湖北宜城市第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试物理试题 PDF版含解析.pdf

1、1宜城二中高二下学期期中考试物理试题一、选择题（共 12 题，每题 4 分，共 48 分。其中 1-8 题为单选题，9-12 题为多选题。全部选对的得4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。）1.下列说法正确的是（）A.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方B.如果利用蓝光照射某种金属可以发生光电效应，改用黄光一定不能发生光电效应C.光的衍射和光电效应说明光具有波粒二象性D.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释答案：C解析：在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子到达概率低的地方，A 错误；如果黄光的频率高于金属的截止频率，那么也可以发生光电效应，B 错误；光

2、的衍射说明光具有波动性，光电效应说明光具有波动性，光具有波粒二象性，C 正确；黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释，普朗克 D 错误。2.如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是()A.卢瑟福的粒子散射实验现象是大部分粒子出现了大角度的散射B.放射线在磁场中偏转，图中三种射线的穿透能力顺序为：乙甲丙C.电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D.链式反应中，在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了使中子减速答案B解析卢瑟福的粒子散射实验现象是大部分粒子按原方向前进，选项 A 错误；放射线在磁场中偏转，甲为射线，乙为射线，丙为射线，穿透能力乙甲丙，选项

3、B 正确；电压相同时，光照越强，光电流越大，说明光电流和光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，选项 C 错误；链式反应中，在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是吸收中子，控制反应速度，选项 D 错误。3.已知真空中的光速 c3.0108 m/s，下列说法正确的是()A.铋 210 的半衰期是 5 天，经过 10 天，32 个铋 210 衰变后还剩下 8 个B.用中子轰击铀核的核反应方程为 23592U10n14456Ba8936Kr310n，属于原子核的衰变C.若核反应 10n11H21H 释放出 2.2 MeV 能量，则该过程质量亏损为 3.91030 kgD.某原子核 AZX 吸收一个中子

4、后，放出一个电子，最后分裂为两个粒子，则 A7，Z2答案C2解析半衰期是针对大量原子核的衰变行为的统计规律，少数原子核不适用此规律，选项 A 错误；23592U10n14456Ba8936Kr310n 是原子核的裂变，选项 B 错误；根据Emc2，可得m3.91030 kg，选项C 正确；根据质量数和电荷数守恒可知 A18，Z14，则 A7，Z3，选项 D 错误。4如图所示是某质点做简谐运动的图象，由此可知()A质点的振动方程为 x=10sin(4t)cmB2-3 s 时间内，质点向负方向做加速度增大的减速运动C0-3s 时间内，该质点经过的路程为 10cmDt0.5 s 时，质点位移为 5c

5、m【答案】B【解析】由图，质点振幅 A=10cm,周期 T=4s，sradT/22，振动方程cmtx2sin10，A错误。2-3 s 时间内，质点从平衡位置向负向最大位移处运动，位移增大，加速度增大，速度减小，B 对。该 质 点 在3s内 经 过 的 路 程 为30cm，C错。t 0.5s时，质 点 位 移 为cmcmcmtx255.02sin102sin10，D 错。5.利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压 Uc 与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为 e，则()A.普朗克常量为e1U1B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C.若用频率是 21

6、的光照射该金属，则最大初动能为 eU1D.若要测该金属的遏止电压，则电源右端为负极答案C解析由爱因斯坦光电效应方程可知，Uche W0e，知题图乙图线的斜率U11he，则普朗克常量 heU11，该金属的逸出功为 W0h1eU1，选项 A 错误，金属的逸出功与入射光的频率无关，选项 B 错误；Ek2h1W0eU1，选项 C 正确；要测该金属的遏止电压，应加反向电压，电源右端为正极，选项 D 错误。36.如图所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为 R，将质量为 m 的小球(可视为质点)从 A 点由静止释放，在小球从 A 点运动到 B 点的过程中()A.小球

7、所受合力的冲量指向圆心 OB.小球所受支持力的冲量水平向右C.小球所受重力的冲量大小为 0D.小球所受合力的冲量大小为 m 2gR答案D解析在小球从 A 点运动到 B 点的过程中，Imv，速度方向变为水平向右，所以小球所受合力即重力和支持力的合力的冲量水平向右，故选项 A、B 错误；小球所受重力的冲量大小为 IGmgt，大小不为零，故选项 C 错误；在小球从 A 点运动到 B 点的过程中机械能守恒，故有 mgR12mv2B，解得 vB 2gR，所以 Im 2gR，故选项 D 正确。7.如图所示，小船静止于水面上，站在船尾上的渔夫不断将鱼抛向船头的船舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位

8、移，下列说法正确的是()A.小船静止，船向右移一些B.小船静止，船向左移一些C.小船向左运动，船向左移一些D.小船静止，船不移动答案A解析人、船、鱼构成的系统水平方向动量守恒，据“人船模型”，鱼动船动，鱼停船静止；鱼对地发生向左的位移，则人船的位移向右。故选项 A 正确。8如图所示，水平地面上有一固定的半径较大的圆弧轨道，最低点为 M 点，有三个小球 A、B、C（可视为质点），A 球位于圆心处，B 球位于弦轨道 MN 的顶端 N 点，C 球位于圆弧轨道上极其靠近 M 的地方。现将三个小球同时由静止释放，不计一切摩擦阻力和空气阻力，则（）AC 球最先到达 M 点BB 球最后到达 M 点CABC

9、三球同时到达 M 点D条件不足，无法判断哪个小球最先、最后到达 M 点答案：B解析：A 球做自由落体运动，到 M 点所需时间 tA2Rg，R 为圆弧轨道的半径因为圆弧轨道的半径R 很大，C 球离最低点 M 又很近，所以 C 球在轨道给它的支持力和重力的作用下沿圆弧做简谐运动(等同4于摆长为 R 的单摆)，则运动到最低点 M 所用的时间是单摆周期的14，即 tCT42Rg，设 B 与 A 连线和 AM 夹角为，则弦轨道长为2sin2R，弦轨道倾角 2，B 从轨道下来的加速度为2sin g，根据运动学公式22sin212sin2BtgR，得gRtB2，故ACBttt,B 球最后到达 M 点.9.(

10、多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于 n5 激发态的氢原子向低能级跃迁。其中巴尔末系是指氢原子由高能级向 n2 能级跃迁时释放的光子，则()A.这些氢原子跃迁时一共可以辐射出 6 种不同频率的光子，其中有 3 种属于巴尔末系B.这些光子中波长最短的是 n5 激发态跃迁到 n4 时产生的C.使 n5 能级的氢原子电离至少要 0.54eV 的能量D.已知金属钾的逸出功为 2.22eV，辐射产生的光子中能使金属钾产生光电子的共有 6 种答案CD解析这些氢原子跃迁时一共可以辐射出 10 种不同频率的光子，其中有 3 种属于巴尔末系,选项 A 错误。n5 激发态跃迁到 n4 时产生的光子的能量最小、

11、频率最小，所以波长最长，选项 B 错误；由图知，n5 能级电离能为 0.54 eV，选项 C 正确；由图知，2-1,3-1，4-1,5-1,4-2,5-2 六种光子能量超过钾的逸出功，选项 D 正确。10.（多选）下列说法错误的是()A.做简谐运动的物体过平衡位置时一定处于平衡状态B.弹簧振子做简谐运动时，在平衡位置时动能最大，势能最小C.单摆的回复力增大的过程中，速度也在增大D.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率答案AC解析例如单摆做简谐运动的物体过平衡位置时合力指向圆心，不处于平衡状态，A 错。弹簧振子弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条

12、件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，在平衡位置时动能最大，势能最小，故选项 B 正确；单摆的回复力增大的过程中，速度在减小，选项 C 错误。当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项 D 正确。511.（多选）如图所示，固定的竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块 A 和 B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。已知圆弧轨道光滑，半径 R0.2 m，A 的质量为 1kg，B 与桌面之间的动摩擦因数0.1。现将 A 无初速度释放，A 在最低点与 B 发生弹性碰撞后反弹，碰后 B 沿桌面滑行的最大距离为 0.5m.取重力加速度 g10 m/s2。下

13、列说法正确的是（）A.A 滑至圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为 30NB.B 的质量为 1kgC.A 反弹后沿曲面上滑的最大高度为 0.05mD.若 A 第一次下滑至最低点时，与 B 相碰后二者粘在一起，则碰撞过程损失的机械能为 1J答案AC解析对 A，由动能定理,212vmgRmAA解得 v=2m/s.由RvmmgFN2，解得 FN=30N，故压力为30N，选项 A 正确。对 B，22210vmgxmBB，解得 v2=1m/s.取向右为正，根据动量守恒定律和能量守恒定律2221221212121,vmvmvmvmvmvmBAABAA，解得：mB=3kg，v1=-1m/s.选项 B 错误。对

14、 A，21210vmghmAA，解得 h=0.05m.选项 C 正确。若 A 与 B 碰后粘在一起，JvmmvmEvmmvmBAABAA5.1)(2121,)(22损，选项 D 错误。12.（多选）如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为 m 的木板 B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为 2m 的木块 A 以速度 v0 从板的右端水平向左滑上木板 B。在木块 A 与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是()A.弹簧压缩量最大时，A 的运动速率最小B.B 板的加速度先增大后减小C.弹簧给木块 A 的冲量大小为2mv03D.弹簧的最大弹性势能为mv203答案BD解析当滑块与长木板速度相等时

15、，弹簧的压缩量最大；此后弹簧要恢复原状，A 继续减速，故选项 A错误；滑块与木板发生弹性碰撞，弹簧压缩量先增加后减小，故 B 板的加速度先增加后减小，故选项 B正确；滑块与木板发生弹性碰撞，动量守恒，机械能也守恒；根据动量守恒定律，有 2mv02mv1mv2，根据机械能守恒定律，有122mv20122mv2112mv22，解得 v113v0，v243v0，对滑块 A，根据动量定理，有 I2mv12mv043mv0(负号表示方向向右)，故选项 C 错误；当滑块与长木板速度相等6 Q N PB时，弹簧的压缩量最大；根据动量守恒定律，有 2mv0(m2m)v，系统机械能守恒，根据守恒定律，有 Ep1

16、22mv2012(2mm)v2，由两式解得 Ep13mv20，故选项 D 正确。二、填空题（本题共 2 小题，共 14 分）13.(6 分)如图，将验证动量守恒定律的实验装置搬到竖直墙壁的附近。A、B 是两半径相同的小球，质量分别为 mA 和 mB，且 mAmB。先不放 B，使球 A 从斜轨上某一位置由静止释放，A 能打在墙上。接着将球 B 放在水平轨道末端，使球 A 从斜轨上同一位置由静止释放，与 B 发生正碰后，两球都能打在墙上。如图墙上的三个落点分别为 P、Q、N。B与斜槽末端的球 B 的球心等高。测得 BP=h1，BQ=h2，BN=h3.已知重力加速度为 g.(1)未放 B 时，A 释

17、放后在墙上的落点是，A 与 B 碰后，A 在墙上的落点是.(2)本实验验证动量守恒的表达式是_（用题中所给的物理量符号表示）(3)若要用此装置验证 AB 小球的碰撞是否为弹性碰撞，则还需验证的表达式为（用题中所给的物理量符号表示）答案：(1)P（1 分）N（1 分）(2)231hmhmhmBAA（2 分）(3)231hmhmhmBAA（2 分）14（8 分）（1）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，下列说法正确的有()A摆球尽量选择质量大些且体积小些的B为了使摆的周期大一些，以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度C用悬线的长度作为摆长，利用单摆周期公式计算得到的重力加速度值

18、偏小D用秒表测量单摆完成 1 次全振动所用时间并作为单摆的周期（2）拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5，从平衡位置开始计时，若测定了 40 次全振动的时间如图中秒表所示，则秒表读数是_s，单摆摆动周期是_s.（3）画出的周期的二次方与摆长(lT 2)图象是一条过原点的倾斜直线，直线斜率等于 k，则重力加速度表达式为 g=.7答案：（1）AC（2 分）（2）67.4（2 分）1.685（2 分）（因图不清晰，67.3 和 1.6825 也给分）（3）k24（2 分）三、计算题（本题共3小题，共38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,

19、答案中必须明确写出数值和单位。）15.(12 分)一个静止的Cu6629原子核在磁场中发生衰变，衰变产生的新核和放出的粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图，已知衰变产生的能量全部转化为新核和粒子的动能。(1)写出该核反应的方程（新核符号用 Y 表示）(2)判定哪个轨迹是新核的，并求新核和放出的粒子在磁场中的半径比(3)若新核动能为 EY，求衰变产生的能量 E解析（1）HeYCu4262276629.（2 分）（2）圆轨迹 1 是新核的.（1 分）rvmqvB2.（1 分）qBmvr vmvmYY.（1 分）272YYqqrr.（1 分）（2）pvmvmYY.（1 分）YYmpE22.（1 分）mp

20、E22.（1 分）231462 mmY.（1 分）EEEY.（1 分）联立解得YEE233.（1 分）16.(12 分)如图所示，一质量 m10.45 kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上。质量 m20.5 kg 的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端。一质量为 m00.05 kg 的子弹以水平速度 v0100 m/s 射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以 v=2 m/s 的速度滑离小车。已知子弹与小车的作用时间极短，小物块与8车顶面的动摩擦因数0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取 g10 m/s2，求：(1)子弹相对小车静止时小车速度的大小 v1；(2)物块在小车上滑行的时间

21、 t(3)求物块离开小车时小车的速度 v2 和小车的长度 L。解析(1)子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得m0v0(m0m1)v1.（2 分）解得 v110 m/s。.（1 分）(2)对物块，根据动量定理：m2gt=m2v.（2 分）解得：t=0.25s.（1 分）(3)三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得(m0m1)v1(m0m1)v2m2v，.（2 分）解得 v28 m/s.（1 分）由能量守恒可得12(m0m1)v21m2gL12(m0m1)v2212m2v23.（2 分）解得 L2 m。.（1 分）答案(1)10 m/s(2)0.25s(3)2

22、m17(14 分)如图所示，水平地面光滑，BC 是质量为 m=1kg，半径为 r=1.8m 的光滑的14固定圆弧轨道。质量为 M 的小木块静止在 O 点，一颗质量为 m=0.1kg 的子弹以某一初速度 v0 水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点 C，已知 M=0.9kg，且木块和子弹均看作质点，每当小木块返回到 O 点或停止在 O 点时，立即有一颗相同的子弹射入小木块，并留在其中.重力加速度为g=10m/s2(1)求子弹射入木块前的速度 v0；(2)求第 2 颗子弹射入木块过程中系统损失的机械能E。(3)若当第 11 颗子弹射入小木块时，将圆弧轨道改为不

23、固定，则小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度 H 为多少？【解析】(1)木块和子弹滑到点 C 处的过程中机械能守恒，有12(mM)v21(mM)gr.（1 分）解得：v1=6m/s.（1 分）由子弹射入木块过程动量守恒有mv0(mM)v1.（1 分）9联立两式解得v060m/s.（1 分）（2）木块从曲面上滑下来时速度大小为 v16m/s，取水平向右为正，设第 2 颗子弹射入木块后木块速度为 v2，根据动量守恒定律mv0(mM)v1=(2mM)v2.（1 分）解得：v2=0.（1 分）根据能量守恒定律：21202121vMmmvE.（1 分）解得：E=198J.（1 分）(3)分析知当偶数子弹射中木块时，木块与子弹恰好静止，奇数子弹射中木块时，向右运动第 10 颗子弹射中后，木块静止。第 11 颗子弹射中时，对子弹和木块由动量守恒定律可知mv0(M11m)v.（1 分）解得：v=3m/s木块上滑过程，因为曲面不固定，所以木块、子弹和曲面组成的系统水平方向动量守恒，木块至最高点时二者共速(M11m)v=(M11m+m)v.（2 分）解得：v=2m/s射入 11 颗子弹后的木块滑到最高点的过程中机械能守恒，有12(M11m)v2(M11m)gH+12(M11m+m)v2.（2 分）由以上三式联立解得H=0.15m.（1 分）【答案】(1)60m/s(2)198J(3)0.15m