陕西省2020年高二（下）期末物理试卷（解析版）

2020年陕西省西安一中高二（下）期末物理试卷

一、单项选择题（共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出

的四个选项中，只有一个选项正确）

1.与原子核内部变化有关的现象是（）

A.天然放射现象B.光电效应现象

C.电离现象D.a粒子散射现象

2.下列不属于反冲运动的是（）

A.喷气式飞机的运动B.直升机的运动

C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动

3.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（）

A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生

B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比

C.发生光电效应的反应时间一般都大于107s

D.发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射

光强度成正比

4.如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）

nEn/eV

OO-----------------------------0

5------------------------------0.54

4-------------------------------0.85

3-------------------------------1.51

2-------------------------------3.4

1-------------------------------13.6

A.当氢原子从n=3状态跃迁到n=4状态时，辐射出0.66eV的光子

B.波尔理论认为原子的能量是不连续的，电子的轨道半径是连续的

C.波尔理论也能很好地解释复杂原子的光谱

D.大量处在n=l能级的氢原子可以被13eV的电子碰撞而发生跃迁

5.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于

发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为

1：16,有（）

A.该原子核发生了a衰变

B.反冲核沿小圆作逆时针方向运动

C.原静止的原子核的原子序数为17

D.该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加

6.如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，

各电池的极性和电动势在图中标出.鸨的逸出功为4.5eV.现分别用

能量不同的光子照射鸨板（各光子的能量在图上标出）.那么，下列

A.①②③B.②③C.③④D.①②

7.质量为m的物体以初速率vo做平抛运动，经历时间t,下落的高

度为h,速率为v,在这段时间内物体动量增量的大小不正确的是

()

2

A.mv-mvoB.mgtC.mjv2-v0D.m」2gh

8.如图所示，一个轻质弹簧左端固定在墙上，一个质量为m的木块

以速度vo从右边沿光滑水平面向左运动，与弹簧发生相互作用.设

相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么整个相互作用过

程中弹簧对木块的冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是

()

w

A.1=0,W=mvo2B.I=mv(),W=mvo2

C.I=2mvo,W=0D.I=2mvo,W=mvo2

9.在足够大的光滑水平面上放有两质量相等的物块A和B,其中A

物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物体以初速度vo向着A物

块运动.当物块与弹簧作用时一，两物块在同一条直线上运动.请识别

关于B物块与弹簧作用过程中，两物块的v-t图象正确的是()

LV.A

B球静止，A球向B球运动，发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守

恒，两球压缩最紧时的弹性势能为EP,则碰前A球的速度等于（）

二.多项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分.在每小

题给出的4个选项中有多个选项正确.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）

11.下列说法正确的是（）

A.比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能

B.一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越

高，单位时间内逸出的光电子数就越多

C.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能

减小，核外电子的运动速度增大

D.B射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住

12.下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是（)

A.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

B.在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射

强度极大值的光向频率较低的方向移动

C.用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一

半，仍然可发生光电效应

D.在光电效应现象中，极限频率越大的金属材料逸出功越大

13.木块长为L,静止在光滑的水平桌面上，有A、B两颗规格不同

的子弹以速度相反的VA、VB同时射向木块，A、B在木块中嵌入的

深度分别为dA、dB,且dA>dB,（dA+dB）<L,木块一直保持静止，

如图所示，则由此判断子弹A、B在射入前（）

B.子弹A的动能等于子弹B的动能

C.子弹A的动量大小大于子弹B的动量大小

D.子弹A的动量大小等于子弹B的动量大小

14.若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空

位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就

是原子的特征x射线.内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为

内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能

量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子

称为内转换电子）.2Mp。的原子核从某一激发态回到基态时，可将能

量Eo=1.416MeV交给内层电子（如K、L、M层电子，K、L、M标

记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离.实验测得从2I4P。原子

的K、L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=1.323MeV、

EL=1.399MeV.EM=1.412MeV.则可能发射的特征x射线的能量为

()

A.O.OBMeVB.0.017MeVC.0.076MeVD.O.O93MeV

三、实验填空题（每空2分，共22分）

15.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氮核的热核反应,

核反应方程是4；H->；He+2X,其中X粒子是,这个核反应释

放出大量核能，已知质子、氮核、X的质量分别为mi、m2、m3,真

空中的光速为c,反应过程释放的能量为.

16.氢原子的能级图如图所示.若大量处于n=4能级的氢原子跃迁到

n=2能级发出的光照射某金属后，逸出光电子的最大初动能是

O.O5MeV,则该金属的逸出功为MeV；若大量处于n=3能级的

氢原子跃迁到n=l能级发出的光照射该金属，逸出光电子的最大初动

17.美国物理学家密立根以精湛的技术测出了光电效应中几个重要的

物理量.若某次实验中，他用光照射某种金属时发现其发生了光电效

应，且得到该金属逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图

象如图所示，经准确测量发现图象与横轴的交点坐标为4.8,与纵轴

交点坐标为0.5.已知电子的电荷量为1.6义lO^c,由图中数据可知

普朗克常量为Js,金属的极限频率为Hz.（均保留两位

有效数字）

18.用频率为v的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度

为B的匀强磁场中作匀速圆周运动时，其最大半径为R,电子质量为

m,电量为e,则金属表面光电子的逸出功为.

19.如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置.两带有等宽

、

遮光条的滑块A和B,质量分别为HIAmB,在A、B间用细线水平

压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止,

这是表明,烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D

记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB,若有关

系式，则说明该实验动量守恒.

20.一个质量为M,底面长为L的三角形劈静止于光滑的水平桌面

上，如图，有一个质量m的底边长为a的小三角形劈由斜面顶部无

初速滑到底部时，大三角形劈移动的距离为.

21.如图所示，一子弹击中一块用长为L的细绳拴接的木块，并与木

块一起运动，问要使木块能在竖直平面内做完整的圆周运动，子弹的

速度至少为.（设子弹质量为m,木块质量为M,重力加速度

为g）

Of

CZ>Sf

四、计算题（共3小题，22分.22,23题各6分，24题10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

案不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）

22.一静止的氨核（蕾氐）发生a衰变，放出一个速度为V。、质量

为m的a粒子和一个质量为M的反冲核针（Po）,若氨核发生衰变

时，释放的能量全部转化为a粒子和针核的动能.

（1）写出衰变过程；

（2）求出反冲核的速度（计算结果不得使用原子量表示）

（3）求出这一衰变过程中亏损的质量（计算结果不得使用原子量表

示）.

23.如图所示，质量为M=10kg的小车静止在光滑的水平地面上，其

AB部分为半径R=0.5m的光滑卷圆弧，BC部分水平粗糙，BC长为

L=2m.一可看做质点的小物块从A点由静止释放，滑到C点刚好停

止.已知小物块质量m=6kg,g取lOm/s2求：

（1）小物块与小车BC部分间的动摩擦因数；

（2）小物块从A滑到C的过程中，小车获得的最大速度.

24.如图1所示，质量M=0.6kg的平板小车静止在光滑水平面上.当

t=0时-，两个质量都是m=0.2kg的小物体A和B（A和B均可视为质

点），分别从左端和右端以水平速度vi=5.0m/s和V2=2.0m/s冲上小车,

当它们相对于车停止滑动时一，没有相碰.已知A、B与车面的动摩擦

因数都是020,g10m/s2.求：

(1)车的长度至少是多少？

(2)B在C上滑行时对地的位移.

(3)通过分析在图2中所给的坐标系中画出。至4.0s内小车运动的

速度v-时间t图象.

参考答案与试题解析

一、单项选择题（共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出

的四个选项中，只有一个选项正确）

1.与原子核内部变化有关的现象是（）

A.天然放射现象B.光电效应现象

C.电离现象D.a粒子散射现象

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程.

【分析】天然放射现象是原子核内部自发的放射出a粒子或电子的现

象；电离现象是电子脱离原子核的束缚.光电效应是原子核外层电子

脱离原子核的束缚而逸出；a粒子散射现象是用a粒子打到金箔上，

受到原子核的库伦斥力而发生偏折的现象；

【解答】解：A、天然放射现象是原子核内部自发的放射出a粒子或

电子的现象，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，

涉及到原子核内部的变化.故A正确.

B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及

到原子核的变化，故B错误.

C、电离现象是电子脱离原子核的束缚，不涉及原子核内部变化.故

C错误.

D、a粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到

核内部的变化.故D错误.

故选：A.

2.下列不属于反冲运动的是（）

A.喷气式飞机的运动B.直升机的运动

C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动

【考点】反冲.

【分析】本题考查反冲运动的应用；明确反冲运动是相互作用的物体

之间的作用力与反作用力产生的效果.

【解答】解：A、喷气式飞机是利用飞机与气体间的相互作用，而促

进飞机前进的；故属于反冲运动；

B、直升机的运动是利用气体动力学的原理制成的；不属于反冲运动;

C、火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动；

D、反击式水轮机是利用了水的反冲作用而获得动力，属于反冲运动;

本题选不属于反冲运动的，故选：B.

3.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（）

A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生

B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比

C.发生光电效应的反应时间一般都大于107s

D.发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射

光强度成正比

【考点】光电效应.

【分析】本题应根据光电效应的实验规律进行分析：光电效应具有瞬

时性，时间不超过10-9s；发生光电效应的条件是入射光的频率大于

极限频率；根据光电效应方程EKm=hy-Wo,可知光电子的最大初动

能与入射光的频率有关.光电流强度与入射光的强度成正比.

【解答】解：A、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极

限频率，即入射光的波长小于极限波长，才能发生光电效应.故A

错误.

B、根据光电效应方程EKm=hv-Wo,可光电子的最大初动能与频率

不成正比，与光的强度无关.故B错误.

C、光电子的发射时间不超过10-9s,具有瞬时性.故C错误.

D、入射光的强度超强，单位时间内射到金属上的光子数就越多，发

射出光电子数，则形成的光电流越大，所以光电流强度与入射光的强

度成正比.故D正确.

故选：D.

4.如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）

nEn/eV

OO---------------------------0

5----------------------------0.54

4-----------------------------0.85

3-----------------------------1.51

2-----------------------------3.4

1-----------------------------13.6

A.当氢原子从n=3状态跃迁到n=4状态时，辐射出0.66eV的光子

B.波尔理论认为原子的能量是不连续的，电子的轨道半径是连续的

C.波尔理论也能很好地解释复杂原子的光谱

D.大量处在n=l能级的氢原子可以被13eV的电子碰撞而发生跃迁

【考点】氢原子的能级公式和跃迁；玻尔模型和氢原子的能级结构.

【分析】当氢原子从低能级向高能级跃迁时，需吸收能量，从高能级

向低能级跃迁时，需释放能量.吸收光子的能量必须等于能级差才能

发生跃迁，若用电子碰撞，部分能量被吸收.

【解答】解：A、当氢原子从n=3的状态跃迁到n=4的状态时，吸收

△E=1.51-0.85=0.66eV的光子.故A错误.

B、玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，

故B错误.

C、玻尔理论能很好地解释氢原子光谱，不能解释复杂原子的光谱.故

C错误.

D、大量处在n=l能级的氢原子可以被13eV的电子碰撞，电子可以

吸收(13.6-3.4=10.2eV)的能量能发生跃迁，或吸收(13.6-

1.51=12.09eV)的能量发生跃迁.故D正确.

故选：D.

5.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于

发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为

1：16,有()

XX

X\x

xV-xxyx

xxxx

A.该原子核发生了a衰变

B.反冲核沿小圆作逆时针方向运动

C.原静止的原子核的原子序数为17

D.该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动.

【分析】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与

粒子速度方向相反，由图看出，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方

向相同，根据左手定则判断粒子与新核的电性关系，即可判断发生了

哪种衰变.

根据动量守恒定律得知放出的粒子与新核的动量大小相等，由尸耳求

出新核的电荷数，即可求解原来的原子核的原子序数.该衰变过程会

放出能量，质量略有亏损.

【解答】解：A、由图示可知，原子核衰变后放出的粒子与新核所受

的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，关键左手定则可知两者

的电性相反，新核带正电，则放出的必定是电子，发生了B衰变.故

A错误.

B、原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，放出的（3

粒子与新核的动量大小相等，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提

供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m/,解得：尸詈=4,由此可

知，半径与电荷量成反比，两圆半径之比为1：16,由于新核的电荷

量较大，则小圆是新核的轨迹，衰变后新核所受的洛伦兹力方向向右,

根据左手定则判断得知，其速度方向向下，沿小圆作逆时针方向运动,

故B正确.

C、粒子做圆周运动的轨道半径：『詈心，由于两圆半径之比为1：

DQQD

16,由半径之比可知：新核的电荷量为16e,原子序数为16,则原来

静止的原子核的原子序数为15.故C错误.

D、原子核衰变过程会放出能量，质量略有亏损，该衰变过程结束后

其系统的总质量略有减少.故D错误.

故选：B

6.如图所示，N为鸨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，

各电池的极性和电动势在图中标出.鸨的逸出功为4.5eV.现分别用

能量不同的光子照射鸨板（各光子的能量在图上标出）.那么，下列

图中有光电子到达金属网的是（）

①②③④

A.①②③B.②③C.③④D.①②

【考点】光电效应.

【分析】光照射在鸨板N上，有电子逸出，在电池的电动势的作用

下，鸨板与金属网间存在电场，逸出的电子在电场力的作用下向金属

网运动.能否到达，要看逸出之后的动能与克服电场力做功的关系.

【解答】解：①、入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电

效应.故①错误.

②、入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电

子加速，故有光电子到达金属网.故B正确.

③、入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效

应方程EKM=hv-Wo=3.5eV,因为所加的电压为反向电压，反向电压

为2V,知光电子能到达金属网.故③正确.

④、入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效

应方程EKM=1W-W0=3.5eV,所加的反向电压为4V,根据动能定理

知，光电子不能够到达金属网.故④错误.

故选：B.

7.质量为m的物体以初速率vo做平抛运动，经历时间t,下落的高

度为h,速率为v,在这段时间内物体动量增量的大小不正确的是

()

22

A.mv-mvoB.mgtC.mijv-v0D.mV2gh

【考点】动量定理.

【分析】根据动量定理求出物体动量的变化量，或通过首末位置的动

量，结合三角形定则求出动量的变化量.

【解答】解：根据动量定理得，合力的冲量等于动量的变化量，所以

△P=mgt.

末位置的动量为mv,初位置的动量为mvo,根据三角形定则，知动

量的变化量

△P=F合仁!!181：=111丫丫

2

O

即：△七」/-v1

平抛在竖直方向做自由落体运动，故h《"gt2,

得：t=^

得：△P=rogt=mqT"=n»\/2hg

故B、C、D正确，A错误.

本题选择不正确的是，故选：A.

8.如图所示，一个轻质弹簧左端固定在墙上，一个质量为m的木块

以速度V。从右边沿光滑水平面向左运动，与弹簧发生相互作用.设

相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么整个相互作用过

程中弹簧对木块的冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是

()

A

A.1=0,W=mvo2B.I=mvo,W=mvo2

C.I=2mvo,W=0D.I=2mvo,W=mvo2

【考点】动量定理；功的计算.

【分析】由于没有摩擦力，可知，木块先向左压缩弹簧，后被弹簧向

右弹出，离开弹簧时速度与初速度大小相等、方向相反，根据动量定

理求冲量L运用动能定理求功W.

【解答】解：由题意分析可知，木块离开弹簧的瞬间速度大小为vo,

方向向右.取向左为正方向.

根据动量定理得：1=-mvo-mvo=-2mvo,大小为2mv（）.

12

--o

根据动能定理得：W=gmv；2mVo-

所以选项C正确，ABD错误.

故选：C

9.在足够大的光滑水平面上放有两质量相等的物块A和B,其中A

物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物体以初速度V。向着A物

块运动.当物块与弹簧作用时，两物块在同一条直线上运动.请识别

关于B物块与弹簧作用过程中，两物块的v-t图象正确的是（）

【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的图像.

【分析】以两物体及弹簧作为整体分析，对整体由动量守恒及弹簧状

态的变化可知两物体的速度变化及加速度的变化，即可得出速度图

象.

【解答】解：碰后时B速度减小，A的速度增大，而由于弹力增大,

故A、B的加速度均增大；

而在弹簧到达最短以后，继续B速度减小，A的速度增大，因弹簧开

始伸长，故两物体受力减小，故加速度减小；

由图可知，正确图象应为D.

故选：D.

10.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m.现

B球静止，A球向B球运动，发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守

恒，两球压缩最紧时的弹性势能为EP,则碰前A球的速度等于（）

A，俘B.后C.2佟D.2件

【考点】机械能守恒定律.

【分析】两球压缩最紧时，两球速度相等.根据碰撞过程中动量守恒,

以及总机械能守恒求出碰前A球的速度.

【解答】解：设碰撞前A球的速度为v,当两球压缩最紧时，速度相

等，根据动量守恒得，mv=2mv1则5=y.在碰撞过程中总机械能

守怛，有4"2m.（言）？+Ep,得v=2/4-.故C正确，A、B、D错

误.

故选c.

二.多项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分.在每小

题给出的4个选项中有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的

得2分，有选错或不答的得。分）

11.下列说法正确的是（）

A.比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能

B.一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时一，入射光的频率越

高，单位时间内逸出的光电子数就越多

C.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能

减小，核外电子的运动速度增大

D.B射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住

【考点】氢原子的能级公式和跃迁；氢原子光谱.

【分析】通过核力的特点进行判断；当有质量亏损时，亏损的质量以

能量的形式释放；入射光的频率越高，单个光子的能量值越大；氢原

子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增

大；B射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质

子同时释放出一个高速电子即B粒子.a射线电离本领最大，贯穿本

领最小，普通一张白纸就可挡住.

【解答】解：A、比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的

原子核时有质量亏损，释放核能.故A正确.

B、一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越

高，单个光子的能量值越大，光子的个数越少，单位时间内逸出的光

电子数就越少.故B错误.

C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子从高轨道跃

迁到低轨道，电子与原子核之间的距离变小，库仑力做正功，氢原子

的电势能减小；电子与原子核之间的距离变小，由库仑力提供向心力

可得，核外电子的运动速度增大.故C正确；

D、三种射线中，a射线电离本领最大，贯穿本领最小，普通一张白

纸就可挡住.故D错误.

故选：AC

12.下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是（）

A.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

B.在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射

强度极大值的光向频率较低的方向移动

C.用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一

半，仍然可发生光电效应

D.在光电效应现象中，极限频率越大的金属材料逸出功越大

【考点】光电效应；物质波.

【分析】普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，黑体辐射

的规律是：1、随着温度的升高，各种波长的光的辐射强度都增加，2、

辐射强度的最大值向波长较短的方向移动.当入射光的频率大于金属

的极限频率，可以发生光电效应.金属的极限频率越大，逸出功越大.

【解答】解：A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，

故A正确.

B、在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射

强度极大值向波长较短的方向移动，故B错误.

C、当入射光的频率大于金属的极限频率，就能发生光电效应，与入

射光的强度无关，故C正确.

D、根据Wo=hvo知，金属的极限频率越大，逸出功越大，故D正确.

故选：ACD.

13.木块长为L,静止在光滑的水平桌面上，有A、B两颗规格不同

的子弹以速度相反的VA、VB同时射向木块，A、B在木块中嵌入的

深度分别为dA、dB,且dA>dB,(dA+dB)<L,木块一直保持静止，

如图所示，则由此判断子弹A、B在射入前()

A.速度vA>vB

B.子弹A的动能等于子弹B的动能

C.子弹A的动量大小大于子弹B的动量大小

D.子弹A的动量大小等于子弹B的动量大小

【考点】动量守恒定律.

【分析】根据子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静

止，分析子弹对木块作用力的大小关系，根据动能定理研究初动能的

关系，从而确定初速度关系.根据动量守恒定律研究动量关系.

【解答】解：

由题知，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，

分析可知，两子弹对木块的推力大小相等，方向相反，子弹在木块中

运动时间必定相等，否则木块就会运动.设两子弹所受的阻力大小均

为f,根据动能定理得：

对A子弹：-fdA=O-EkA,得EkA=fdA

对B子弹：：-fds=O-EkB,得EkB=fdB.

由于dA>dB,则有子弹入射时的初动能EkA>EkB.故B错误.

对两子弹和木块组成的系统动量守恒，因开始系统的总动量为零，所

以子弹A的动量大小等于子弹B的动量大小.

根据动量与动能的关系：P=mv=72n,Ek

则有J2n^E后［2咤E通,而ERA>ERB»贝！J得至UmA<mB

2

根据动能的计算公式Ek=1rov,得到初速度VA>VB.故AC正确，D

错误.

故选：AD

14.若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空

位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就

是原子的特征x射线.内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为

内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能

量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子

称为内转换电子）.2l4p0的原子核从某一激发态回到基态时，可将能

量Eo=1.416MeV交给内层电子（如K、L、M层电子，K、L、M标

记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离.实验测得从214Po原子

的K、L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=1.323MeV、

EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.则可能发射的特征x射线的能量为

（）

A.O.OBMeVB.0.017MeVC.0.076MeVD.0.093MeV

【考点】氢原子的能级公式和跃迁.

【分析】解决该题的关键是从题目中获取有用信息，从题目可知特征

x射线的原理是：电子在原子内层能级之间的跃迁，和氢原子能级跃

迁一样，只是内层原子跃迁时，释放能量较高.

【解答】解：电离过程是：该能级上的电子获得能量后转化为其动能,

当获得的动能足能使其脱离原子核的吸引后，则能电离，因此电离时

获得的动能等于无穷远处能级和该能级之间能量差.所以内层三个能

级的能量分别为：Ei=-1.412MeV,E2=-1.399MeV,E3=-1.323MeV,

因此放出的特征x射线的能量分别为：△EI=E3-Ei=0.089MeV,△

E2=E2-E,=0.013MeV,AE3=E3-E2=0.076MeV,故BD错误，AC正

确.

故选AC.

三、实验填空题(每空2分，共22分)

15.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氮核的热核反应,

核反应方程是4；H-＞为e+2X,其中X粒子是正电子，这个核反

应释放出大量核能，已知质子、氮核、X的质量分别为rm、m2、m3,

真空中的光速为c,反应过程释放的能量为(4mi-m2-2m为c?.

【考点】轻核的聚变；裂变反应和聚变反应.

【分析】(1)根据核反应方程的质量数与质子数守恒，即可求解；

(2)根据质能方程求出释放能量，即可求解.

【解答】解：根据核反应方程中质量数和电荷数的守恒可知X粒子

的质量数为0,电荷数为1,因此X粒子为正电子，根据爱因斯坦质

2

能方程可知，该反应过程释放的能量为：△E=Amc=(4mi-m2-2m3)

c2.

故答案为：正电子；(4mi-m2-2m3)c?.

16.氢原子的能级图如图所示.若大量处于n=4能级的氢原子跃迁到

n=2能级发出的光照射某金属后，逸出光电子的最大初动能是

0.05MeV,则该金属的逸出功为2.50MeV；若大量处于n=3能级

的氢原子跃迁到n=l能级发出的光照射该金属，逸出光电子的最大初

动能是9.59MeV.

II小\

【考点】氢原子的能级公式和跃迁.

【分析】能级间辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据光电效

应方程求出金属的逸出功.根据释放的光子能量，结合光电效应方程

求出逸出光电子的最大初动能.

【解答】解：处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2能级发出的光子能量

hv=-0.85+3.4eV=2.55MeV,

根据光电效应方程得，Ekm=hv-Wo,解得逸出功Wo=hv-Ekm=2.55

-0.05MeV=2.50MeV.

大量处于n=3能级的氢原子跃迁到n=l能级，发出的最大光子能量

hvz=-1.51+13.6MeV=12.09MeV,

则光电子的最大初动能Ekm'=hv，-Wo=12.O9-2.50MeV=9.59MeV.

故答案为：2.50,9.59

17.美国物理学家密立根以精湛的技术测出了光电效应中几个重要的

物理量.若某次实验中，他用光照射某种金属时发现其发生了光电效

应，且得到该金属逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图

象如图所示，经准确测量发现图象与横轴的交点坐标为4.8,与纵轴

交点坐标为0.5.已知电子的电荷量为1.6X10it,由图中数据可知

普朗克常量为6.7X10-4js,金属的极限频率为4.8X10、

Hz.（均保留两位有效数字）

【分析】根据光电效应方程的得出最大初动能与入射光的频率关系，

结合图线求出普朗克常量.根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-W,

Ek-v图象的斜率等于h.横轴的截距大小等于截止频率，逸出功

W=hv0,根据数学知识进行求解.

【解答】解：根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-W,Ek-v图象的

横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为：vo=4.77

X1014HZ^4.8X10,4HZ.

根据光电效应方程得,Ekm=hv-Wo,当入射光的频率为v=6.0X1014HZ

时，最大初动能为Ekm=0.5eV.

I4

当入射光的频率为VOM.8X1OHZ时，光电子的最大初动能为0.

1419

则:hX6.0X10-Wo=O.5X1.6X10-,

14

即：hX4.8X10-Wo=O

联立两式解得：h=6.7X1034Js.

故答案为：6.7X10-34,4.8X1014.

18.用频率为v的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度

为B的匀强磁场中作匀速圆周运动时，其最大半径为R,电子质量为

m,电量为e,则金属表面光电子的逸出功为hv-T■幺.

【考点】光电效应.

【分析】根据粒子在磁场中的半径，结合半径公式求出粒子的速度，

从而得出粒子的动能，根据光电效应方程求出金属的逸出功.

【解答】解:根据evb=4得光电子的最大速度为：v=噜，

222

2eR

则光电子的最大动能为：E.4mv=>

22m

根据光电效应方程得：Ekm=hv-Wo,

222

解得逸出功为：Wo=hv-£[R■.

2m

222

故答案为：hv_e巴R.

2m

19.如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置.两带有等宽

遮光条的滑块A和B,质量分别为HIA、mB,在A、B间用细线水平

压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止,

这是表明气垫导轨水平，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光

电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB,若有关

系式-'则说明该实验动量守恒・

【考点】验证动量守恒定律.

【分析】滑块静止，处于平衡状态，所受合力为零，据此分析答题;

求出滑块速度，由动量守恒定律分析答题.

【解答】解：两滑块自由静止，滑块静止，处于平衡状态，所受合力

为零，此时气垫导轨是水平的；

设遮光条的宽度为d,两滑块的速度为：VA=4，VB=7，...①,

TATB

如果动量守恒，满足：mAVA-mBVB=O...@,

由①②解得：4-詈=0.

TA

故答案为：气垫导轨水平；詈-兽=0.

TAXB

20.一个质量为M,底面长为L的三角形劈静止于光滑的水平桌面

上，如图，有一个质量m的底边长为a的小三角形劈由斜面顶部无

初速滑到底部时，大三角形劈移动的距离为—吗应_.

【考点】动量守恒定律.

【分析】M、m组成的系统，水平方向不受外力，动量守恒.用位移

表示两个物体水平方向的平均速度，根据平均动量守恒列式，可以求

出M的位移.

【解答】解：M、m组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方

向，

设M的位移为x,则m的位移为：L-a-x,

两物体的平均速率分别为：V产匚:V2=?,

由动量守恒定律得：mvi-MV2=0,

m(L-a)

解得:x=----------

m(L-a)

故答案为:

』+m

21.如图所示，一子弹击中一块用长为L的细绳拴接的木块，并与木

块一起运动，问要使木块能在竖直平面内做完整的圆周运动，子弹的

速度至少为—V5iL.(设子弹质量为m,木块质量为M,重力加

一m一

速度为g)

O'

I.

oCw

mJ

【考点】动量守恒定律；功能关系.

【分析】根据最高点的临界情况，求出木块通过最高点的最小速度，

根据动能定理求出最低点的最小速度.再根据子弹击中木块过程系统

的动量守恒求子弹的最小速度.

【解答】解：木块恰能在竖直平面内做完整的圆周运动时一，在最高点,

由重力充当向心力，则有：

2

(M+m)g=(M+m)2X

L

木块从最低点到最高点的过程，由机械能守恒定律得知重力势能的增

加等于动能的减少，即有：

(M+m)g>2L=y(M+m)-y(N+m)Vj

子弹击中木块的过程，取子弹原来的速度方向为正方向，由动量守恒

定律得：

mvo=（M+m）V2；

联立解得：/5gL

ID

故答案为：—南.

m

四、计算题（共3小题，22分.22,23题各6分，24题10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

案不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）

22.一静止的氨核（|^Rn）发生a衰变，放出一个速度为vo、质量

为m的a粒子和一个质量为M的反冲核针（Po）,若氢核发生衰变

时，释放的能量全部转化为a粒子和针核的动能.

（1）写出衰变过程；

（2）求出反冲核的速度（计算结果不得使用原子量表示）

（3）求出这一衰变过程中亏损的质量（计算结果不得使用原子量表

示）.

【考点】动量守恒定律；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应.

【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程，根据动量守

恒定律求出反冲速度，再根据能量守恒求出释放的核能.

【解答】解：（1）衰变方程为：II2&玲等Po+；He

（2）设针核的反冲速度大小为v,由动量守恒定律有：

O=mvo-Mv,v=^^-

（3）衰变过程中产生的机械能为:

△E=\mvo2cMV?,

由爱因斯坦质能方程有：△E=Z\mc2

产生这些机械能亏损的质量为：

△mf手■（哈

答：（1）衰变方程：焦氐玲泮Po+；He.

（2）反冲核的速度学.

2

mVO

z

（3）这一衰变过程中亏损的质量2\(

2c

23.如图所示，质量为M=10kg的小车静止在光滑的水平地面上，其

AB部分为半径R=0.5m的光滑《圆弧,BC部分水平粗糙,BC长为

L=2m.一可看做质点的小物块从A点由静止释放，滑到C点刚好停

止.已知小物块质量m=6kg,g取lOm/s2求:

（1）小物块与小车BC部分间的动摩擦因数;

（2）小物块从A滑到C的过程中，小车获得的最大速度.

【考点】动量守恒定律；功能关系.

【分析】当滑块滑到B点时-，小车速度最大；当滑块滑到C点时，

小车和滑块相对静止，根据动量守恒定律和功能关系列式求解即可.

【解答】解：m滑至C,根据动量守恒定律，有m、M相对静止，根

据功能关系，有：

mgR=|imgL

解得：崂专0.25

滑至B时，车速最大，规定向右为正方向，物块与车组成的系统水

平方向动量守恒，有：

mv-MV=0

由动能关系：mgR=%nv2gMV?

解得:V6，)1丝s5=L5m/s

VKM+m)V10(10+6)

答：(1)小物块与小车BC部分间的动摩擦因数为0.25；

(2)小物块从A滑到C的过程中，小车获得的最大速度1.5m/s.

24.如图1所示，质量M=0.6kg的平板小车静止在光滑水平面上.当

t=0时，两个质量都是m=0.2kg的小物体A和B(A和B均可视为质

点)，分别从左端和右端以水平速度V]=5.0m/s和V2=2.0m/s冲上小车,

当它们相对于车停止滑动时，没有相碰.已知A、B与车面的动摩擦

因数都是020,g10m/s2.求:

(1)车的长度至少是多少？

(2)B在C上滑行时对地的位移.

(3)通过分析在图2中所给的坐标系中画出。至4.0s内小车运动的

速度v-时间t图象.

【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变

速直线运动的位移与时间的关系.

【分析】(1)以A、B和车组成的系统为研究对象，该系统水平方向

动量守恒，根据动量守恒定律列方程求解.

(2)对系统运用功能关系，系统克服摩擦力做的功等于系统动能的

减少量，列方程求解即可.

(3)第一阶段:A、B同时在车上滑行时，滑块对车的摩擦力均为|img,

方向相反，车受力平衡而保持不动.当B的速度减为0时一，此过程

结束，第二阶段：B停止运动后，A继续在车上滑动，物体A与车将

有共同速度v,最终做匀速直线运动.根据运动学公式结合牛顿第二

定律进行求解.

【解答】解：(1)设A、B相对于车停止滑动时，车的速度为v,规

定向右为正方向，根据动量守恒定律得：

mvi-mv2=(M+2M)v,

得：v=0.6m/s,方向向右.

设A、B在车上相对于车滑动的距离分别为si和S2,由功能关系得：

|imgsi+nmgS2=7rmv22-H^-mvi2-y(M+2m)v2

得：si+s2=0.72m

故车长最小为0.72m；

(2)开始A、B相对于车运动时，A对C和B对C的滑动摩擦力等

大反向，故C静止.

当B对地速度为。时，B与C相对静止，即B与C有共同速度0.

所以此前B对地位移SB=±_=J=lm

211g4

(3)车的运动分以下三个阶段：

第一阶段：A、B同时在车上滑行时，滑块对车的摩擦力均为，方向

相反，车受力平衡而保持不动.当B的速度减为0时，此过程结束.设

这段时间内滑块的加速度为a,根据牛顿第二定律：nmg=ma

a=pg,

滑块B停止滑动的时间t=2X=1.0s

a

第二阶段：B停止运动后，A继续在车上滑动，设到时刻物体A与车

有共同速度V,

则第三阶段：之后，车以速度v做匀速直线运动到为止.

小车运动的速度--时间图线如图所示.

八v/m•g*1

0.8

06-----------------厂-------

04------------Z------------------

0.2----------4--------------

o口」IIL-»

01.02.03.04.0t/s

答：(1)车的长度至少是0.72m；

(2)B在C上滑行时对地的位移为1m.

(3)通过分析在图2中所给的坐标系中画出0至4.0s内小车运动的

速度v-时间t图象如图.

赠送励志修身名言警句

可怕的敌人，就是没有坚强的信念。——罗曼罗兰

不要询问世界需要什么。问问什么事情可以使你活跃，然后

付诸实践。因为世界需要活跃的人。--霍华德瑟曼

大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。——李白

不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。吕坤《呻吟

语应务》

书，能保持我们的童心；书能保持我们的青春。严文井

一个没有受到献身的热情所鼓舞的人，永远不会做出什么伟

大的事情来。车尔尼雪夫斯基

燕雀安知鸿鹄之志哉！——陈涉

伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。——易卜生

只有经过长时间完成其发展的艰苦工作，并长期埋头沉浸于

其中的任务，方可望有所成就。——黑格尔

坚强的信心，能使平凡的人做出惊人的事业。——马尔顿

人们心神不宁是因为总是拿自己平淡不起眼的生活与别人

光鲜亮丽的一面相比较。—史蒂文弗蒂克

志当存高远。诸葛亮

老骥伏杨，志在千里；烈士暮年，壮心不已。——曹操

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏

轼

燕雀戏藩柴，安识鸿鹄游。——曹植

生当作人杰，死亦为鬼雄，至今思项羽，不肯过江东。——

李清照

穷且益坚，不坠青云之志。——王勃

勿以恶小而为之，勿以善小而不为。惟贤惟德，能服于人。

刘备

大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。——李白

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。一

一苏轼

壮心未与年俱老，死去犹能作鬼雄。——陆游

科学家的天职叫我们应当继续奋斗，彻底揭露自然界的奥

秘，掌握这些奥秘便能在将来造福人类。约里奥・居里

书是人类进步的阶梯，终生的伴侣，最诚挚的朋友。高尔基

甘共苦书籍是全世界的营养品。莎士比亚

人的活动如果没有理想的鼓舞，就会变得空虚而渺小。车尔

尼雪夫斯基

志不强者智不达。墨翟

生当作人杰，死亦为鬼雄，至今思项羽，不肯过江东。一一

李清照

燕雀安知鸿鹄之志哉！——陈涉

未来是光明而美丽的，爱它吧，向它突进，为它工作，迎接

它，尽可能地使它成为现实吧！车尔尼雪夫斯基

志当存高远。诸葛亮

读书如饭，善吃饭者长精神，不善吃者生疾病。——章学诚

人，只要有一种信念，有所追求，什么艰苦都能忍受，什么

环境也都能适应。——丁玲

壮心未与年俱老，死去犹能作鬼雄。——陆游

一个没有受到献身的热情所鼓舞的人，永远不会做出什么伟

大的事情来。——车尔尼雪夫斯基

故立志者，为学之心也；为学者，立志之事也。一一王阳明

共同的事业，共同的斗争，可以使人们产生忍受一切的力量。

——奥斯特洛夫斯基

贫不足羞，可羞是贫而无志。吕坤

我们以人们的目的来判断人的活动。目的伟大，活动才可以

说是伟大的。——契诃夫

毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。一一培根

春蚕到死丝方尽，人至期颐亦不休。一息尚存须努力，留作

青年好范畴。——吴玉章

生活的理想，就是为了理想的生活。——张闻天名言警句

理想的人物不仅要在物质需要的满足上，还要在精神旨趣的

满足上得到表现。——黑格尔

一个能思想的人，才真是一个力量无边的人。一一巴尔扎克

我从来不把安逸和快乐看作是生活目的本身—这种伦理基

础，我叫它猪栏的理想。——爱因斯坦

人生应该如蜡烛一样，从顶燃到底，一直都是光明的。——

萧楚女

人生的价值，即以其人对于当代所做的工作为尺度。——徐

玮

路是脚踏出来的，历史是人写出来的。人的每一步行动都在

书写自己的历史。——吉鸿昌

但愿每次回忆，对生活都不感到负疚—郭小川

人的一生可能燃烧也可能腐朽，我不能腐朽，我愿意燃烧起

来！——奥斯特洛夫斯基

你若要喜爱你自己的价值，你就得给世界创造价值。——歌

德

我们活着不能与草木同腐，不能醉生梦死，枉度人生，要有

所作为。——方志敏

所谓天才，只不过是把别人喝咖啡的功夫都用在工作上了。

鲁迅

人类的希望像是一颗永恒的星，乌云掩不住它的光芒。特别

是在今天，和平不是一个理想，一个梦，它是万人的愿望。

——巴金

傲不可长，欲不可纵，乐不可极，志不可满。---魏徵

人生像攀登一座山，而找寻出路，却是一种学习的过程，我

们应当在这过程中，学习稳定、冷静，学习如何从慌乱中找

到生机。席慕蓉

我们是国家的主人，应该处处为国家着想。——雷锋

不勤勉的人生便是罪过。无技艺的勤劳就是粗野。罗斯金

金钱和时间是人生两种最沉重的负担，最不快乐的就是那些

拥有这两种东西太多，我得不知怎样使用的人。约翰生

不屈不挠的精神，是人生成功的法宝。

获得幸福的惟一途径，就是忘掉目前的幸福，以除此之外的

目的作为人生目标。米勒

持续不断的劳动，是人生的铁律，也是艺术的铁律。巴尔

扎克

抽打自己的鞭子要掌握在自己的手里，在漫长的人生道路的

每一步上，都要经常鞭策自警，万不可以为有过一两次抽打

就可以沿途平安了。“自新应似长江水，日夜奔流无歇时。”

魏书生

处处热心的人生，是事事满意的人生。帕克

尽管世界和人生是坏透了，其中却有一件东西永远是好，那

便是青春。显克维奇

奋斗就是生活，人生惟有前进。巴金

你的态度跟这改变；态度改变，你的习惯跟着改变；习惯改

变，你的性格跟着改变；性格，你的人生跟着改变。马斯

洛

人生，始终充满战斗激情。惠特曼

既然人生，具有一切乐趣的全部人生，在我面前敞开来，又

何必在这个狭窄的，闭塞的柜子里奋斗和劳作呢？列夫托

尔斯泰

人生，幸福不是目的，品德才是准绳。比彻

人生，这是个庄得的字眼；人生，这两个字的内涵如大海浩

瀚。它是权衡一个人身心价值的天平，是轻是重，是强是弱,

在它面前，都免不了要受到公正的评判。佚名

人生并非游戏，因此，我们并没有权利只凭自己的意愿