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兰州一中2014-2015-2学期期末考试试题高二物理说明：本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。第卷（选择题）一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。其中1、4、5、6、8、10、12为单选； 2、3、7、9、11为多选，多选的小题全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1如图甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是A射线B射线C射线 D三种射线都可以答案：C【解析】工业探伤要求射线能够穿过钢板的表面探测钢板内部有无伤痕，而射线连一张纸都不能穿过，故一定不能用射线射线不能穿过铝板，故一定不能用射线工业探伤射线用混凝土才能挡住，故工业探伤要用射线.所以选C.2波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面答案：ABD【解析】：A、光电效应现象揭示了光的粒子性故A正确；B、热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性故B正确；C、黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念故C错误；D. 康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面.故选：ABD3水平抛出后在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，则A在相等的时间间隔内动量的变化相同B在任何时间内，动量变化的方向都在竖直方向 C在任何时间内，动量对时间的变化率恒定D在刚抛出时的瞬间，动量对时间的变化率为零 答案：ABC【解析】A、根据动量定理动量的变化P=GtG恒定不变在相等的时间间隔内动量的变化P相同故A正确 B、根据动量定理：平抛物体动量变化的方向与重力方向相同不变故B正确 C、D由动量定理变形得=G平抛物体动量对时间的变化率恒定故C正确,D错误故选ABC4一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为A B C D 答案：A【解析】动量守恒,氘核的动量=氕核动量+中子动量（能量不守恒,因为要吸收或释放光子）,p=p1+p2=h/1+h/2=h/所以=h/p=1/(1/1+1/2)=1*2/(1+2）,故选A.5氢原子辐射出一个光子后，则A电子绕核旋转的半径增大B电子的动能增大C电子的电势能增大 D原子的能级值增大答案：B【解析】：由玻尔理论可知,氢原子辐射光子后,应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道,在此跃迁过程中,电场力对电子做了正功,因而电势能应减小.另由经典电磁理论知,电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力:k=m.所以Ek=mv2=.可见,电子运动半径越小,其动能越大.再结合能量转化和守恒定律,氢原子放出光子,辐射出一定的能量,所以原子的总能量减小.综上讨论,可知该题只有答案B正确.答案：B62013年斯诺克上海沃德大师赛于9月16日至22日在上海体育馆举行。如图为丁俊晖正在准备击球，设丁俊晖在这一杆中，白色球(主球)和花色球碰撞前后都在同一直线上运动，碰前白色球的动量为pA5 kgm/s，花色球静止，白球A与花色球B发生碰撞后，花色球B的动量变为pB4 kgm/s，则两球质量mA与mB间的关系可能是A mBmA B mBmA C mBmA D mB6mA答案：A【解析】由动量守恒得，pApBpApB，解得，pA1 kgm/s.由碰撞中动能不增原则得，解得，mBmA，B、C两项错误；若mB6mA，虽满足动能不增原则，但此时，即vAvB，不合情理，D项错误答案：A7如图1所示是研究光电效应的电路。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示。则下列说法正确的是 A甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能B甲光和乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强C丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔D用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等答案：AB【解析】光电流恰为零,此时光电管两端加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,可知,乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率,根据eU截=m=h-W,入射光的频率越高,对应的截止电压U截越大甲光、乙光的截止电压相等,所以甲光、乙光的频率相等；丙光的截止电压大于乙光的截止电压,所以丙光的频率大于乙光的频率,则乙光的波长大于丙光的波长；丙光的截止电压大于甲光的截止电压,所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能更换不同的光电管,对应的截止频率也将不同；由图可知,甲的饱和电流大于乙的饱和电流,而光的频率相等,所以甲光的光强大于乙光的光强故选：AB8为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水位上升了45mm，查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1103kg/m3) A0.15Pa B0.54PaC1.5Pa D5.4Pa答案：A【解析】由于是估算压强，所以不计雨滴的重力设雨滴受到支持面的平均作用力为F设在t时间内有质量为m的雨水的速度由v=12m/s减为零以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：Ft=0-（-mv）=mv得到F=v.设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在t时间内水面上升h，则有m= Sh.F=Sv压强P=V=10312=0.15（Pa）.故选 A9如图所示为氢原子的能级示意图。现用能量介于1012.9 eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是A照射光中只有1种频率的光子被吸收B照射光中有3种频率的光子可能被吸收C观测到氢原子发射出3种不同波长的光D观测到氢原子发射出6种不同波长的光答案：BD【解析】因为-13.6+10=-3.6eV，-13.6eV+12.9eV=-0.7eV，可知照射光中有三种频率的光子被吸收氢原子跃迁的最高能级为n=4能级，根据=6知，氢原子发射出六种不同波长的光故B、D正确，A、C错误故选BD10如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是A小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒B小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒C小球离开C点以后，将做竖直上抛运动D槽将不会再次与墙接触答案：D【解析】据题意,动量守恒的条件是系统不受外力或者所受外力之和为0,A选项中,小球从A到B的过程有墙壁的作用,所以动量不守恒,A、B选项错误；小球从B到C过程,圆弧槽向右运动,小球离开时斜向上运动,所以C选项错误；从小球第一次经过B之后,圆弧槽将一直向右做变速运动,所以D选项正确.11如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上。当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度），以下说法正确的是ABEA系统机械能不断增加 B系统动量守恒C当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小D当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大答案：BD【解析】A、加电场后，A小球受到向左的电场力，B小球受到向右的电场力，两小球远离过程中，做加速运动，电场力做正功，电势能减小，小球的动能和弹簧的弹性势能都变大，当电场力与弹力平衡后，两球做减速运动，速度减至零后，弹簧收缩，电场力对两球都做负功，系统的机械能减小，故A错误B、加电场后，A小球受到向左的电场力，B小球受到向右的电场力，两小球所受的电场力大小相等、方向相反，合力为零，所以系统的动量守恒，故B正确； C、当弹簧长度达到最大值时，电场力做功最多，电势能减小最大，故系统机械能最大，故C错误；D、两小球远离过程，先做加速度不断减小的加速运动，再做加速度不断变大的减速运动，故当电场力与弹力平衡时，加速度为零，动能最大，故D正确；故选BD12如图甲所示，在列车首节车厢下面安装一电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，首节车厢经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心。图乙为某时控制中心显示屏上的电脉冲信号，则此时列车的运动情况是A匀速运动 B匀加速运动C匀减速运动 D变加速运动答案：C【解析】由U-t图象得到，线圈两端的电压大小与时间呈线性关系，即有U=U0-kt,由法拉第电磁感应定律 E=U=BLv，则v=;t，B、L、k均一定，则速度v随时间均匀减小，所以火车做匀减速直线运动故选：C第卷（非选择题）二、实验题。（每空2分，共8分）13用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：(1)先测出可视为质点的两滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数。(2)用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B恰好紧靠桌边。(3)剪断细线，测出滑块B做平抛运动的水平位移x1，滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面)。为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们的字母_；如果动量守恒，需要满足的关系式为_。答案：桌面离地高度hMx1m 【解析】B离开桌面后，做平抛运动，在竖直方向：h=gt2，水平方向：x1=vBt，对A由动能定理得：-mgx2=0-mvA2，验证动量守恒定律，需要验证：mvA=MvB，解得：m.14氢原子的能级如图所示，当氢原子从n4能级向n2能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为_eV。现有一群处于n4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有_种。答案：2.554【解析】试题分析：根据玻尔原子理论可知，当原子由高能级向低能级跃迁时，要放出光子,所放出的光子能量为：hE4E20.85eV(3.40)eV2.55eV，由于此光子刚好能使某金属发生光电效应，因此该金属的逸出功为2.55eV，要使该金属能发生光电效应的光子能量必须大于或等于2.55eV，因此一群处于n4的能级的氢原子向低能级跃迁时，所释放的光子中，除了从n4向n3和从n3向n2的能级跃迁时释放的光子能量不够，其它均可，所以共有24种光子。三、计算题。（4小题，共44分。要求写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案而未写出演算过程的不能得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位）15（10分）一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示。物块以v0=9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动。g取10 m/s2。（1）求物块与地面间的动摩擦因数；（2）若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；答案：(1)0.32 (2)130N【解析】(1)有动能定理,有:可得.(2)由动量定理有:可得F=130N16（10分）如图甲所示，质量m6.010-3 kg、边长L0.20 m、电阻R1.0 的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角30的绝缘斜面上，ab边沿水平方向，线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，若线框在斜面上始终保持静止，取g10 m/s2，试求：(1)在02.010-2 s内线框中产生的感应电流的大小。(2)在t1.010-2 s时线框受到斜面的摩擦力。答案：(1)0.20A (2) Ff3.4102 N 摩擦力方向沿斜面向上【解析】(1)设线框中产生的感应电动势为E1，感应电流为I1，则E1 I1代入数据解得E10.20 V，I10.20 A.(2)此时线框受到的安培力F1B1I1L 代入数据得F14.0103 N设此时线框受到的摩擦力大小为Ff，则 mgsinF1Ff0代入数据得Ff3.4102 N 摩擦力方向沿斜面向上17（10分）质量分别为m11 kg，m23 kg的小车A和B静止在水平面上，小车A的右端水平连接一根轻弹簧，小车B以水平向左的初速度v0向A驶来，与轻弹簧相碰之后，小车A获得的最大速度为v6 m/s，如果不计摩擦，也不计相互作用过程中机械能的损失，求：(1)小车B的初速度v0；(2)A和B相互作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能。答案：(1) v04 m/s.(2) E6 J【解析】(1)由题意可得，当A、B相互作用后弹簧恢复到原长时A的速度达到最大，设此时B的速度为v2，所以由动量守恒定律可得：m2v0m1vm2v2相互作用前后系统的总动能不变：m2vm1v2m2v解得：v04 m/s.(2)第一次弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，设此时A、B有相同的速度v，根据动量守恒定律有：m2v0(m1m2)v此时弹簧的弹性势能最大，等于系统动能的减少量：Em2v(m1m2)v2解得：E6 J.18（14分）如图所示的轨道由半径为R的1/4光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道CD组成。小车的质量为M，紧靠台阶BC且上表面水平与B点等高。一质量为m的可视为质点的滑块自圆弧顶端A点由静止下滑，滑过圆弧的最低点B之后滑到小车上。已知M4m，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，滑块与PQ之间表面的动摩擦因数为，Q点右侧表面是光滑的。求：(1)滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小。(2)要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上PQ之间的距离L应在什么范围内？(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内)答案：(1)3mg (2) L【解析】(1)设滑块滑到B点的速度大小为v，到B点时轨道对滑块的支持力为N，由机械能守恒定律有： mgRmv2滑块滑到B点时，由牛顿第二定律有： Nmgm联立式解得：N3mg根据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力大小为 N3mg.(2)滑块最终没有离开小车，滑块和小车必然具有共同的末速度设为u，滑块与小车组成的系统动量守恒，有 mv(Mm)u若小车PQ之间的距离L足够大，则滑块可能不与弹簧接触就已经与小车相对静止，设滑块恰好滑到Q点，由功能关系得 mgLmv2(Mm)u2联立式解得：L若小车PQ之间的距离L不是很大，则滑块必然挤压弹簧，由于Q点右侧是光滑的，滑块必然被弹回到PQ之间，设滑块恰好回到小车的左端P点处，由功能关系得2mgLmv2(Mm)u2联立式解得：L综上所述并由式可知，要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，PQ之间的距离L应满足的范围是：L.
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