河北省沧州盐山中学2018_2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）.docx

河北省沧州盐山中学2018-2019高二下学期期中考试物理试卷一、选择题1.下列说法正确的是A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大D. 卢瑟福通过对粒子散射实验得到原子核的复杂结构【答案】BC【解析】【详解】A元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误；B由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，即放出能量，故B正确；C氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，轨道半径减小，能级减小，根据，可知速度变大，则动能增大，故C正确；D卢瑟福通过粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，贝克勒尔发现天然放射性现象，揭示了原子核有复杂结构，故D错误。2. 经过m次衰变和n次衰变，变成 ，则( )A. m7，n3B. m7，n4C. m14，n9D. m14，n18【答案】B【解析】根据反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，由此可知、，故B正确。故选B.【点睛】知道发生、衰变的实质能够运用质量数和电荷数守恒进行求解3.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是( )A. 核反应方程是B. 聚变反应中的质量亏损mm3(m1m2)C. 辐射出的光子的能量E(m3m1m2)c2D. 光子的波长【答案】D【解析】一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子，由质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程为，A错误；反应前的质量减去反应后的质量，即为质量的亏损，即为，B错误；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为，C错误；根据，得光子的波长为，D正确4.氢原子能级如图，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是（ ）A. 氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB. 用波长为325 nm的光照射可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C. 大量处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D. 用波长为633 nm的光照射不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级【答案】CD【解析】试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm故A错误当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量：=-34-（-136）1610-19，则解得，释放光的波长是=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级故B错误根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为E，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级故D正确故选CD考点：波尔理论【此处有视频，请去附件查看】5.如图甲，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，逸出功及电子到达阳极时的最大动能为()A. 1.5 eV0.6 eVB. 1.7 eV1.9 eVC. 1.9 eV2.6 eVD. 3.1 eV4.5 eV【答案】C【解析】【详解】设用光子能量为的光照射时，光电子的最大初动能为，阴极材料逸出功为，当反向电压达到：以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极因此，有：由光电效应方程： 由以上二式：，。所以此时最大初动能为，该材料的逸出功为。当电压表读数为时，则电子到达阳极时的最大动能为：，故C正确，ABD错误；6.在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能Ek与入射光的频率的关系如图所示，由实验图线可求出（ ）A. 该金属的极限频率和极限波长B. 普朗克常量C. 该金属的逸出功D. 单位时间内逸出光电子数【答案】D【解析】根据Ekm=hv-W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于E0当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为v0=由，可求得极限波长，故A、C正确图线的斜率k，可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。故B正确单位时间内逸出的光电子数，与入射光的强度有关，故D错误7.人的质量m60kg，船的质量M240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)( )A. 1.5mB. 1.2mC. 1.34mD. 1.1m【答案】C【解析】以人的方向为正方向，撤去缆绳，由动量守恒定律可知，0=mv1-Mv2；由于两次人消耗的能量相等，故人跳起时的动能不变；则由功能关系可知： 解得： 所以，故C正确。点晴：本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律的综合应用，要注意正确分析功能关系以及动量守恒定律的规律才能正确求解。8.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a ml纯油酸配制成bml的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c ml，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为Scm2，估算油酸分子的直径大小为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】纯油酸体积为，油膜面积为S，油酸分子直径，故A正确9.图中甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象由图象判断以下说法中正确的是()A. 当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零B. 当分子间距离rr0时，分子力随分子间距离的增大而增大C. 当分子间距离rr0时，分子势能随分子间距离的增大而增大D. 当分子间距离rr0时，若分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大【答案】CD【解析】A、由图可以知道,当分子间距离为时,分子力和分子势能均最小,但分子势能不一定为零，要看零势能面的选取，故A错误；B、由图可以知道,当分子间距离时,分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，故B错误；C、由图可以知道，当分子间距离为时，分子势能最小，分子势能随分子间距离增大而增加，故C正确；D、由图可以知道,当分子间距离时，分子力和分子势能均最小，分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增加，故D正确；故选CD。【点睛】根据题中的图象，分子间同时存在引力和斥力，随着分子间距的增加,引力和斥力同时减小，根据分子之间距离变化情况与分子势能的变化情况即可正确分析。10. 人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是：( )A. 液晶的分子势能与体积无关B. 晶体的物理性质都是各向异性的C. 温度升高，每个分子的动能都增大D. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用【答案】D【解析】A、物体体积变化时，分子间的距离将发生改变，分子势能随之改变，所以分子势能与体积有关，故A正确；B、晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故B错误；C、温度是分子平均动能的标志，具有统计的意义，故C错误；D、液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势，故D正确。点睛：本题要明确单晶体和多晶体的区别；其次要知道温度决定分子平均动能，而不能决定每一个分子的动能。【此处有视频，请去附件查看】11.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A. mgB. mgC. mgD. mg【答案】A【解析】试题分析：在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有，即在产生拉力瞬间速度为，之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得：有，联立解得考点：考查了动量定理的应用【名师点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向【此处有视频，请去附件查看】12.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙。用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E。这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）A. 撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B. 撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C. 撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为D. 撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E【答案】BC【解析】试题分析：撤去F后，A离开竖直墙前，由于系统受到墙壁向右的作用力，所以系统动量不守恒，由于只有弹力做功，所以机械能守恒；撤去F后，A离开竖直墙后，当两者共速时，弹簧弹性势能最大，此时，,即此时弹簧的弹性势能最大值为E/3。选项BC正确。考点：机械能守恒及动量守恒；能量守恒定律。13.在光滑的水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正方向，两球的动量分别为pA5kgm/s，pB7kgm/s，如图所示。若两球发生正碰，则碰后两球的动量增量pA、pB可能是A. pA3 kgm/s，pB3 kgm/sB. pA3 kgm/s，pB3 kgm/sC. pA3 kgm/s，pB3 kgm/sD. pA10 kgm/s，pB10 kgm/s【答案】B【解析】A. 两球碰撞过程,系统的动量守恒,两球动量变化量应大小相等,方向相反,若PA=3kgm/s,PB=3kgm/s，违反了动量守恒定律，不可能，故A错误。B. 根据碰撞过程动量守恒定律,如果pA=3kgm/s、pB=3kgm/s,所以碰后两球的动量分别为pA=8kgm/s、pB=4kgm/s，由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，与实际运动不符，故B错误。C. 根据碰撞过程动量守恒定律,如果pA=3kgm/s、pB=3kgm/s,所以碰后两球的动量分别为pA=2kgm/s、pB=10kgm/s，根据碰撞过程总动能不可能增加，是可能发生的，故C正确。D. 如果pA=10kgm/s、pB=10kgm/s,所以碰后两球动量分别为pA=5kgm/s、pB=17kgm/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，不可能。故D错误。故选：C。【名师点睛】当A球追上B球时发生碰撞，遵守动量守恒由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增加，进行选择。14.如图，水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨右端接有阻值为R的电阻。一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以某初速度向左运动，它先后经过位置a、b后，到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B，金属棒经过a、b处的速度分别为v1、v2，a、b间距离等于b、c间距离，导轨电阻忽略不计。下列说法中正确的是（ ）A. 金属棒运动到a处时的加速度大小为B. 金属棒运动到b处时通过电阻R的电流方向由Q指向NC. 金属棒在ab与bc过程中通过电阻R的电荷量相等D. 金属棒在a处的速度v1是其在b处速度v2的倍【答案】BC【解析】【详解】A金属棒运动到a处时，有：，安培力：，由牛顿第二定律得加速度：，故A错误；B金属棒运动到b处时，由右手定则判断知，通过电阻的电流方向由Q指向N，故B正确；C金属棒在ab过程中，通过电阻的电荷量：，同理，在bc的过程中，通过电阻的电荷量，由于，可得，故C正确；D在bc的过程中，对金属棒运用动量定理得：，而，解得：，同理，在ac的过程中，对金属棒运用动量定理得：，而，解得：，因，因此，故D错误。15.如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是（ ）A. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为C. B能达到的最大高度为D. B能达到的最大高度为【答案】BD【解析】【详解】A.设碰前瞬间B物体的速度为有：，解得：，根据动量守恒：，所以，从碰完到压缩弹簧最短，根据机械能守恒有：，A错误B正确CD.刚要分开时两物体具有相同的速度，设为，从压缩最短到分开，根据机械能守恒有：，解得：，之后B物体开始冲上斜面，根据机械能守恒，有：，解得：，C错误D正确二、实验题16.用天平测出两球质量分别m1、m2；用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q。回答下列问题：（1）要测定弹射装置在弹射时所具有弹性势能，还需测量的物理量有_。（已知重力加速度g）A弹簧的压缩量x；B两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2；C小球直径；D两球从管口弹出到落地的时间t1、t2。（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP_。（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。【答案】 (1). B (2). (3). m1x1m2x2【解析】试题分析：（1、2）明确实验原理，通过机械能守恒定律进行分析可明确对应的仪器，并明根据机械能守恒定律求解弹性势能；（3）根据弹开过程前后的动量关系可明确验证动量守恒定律的表达式（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由，即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，在做平抛动的水平位移，压缩量以及时间和小球的直径均不需要测量，B正确（2）由（1）可知，由，可得平抛运动的时间；根据水平方向上的匀速直线运动规律可知，即（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有，再根据水平方向可得：；17.用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率_（填“”或“=”），_（选填“甲”或“乙”）光的强度大。已知普朗克常量为，被照射金属的逸出功为，则甲光对应的遏止电压为_。（频率用，元电荷用e表示）【答案】=；甲；【解析】根据eUc=hv0=hvW0，由于Uc相同，因此两种光的频率相等，根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；由光电效应方程Ekm=hvW0，可知，电子的最大初动能Ekm=hvW0；那么甲光对应的遏止电压为Uc=；三、计算题18.一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分割成、两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为，如图（a）所示。若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为31，如图（b）所示。设外界温度不变。已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。【答案】【解析】设活塞质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为，倒置后上下气体的压强分别为、,由力的平衡条件有，倒置过程中,两部分气体均经历等温过程,设气体的总体积为V0,由玻意耳定律得，解得【此处有视频，请去附件查看】19.如图所示，长木板B的质量为m2=1.0kg，静止放在粗糙的水平地面上，质量为m3=1.0kg的物块C（可视为质点）放在长木板的最右端一个质量为m1=0.5kg的物块A由左侧向长木板运动一段时间后物块A以v0=6m/s的速度与长木板B发生弹性正碰（时间极短），之后三者发生相对运动，整个过程物块C始终在长木板上已知长木板与地面间的动摩擦因数为1=0.1，物块C与长木板间的动摩擦因数2=0.3，物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，求：（1）碰后瞬间物块A和长木板B的速度；（2）长木板B的最小长度【答案】(1) 2m/s 4m/s (2) 1m【解析】试题分析：物块A与长木板B发生弹性正碰，根据动量守恒定律和动能守恒列式，求得碰后瞬间两者的速度；之后B减速运动，C加速运动，B、C达到共同速度之前，由牛顿运动定律求得B与C的加速度，当C与B相等时长