记录了两球碰撞前后的运动情况，图中的a、b分别为碰撞前的位移图象碰撞后两物体粘合在一起，c为碰撞后整体的位移图象若A球的质量mA=2kg，则下列说法中正确的是( )A. B球的质量mB=1kgB. 相碰时，B对A所施冲量大小为3NSC. 碰撞过程损失的动能为10JD. A、B碰前总动量为-3kgm/s【答案】C【解析】试题分析：在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量守恒定律可以求出B球的质量由动量定理求B对A所施冲量大小根据能量守恒求损失的动能由s-t图象的斜率等于速度，可得，碰撞前有：A球的速度，B球的速度为，碰撞后有A、B两球的速度相等，为，对A、B组成的系统，根据动量守恒定律得：，解得，A错误；对A，由动量定理得：B对A所施冲量为，B错误；碰撞中，A、B两球组成的系统损失的动能：，代入数据解得，C正确；A、B碰前总动量为，故D错误5. 如图所示，两相同的木块A、B静止在水平面上，它们之间的距离为L今有一颗子弹以较大的速度依次射穿了A、B，设子弹射穿A木块的过程中所用时为tA，子弹射穿B木块的过程中所用时间为tBA、B停止时，它们之间的距离为s，整个过程中A、B没有相碰子弹与木块的作用力恒定，则( )A. s=L, tA= tB B. sL，tAtBC. sL，tAtB D. sL，tAtB【答案】B【解析】试题分析：子弹依次射穿了木块A、B，由于先经过木块A，故经过木块A的任意时刻的速度大于经过木块B任意时刻的速度，即经过木块A的平均速度大，故根据，经过木块A的时间较短，故tAtB；子弹射穿木块过程，木块是匀加速运动，子弹与木块的作用力F恒定，故根据动量定理，有：（F-f）t=mv由于经过木块A的时间较短，故木块A获得的初速度较小；根据牛顿第二定律，有：F-f=ma，故木块A、B的加速度相同；根据运动学公式v2-v02=2ax，可得木块A滑动的距离较小，故sL；故选B考点：牛顿第二定律；动量定理。6. 关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（ ）A. 在核反应中，质量守恒、电荷数守恒B. 氢原子从n=6跃迁至n=2能级时辐射出频率v1的光子，从n=5跃迁至n=2能级时辐射出频率v2的光子，频率为v1的光子的波长较大C. 已知铀238的半衰期为4.5109年，地球的年龄约为45亿年，则现在地球上存有的铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的一半D. 衰变能释放出电子说明了原子核中有电子【答案】C铀238的半衰期为4.5109年，地球的年龄约为45亿年，则有铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的一半故C正确；衰变是中子转变成质子而放出的电子故D错误；故选C.点睛：解决本题的突破口是比较出频率为v1和频率为v2的能量的大小，然后由公式得出频率大小；并考查衰变的原理，注意电子跃迁的动能与电势能及能量如何变化是考点中重点，理解半衰期的含义，注意质量与质量数区别7. 氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间由此可推知，氢原子( )A. 从高能级向n1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B. 从高能级向n2能级跃迁时发出的光均为可见光C. 从高能级向n3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D. 从n3能级向n2能级跃迁时发出的光为可见光【答案】AD【解析】试题分析：A、从高能级向n=1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.20eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长故A正确B、从高能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.40eV，大于可见光的能量故B错误C、从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51eV，小于可见光的光子能量故C错误D、从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，在可见光能量范围之内故D正确故选AD考点：本题考查波尔模型、能级跃迁。 8. 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为,则有( )A. 当用频率为的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B. 当照射光的频率大于时，若增大，则逸出功增大C. 当用频率为的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为D. 当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍【答案】AC.9. 在光电效应实验中，用某一频率的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A. 增大入射光的强度，光电流增大B. 减小入射光的强度，光电效应现象将消失C. 改用频率小的光照射，一定不发生光电效应D. 改用频率更大的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD【解析】试题分析：光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A正确；光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与照射强度无关，B错误；用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，C错误；根据可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，D正确视频10. 原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是（ ）A. 核的结合能约为14 MeVB. 核比核更稳定C. 两个核结合成核时释放能量D. 核中核子的平均结合能比核中的大【答案】BC【解析】（1）从图中可以看出，氦核的结合能大约为7MeV，而氦核的核子数为4，所以氦核的结合能约为28MeV，故A错误；（2）比结合能越大，原子核越稳定，从图中可以看出，核的比结合能大于核，故核更稳定；B正确；（3）两个核结合成核时有质量亏损，释放能量，C正确；（4）由图可得，核核子的平均结合能比核中的小，故D错误。【点睛】比结合能，即平均结合能，平均结合能越大。原子核越稳定。平均结合能的计算方法是：用结合能除以核子数。11. 从水平地面上方同一高度处，使a球竖直上抛，使b球平抛，且两球质量相等，初速度大小相同，最后落于同一水平地面上。空气阻力不计。下述说法中正确的是（ ）A. 两球着地时的动量相同B. 两球着地时的动能相同C. 重力对两球的冲量相同D. 重力对两球所做的功相同【答案】BD【解析】（1）竖直上抛的球落地时，速度方向竖直向下，而平抛运动的球落地时，速度方向是斜向下的，动量为矢量，动量的方向就是速度的方向，故a、b两球落地时动量不同，A错误；（2）竖直上抛和平抛运动过程中两球都是只受重力作用，只有重力做功，两球初始位置高度相同，故重力做功相同，D正确（3）根据动能定理，由于两球抛出时初动能相同，且两个过程中，重力做功相同，则末动能相等，故B正确（4）两球初始高度相同，a球竖直上抛，b球平抛，a球运动时间比b球运动的时间长，故重力对a球的冲量大于重力对b球的冲量，则C错误。故本题选BD【点睛】根据两球落地时速度方向不同，可以知道它们落地时动量不同；根据两球落地时间长短不同，可以知道它们重力的冲量不同；下落高度相同，重力对它们做功相同；根据动能定理，可以确定两球落地的动能大小。12. 质量为M和的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是（ ）A. M、m速度均发生变化，分别为，而且满足B. 的速度不变，M和m的速度变为和，而且满足C. 的速度不变，M和m的速度都变为，且满足D. M、m速度均发生变化，M、速度都变为，m的速度变为，且满足【答案】BC【解析】试题分析：碰撞的瞬间M和m组成的系统动量守恒，m0的速度在瞬间不变，以M的初速度方向为正方向，若碰后M和m的速度变v1和v2，由动量守恒定律得：Mv=Mv1+mv2；若碰后M和m速度相同，由动量守恒定律得：Mv=（M+m）v故BC正确，AD错误故选BC。考点：动量守恒定律【名师点睛】解决本题的关键合理选择研究对象，知道在碰撞的瞬间前后m0的速度不变，M和m组成的系统动量守恒、应用动量守恒定律即可正确解题。二、实验题（共2小题，满分12分。把正确答案填写在题中横线上）。13. 如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图. （1）若入射小球质量为,半径为；被碰小球质量为，半径为，则_A. ， B. ， C. ， D. ， （2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是_.（填下列对应的字母） A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤 E.秒表（3）设入射小球的质量为,被碰小球的质量为，P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式（用、及图中字母表示）_成立,即表示碰撞中动量守恒.【答案】 (1). (1)C (2). (2)AC (3). (3)【解析】（1）在小球碰撞过程中，水平方向取向右为正方向，由碰撞中的不变量是动量得：，在碰撞过程中机械能守恒：，联立解得：，要碰后入射小球的速度，则有，即，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即，选C。（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间，即平抛运动的时间相同，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中的不变量是动量，将三个速度代入得：，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；（3）由（2）可知，实验需要验证的表达式为：14. 为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示。 (1)为了测量遏止电压与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向_闭合。（填“上”或“下”）(2)如果实验所得图象如图2所示，其中为已知量，元电荷带电量为。那么：只需将_与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。该实验所用光电管的K极材料的逸出功为 _。【答案】 (1). （1）向下 (2). （2） (3). 【解析】(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应向下闭合，即实验中双刀双掷开关应向cd闭合；(2) 根据爱因斯坦光电效应方程：，由动能定理得：，结合图象知：，解得,普朗克常量：；截止频率为v0,则该金属的逸出功：【点睛】测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，由此判断即可；根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量；遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率。三、解答题（本大题共4小题，共40分。）15. 1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是 经过m次衰变和n次衰变后变成稳定的求m、n的值；一个静止的氡核（）放出一个粒子后变成钋核（）已知钋核的速率v=1106m/s，求粒子的速率【答案】m是4，n是5 【解析】试题分析：核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值；核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子速度核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得4m=222206，86=82+2mn，解得m=4，n=4；核反应过程系统动量守恒，以粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得；16. 一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示，则：（1）氢原子可能发射几种频率的光子？（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？（3）用（2）中的光子照射表中几种金属，哪些金属能发生光电 效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？【答案】（1）6种 （2） (3) E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应最大初动能为0.65eV【解析】试题分析：（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应 根据光电效应方程得，17. 一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，车祸中车内人的质量约60kg,据测算两车相撞前的速度约为30ms，求：（1）人受到的平均作用力是多大?（2）若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体作用时间是1.0s，求这时人体受到的平均平均作用力为多大？【答案】(1) (2)【解析】（1）由v2v022ax得人和车减速的加速度大小为： 根据牛顿第二定律得人受到的平均冲力为：F=ma=60900N=5.4104N（2）有动量定理得：Ft=mv-mv0解得： 负号表示力的方向与初速度方向相反18. 如图所示，质量为mA=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m。某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为mC=1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小车系统的最终速度大小v共；（2）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；（3）整个过程中系统损失的机械能E机损。【答案】(1)3.2m/s （2）0.4m （3）14.4J【解析】试题分析：根据动量守恒求出系统最终速度；小球做平抛运动，根据平抛运动公式和运动学公式求出水平距离；由功能关系即可求出系统损失的机械能。（1）设系统最终速度为v共，由水平方向动量守恒：(mAmB) v0=(mAmBmC) v共 带入数据解得：v共=3.2m/s（2）A与C的碰撞动量守恒：mAv0=(mAmC)v1 解得：v1=3m/s 设小球下落时间为t，则： 带入数据解得：t=0.4s 所以距离为：带入数据解得：L=0.4m（3）由能量守恒得： 带入数据解得：点睛：本题主要考查了动量守恒和能量守恒定律的应用，要注意正确选择研究对象，并分析系统是否满足动量守恒以及机械能守恒；然后才能列式求解。