河南省林州市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（普通班，含解析）

PAGE河南省林州市第一中学2020学年高二下学期期中考试物理试题（普通班）一、选择题：1.从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地面上易碎，而掉在软垫上不易碎，这是因为落到水泥地上时（）A.受到的冲量大B.动量变化快C.动量变化量大D.受到的冲量小【答案】B【解析】杯子从同一高度下落，故到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理可知I=△P可知，冲量也相等；但由于在水泥地上，接触时间较短，故动量的变化率较大，动量变化快，受到的作用力大；而在软垫上时，由于软垫的缓冲使时间变长，动量的变化率较小，作用力较小；故ACD错误，B正确；故选B。2.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（）A.B侧波是衍射波B.A侧波速与B侧波速相等C.减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D.增大挡板间距离，衍射现象将更明显【答案】B考点：本题考查衍射现象。3.氢原子的部分能级如图所示，大量处于n=2的激发态的氢原子从一束单一频率的光中吸收了能量后，跃迁到某较高的激发态，再向低能级跃迁时，可以发出10种不同频率的光子，则下列说法中正确的有（）A.跃迁到的某较高激发态为n=10B.单一频率的光子能量可能为10.2eVC.在这10种光子中，从n=5跃迁到n=1产生的光子能量最大D.在这10种光子中，从n=5跃迁到n=3产生的光子能量大于从n=3跃迁到n=2产生的光子能量【答案】C【解析】能发出10种不同频率的光子的最高激发态n=5，单一频率的光子能量可能为（-0.54eV）-（-13.6eV）=13.06eV，选项AB错误；由公式hν=Em-En可知从n=5跃迁到n=1产生的光子能量最大，选项C正确，5→3的能级差为（-0.54eV）-（-1.51eV）=0.97eV；3→2的能级差为（-1.51eV）-（-3.4eV）=1.89eV，则从n=5跃迁到n=3产生的光子能量小于从n=3跃迁到n=2产生的光子能量，选项D错误。故选C。4.如图所示，图甲是一列横波在某一时刻的波动图象，图乙是在x=6m处的质量从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中的两个质点，下列说法正确的是（）A.这列波沿x轴的正方向传播B.这列波的波速是2m/sC.a比b先回到平衡位置D.a、b两质点的振幅都是10cm【答案】B【解析】试题分析：由图象知，这列波的波长为8m，周期为4s,由，B正确；波峰为5cm,D错误；x=6m处的质点从开始计时后经到达波峰，说明开始计时时，正在平衡位置向波峰运动，波源在右侧，则这列波沿x轴负方向传播，A错误；根据传播方向判断，开始计时时，质点a向波谷运动，质点b向平衡位置运动，a比b后回到平衡位置，C错误。考点：本题考查机械波的传播规律、波动图象及振动图象的应用。5.钴60（）是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年。它会通过衰变放出能量高达315keV的高速电子，衰变为镍60（），同时会放出两束射线。钴60的应用非常广泛，在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。关于钴60的说法正确的是（）A.衰变方程为B.钴60衰变前后的电荷数守恒，但质量数减小C.10g钴60经过10.54年全部发生衰变D.利用钴60对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的射线【答案】A【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒，知钴60发生β衰变的衰变方程为：，故A正确。所有衰变都会有质量亏损，但质量数不变，故B错误；10.54年为两个半衰期，则剩下的钴为原来的()2，没全部衰变，故C错误；钴60对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的γ射线，故D错误。故选A。点睛：解决本题的关键知道衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道α衰变和β衰变的实质，理解半衰期，并能进行计算．6.一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（）A.在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动B.在和时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C.在和时，弹簧振子的位移大小相等，方向相反D.在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大【答案】C【解析】在t从0到2s时间内，回复力逐渐变大，说明振子逐渐远离平衡位置，做减速运动，故A错误；在t1=3s到t2=5s过程，回复力先减小为零后反向增加，说明先靠近平衡位置后远离平衡位置，故3s时和5s时速度方向相同；由于3s和5s回复力大小相等，故位移大小也相等，速度大小也相等，故B错误；在t1=5s和t2=7s时，回复力相等，根据公式F=-kx，位移相同，故C正确；在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子速度为零，根据P=Fv，功率为零，故D错误；故选C.点睛：本题考查简谐运动，关键是明确简谐运动具有对称性和周期性，振子靠近平衡位置过程是加速运动，远离平衡位置过程是减速运动；明确回复力与位移的关系F=-kx．7.下列能说明光具有粒子性的实验是（）A.氢原子光谱的发现B.康普顿效应C.粒子散射实验D.光电效应【答案】BD【解析】氢原子光谱实验说明了氢原子的能级是不连续的，与光的粒子性无关。故A错误；康普顿效应说明光具有粒子性，表明光子具有动量，选项B正确；α粒子散射实验说明原子具有核式结构，与光的粒子性无关。故C错误；光电效应现象说明光具有粒子性。光电效应表明光子具有能量。故D正确。故选BD。8.在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为，小车（和单摆）以恒定的速度沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如图所示，碰撞的时间极短，在碰撞过程中，下列情况可能发生的是（）A.小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足B.小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为，满足C.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足Mv0=Mv1+mv2D.摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为，满足【答案】CD【解析】在碰撞过程中，由于惯性，摆球的速度不变。故AB错误。摆球的速度不变，小车和木块组成的系统动量守恒，若碰后小车和木块的速度变v1和v2，取向右为正方向，根据动量守恒有：Mv=mv1+mv2．故C正确。摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v′，取向右为正方向，根据动量守恒定律有：Mv=（M+m）v′．故D正确。故选CD。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摆球的速度不变，没有参与碰撞，明确小车和木块组成的系统动量守恒．9.在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示，则可判断出（）A.三种光中，丙光的频率最大B.乙光的波长等于甲光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D.甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流【答案】ABD【解析】根据eU截=mvm2=hγ-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且小于丙光的截止电压，所以甲光、乙光的频率相等且小于丙光的频率；故A正确。甲光、乙光的频率相等，则波长相等，选项B正确；同一金属，截止频率是相同的，故C错误。由图可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，选项D正确；故选ABD.10.如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min，则（）A.当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5sB.当振子稳定振动时，它的振动频率是4HzC.当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D.当转速减小时，弹簧振子的振幅增大【答案】BD【解析】试题分析：摇把的转速为，它的周期，；转动摇把时，弹簧振子做受迫振动；振子做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s，频率为，A错误，B正确；摇把转动的周期与弹簧振子固有周期相差越小，振子的振幅越大，并不是转速越大，弹簧振子的振幅就越大，故C错误；当转速减小时，弹簧振子的受迫振动周期渐渐接近振子的固有周期，所以弹簧的振幅增大，故D正确；故BD正确；考点：考查了受迫振动和自由振动点评：本题关键根据受迫振动的周期等于驱动力的周期和产生共振的条件：驱动力的周期等于固有周期．二、非选择题11.几位同学在进行“用单摆测定重力加速度”的实验（1）甲同学分别选用四种 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 不同、直径相同的实心球做实验，记录的实验测量数据如下表所示，若要更准确的计算出当地的重力加速度值，应选用第___________组实验数据。组别摆球材料摆长L/m最大摆角全振动次数N/次1铜0.4015°202铁1.005°503铝0.4015°104木1.005°50（2）乙同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图图象中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=__________。（3）丙同学也进行了与乙同学同样的实验，但实验后他才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径，已知图中虚线②、③与OM平行，则该同学当时作出的图象应该是图中虚线_______________。【答案】(1).（1）2(2).（2）(3).（3）②【解析】（1）为了减小空气阻力对单摆振动的影响，摆球应选择铁球．摆线长约1m，振动时单摆的最大摆角约5°，所以要计算当地的重力加速度值，应选用第2组实验数据．（2）根据单摆的周期公式T=2π得，T2=，根据数学知识可知，T2-L图象的斜率k=，当地的重力加速度．（3）测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度，则有，根据数学知识可知，与实线T2=图线平行，而且图线左移．故选②.12.用如图所示的装置来验证动量守恒定律，质量为的钢球A用细线悬挂于O点，质量为的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，保持角不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点。落点中心与B球初始位置的水平距离为s，重力加速度为g。（1）用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：_______________，__________________；_________________，______________________。（2）根据测得的物理量，两球碰撞过程动量守恒的表达式为_______________________。【答案】(1).（1）(2).(3).0(4).(5).（2）【解析】（1）小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mAgL（1-cosα）=mAvA2-0，解得：vA=，则PA=mAvA=mA；小球A与小球B碰撞后继续运动，在A碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒，由机械能守恒定律得：-mAgL（1-cosβ）=0-mAvA′2，解得vA′=，PA′=mAvA′=mA；碰前小球B静止，则PB=0；碰撞后B球做平抛运动，水平方向：S=vB′t，竖直方向H=gt2，解得vB′=S，则碰后B球的动量PB′=mBvB′=mBS；（2）由动量守恒定律可知，实验需要验证的表达式为：mA=mA+mBS；三、解答或论述题：13.一简谐波某时刻的波形图如图所示，该波沿x轴正方向传播，质点P的横坐标x=0.32m。从此时刻开始计时。（1）若经过时间0.4s第一次出现相同波形图，求波速；（2）若P点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速。【答案】（1）2m/s（2）0.3m/s【解析】试题分析：（1）依题意，周期T="0.4"s，波速v==m/s="2"m/s（2）波沿x轴正方向传播，△x="0.32"m﹣0.2m="0.12"m．p点恰好第一次达到正向最大位移．波速v==m/s="0.3"m/s．答：（1）若经过时间0.4s再一次出现相同波形图，波速为2m/s．（2）若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，波速为0.3m/s．14.已知原子核质量为209.98287u，原子核的质量为205.97446u，原子核的质量为4.00260u，静止的核在衰变中放出粒子后变成，求：（1）在衰变过程中释放的能量；（2）粒子从核中射出的动能。【答案】（1）5.412MeV（2）5.3.9MeV【解析】（1）衰变方程，衰变过程中质量亏损为：，反应过程中释放的能量为；（2）因衰变前后动量守恒，则衰变后粒子和铅核的动量大小相等，方向相反，而，则，即，又因核反应释放的能量只能转化为两者的动能，故，所以粒子从钋核中射出的动能15.如图所示，小球A系在细线的一端，细线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h，物块B的质量是小球A的2倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面之间的动摩擦因数为。现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最纸点时与物块发生弹性正碰。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g。求：（1）碰撞后，小球A反弹瞬间的速度大小；（2）物块B在水平面上滑行的时间t。【答案】（1）（2）...............解得：，，所以碰后A反弹瞬间速度大小为；（2）物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小，设物块在水平面上滑行的时间为t，根据动量定量，有：解得：。点睛：本题综合考查动量守恒定律、机械能守恒定律及动量定理，要注意正确分析物理过程，选择合适的物理规律求解，要明确碰撞的基本规律是系统的动量守恒。16.如图所示，在光滑的水平面上有一辆小车处于静止状态，小车的上表面左端AB部分是水平的轨道，右侧BC是一段光滑的圆弧轨道，圆弧的底端恰好与AB段相切，小车质量M=8kg，现有一质量m=2kg的物块，以初速度从A点冲上小车，并沿BC上滑，然后恰好沿轨道返回到A点，已知物块与水平面AB部分的动摩擦因数，求：（1）小物块返回到A点的速度大小；（2）小车上平面AB的长度；（3）要使物块不从C点冲出，圆弧BC的半径R的最小值。【答案】（1）2m/s（2）10cm（3）2m【解析】（1）小物块和小车组成的系统在水平方向上的动量总是守恒，小物块恰好返回到A点，所以小物块返回到A点和小车的速度相同，设它们的共同速度为v，则有：，解得：；（2）小物块返回到A点时，小物块的动能减少，小车的动能增加，系统的内能增加，由能量守恒定律得：，解得：。（3）小物块在圆弧BC上运动到最高点C时，水平方向上的速度与小车相同，竖直方向上的速度为零，此时小物块刚好不冲出小车，圆弧半径最小，所以小物块和小车阻成的系统在水平方向上的动量守恒，有：，解得：，小物块在圆弧BC上运动到最高点C的过程中，小物块的动能减少，重力势能增加，小车的动能增加，由能量守恒定律得：，解得：。点睛：本题是系统的水平方向动量守恒和能量守恒的问题，要注意系统的总动量并不守恒，但是在水平方向上的动量是守恒的，抓住临界状态，列方程求解．