2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第四中学高二（下）期中阶段考试物理试题（解析版）

这是一份2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第四中学高二（下）期中阶段考试物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
乌鲁木齐市第四中学2021-2022学年度下学期阶段性诊断测试高二物理试题一、选择题（1-8为单选题，每题只有一个正确的选项，9-12为多选题，每题至少有两个选项，选全得4分，选不全得2分，选错不得分，总计48分）。1. 关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　）A. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的B. 电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的C. 电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷D. 电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的【1题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，A错误；B．原子的核式结构是卢瑟福通过粒子的散射实验才提出的，B错误；C．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C错误；D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的，D正确。故选D。2. 如图，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为（   ）
 A.  B.  C.  D. 【2题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】小船和救生员组成的系统动量守恒，取水平向右为正方向，有(M + m)v0 = m( - v) + Mv′解得v′ = v0 + (v0 + v)故选C。3. 用绳拴住弹簧的两端，使弹簧处于压缩状态，弹簧两边分别接触两个质量不同物体。将绳烧断，弹簧将突然伸长，在将两物体弹开的瞬间，这两个物体大小相等的物理量是（　　）A. 速度 B. 动量 C. 动能 D. 加速度【3题答案】【答案】B【解析】【详解】AB．由题意可知，两个质量不同物体组成的系统动量守恒，则有解得两个物体的动量大小相等；由上式可得v1∶v2=m2∶m1因两个物体的质量不相等，所以速度大小不相等，A错误，B正确；C．由动能与动量的关系因动量p大小相等，两物体的质量m不相等，因此动能大小不相等，C错误；D．由于两个物体相互作用，弹簧对两个物体的弹力大小相等，由于两个物体的质量不相等，由牛顿第二定律可知，两个物体的加速度大小不相等，D错误。故选B。4. 如图所示，A，B两小球质量相同，在光滑水平面上分别以动量和（向右为参考系正方向）做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球碰撞后的动量和可能分别为（　　）A. ，  B. ， C. ，  D. ， 【4题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】AD．两小球质量相同，设质量都是m，则开始时的动能碰撞后的动能应故AD错误；B．根据动量守恒定律知，两球碰撞的过程中，应该是B球的动量增加，A球的动量减小，A的动量不能增加，故B错误；C．根据动量守恒定律，如果两球碰撞后一起运动，则二者的动量相等，都是，故C项是可能的，故C正确；故选C。【点睛】碰撞的过程中动量守恒、动能不增加量，以及要符合实际的规律，根据这些规律进行分析；对于碰撞过程要遵守三大规律：1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况。5. 下列各种波是概率波的是（　　）A. 声波 B. 无线电波 C. 光波 D. 水波【5题答案】【答案】BC【解析】【详解】AD. 声波和水波是机械波，不是概率波，AD错误；B．根据黑体辐射理论，能量子具有波粒二象性，电磁波中的无线电波是一种能量波，即是概率波，B正确；C．光具有波粒二象性，光为概率波，C正确。故选BC。6. 如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短。若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的整个过程中（　　）
 A. 动量不守恒，机械能不守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量守恒，机械能守恒【6题答案】【答案】A【解析】【详解】子弹射入木块过程子弹与木块组成的系统动量守恒，但是子弹射入木块后留在其中，这个过和属于完全非弹性碰撞动能损失最大，有内能产生，所以机械能不守恒，在弹簧被压缩至最短的过程，有弹力作用，所以系统动量不守恒，但是机械能守恒，则全过程系统的动量不守恒，机械能也不守恒，所以A正确；BCD错误；故选A。7. 物体在恒定的合力作用下做直线运动，在时间t1内动能由零增大到EK，在时间t2内动能由EK增加到2EK，设合力在时间t1内做的功为W1，冲量为I1，在时间t2内做的功是W2，冲量为I2，则A. I1<I2，W1＝W2 B. I1>I2，W1<W2 C. I1>I2，W1＝W2 D. I1＝I2，W1<W2【7题答案】【答案】C【解析】详解】根据动能定理得：W1=Ek−0=Ek，W2=2Ek−Ek=Ek，则W1=W2. 动量与动能的关系式为则由动量定理得：I1=，；则I1>I2.故选C．8. 如图所示，AB为粗糙的水平轨道，A、B两点相距x=40m，BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道，O是圆心，DOB在同一竖直线上，水平轨道与半圆轨道平滑连接水平轨道上A、B两点分别放有质量为m1和m2的甲、乙两物体（均可视为质点），甲物体与水平轨间的动摩擦因数为μ=0.5，甲物体以v0=25m/s的速度从A点向右运动，与静止在B点的乙物体发生弹性碰撞，碰撞后乙物体沿半圆轨道运动，并从最高点D飞出，落到水平地面上的P点，P、B两点相距d=4.8m，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）
 A. 甲物体运动到B点时的速度大小为12m/sB. 甲、乙两物体质量之比为m1∶m2=1∶3C. 乙物体沿半圆轨道运动到D时的速度大小为10m/sD. 甲、乙物体发生弹性碰撞后甲物体在水平轨道上滑动的距离为2.5m【8题答案】【答案】D【解析】【详解】根据牛顿第二定律可得甲从A到B的过程中加速度大小为设甲物体到B点的速度大小为v，根据运动学公式得代入数据解得故A错误；C．设乙物体沿半圆轨道运动到D时的速度大小为v0，乙离开D点后做平抛运动，水平方向上有竖直方向上有代入数据解得故C错误；B．设甲、乙两物体碰撞后甲物体的速度为v1，乙物体的速度为v2，乙物体从B到D过程中根据动能定理有代入数据解得甲、乙发生弹性碰撞，设碰撞后甲的速度为v1，根据动量守恒定律，有根据能量守恒定律有两式联立并代入数据解得甲、乙两物体质量之比为故B错误；D．碰撞后甲物体被弹回，之后做匀减速运动，加速度大小设运动的位移为，根据运动学公式有代入数据解得故D正确。故选D。9. 三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（　　）A. 用光束1照射时，不能产生光电子B. 用光束3照射时，不能产生光电子C. 用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D. 用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大【9题答案】【答案】AC【解析】【详解】A、B、依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子；故A正确，B错误．C、D、用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：Ekm=hγ-W，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关；故C正确，D错误．故选AC．【点睛】考查波长与频率的关系式，掌握光电效应现象发生条件，理解光电效应方程的内容．10. 质量为3kg的物体在水平面上做直线运动，若速度大小由2m/s变成6m/s，那么在此过程中，动量变化的大小可能是（　　）A.  B.  C.  D. 【10题答案】【答案】BD【解析】【详解】若两速度方向相同，则动量的变化为若两速度方向相反，以末速度方向为正方向，则动量的变化为故选BD。11. 如图甲所示，在光滑水平面上的两小球A、B发生正碰，小球A的质量为m1=0.1kg。图乙为它们碰撞前后两个小球的s－t图像。取向右为正方向，由此可以判断（　　）A. 碰前小球B静止，小球A向右运动B. 碰后小球A和B都向右运动C. 小球B的质量为m2=0.2kgD. 小球B的质量为m2=0.3kg【11题答案】【答案】AD【解析】【详解】A．由s－t（位移时间）图像的斜率得到，碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止，m1向速度大小为方向只有向右才能与m1相撞，故A正确；B．由s－t（位移时间）图像的斜率的正负表示速度方向，则碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，两物体运动方向相反，故B错误；CD．由s－t（位移时间）图像的斜率得到 根据动量守恒定律得代入解得故C错误，D正确。故选AD。12. 某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（　　）A. 光电子的最大初动能B. 两种光的频率C. 两种光照射金属K时的逸出功一样D. 两种光的遏止电压相同【12题答案】【答案】AC【解析】【详解】AD．由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，也即b光的遏止电压大，由可知，b光照射光电管时逸出光电子最大初动能大，所以故A正确，D错误；B．由光电效应方程可得由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其频率大，即故B错误；C．金属的逸出功由金属本身决定，与光的频率无关，所以两种光照射金属K时的逸出功是一样的，故C正确；故选AC。二、填空题（13题每空2分，共12分）13. 如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后动量关系。（1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是_______A．可选用半径不同的两小球B.选用两球的质量应满足C.需用秒表测量小球在空中飞行的时间D.斜槽轨道必须光滑（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程，然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上的S位置由静止释放，与小球相碰，并且多次重复。接下来要完成的必要步骤是_______（填选项前的符号）。A．用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N并测量平抛射程，（3）若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为________[利用（2）中所测量的物理量表示]；若碰撞是弹性的碰撞，那么还应该满足的表达式应该为______[利用（2）中所测量的物理量表示]。（4）经测定，，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。则碰撞前、后总动量的比值为________（结果保留三位有效数字），实验结果说明在误差允许范围内系统动量守恒。有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用题中给出的数据，分析和计算出被撞小球平抛运动射程的最大值为_______cm。（结果保留三位有效数字）【13题答案】【答案】    ①. B    ②. AD    ③.     ④.     ⑤. 1.01    ⑥. 76.8【解析】【分析】【详解】（1）AB.应选用半径相同的两小球，让它们发生对心碰撞，两球的质量应满足，故A错误，B正确；C．因两小球碰后在空中的飞行时间相同，随后计算过程中等式两边时间t可以削去，所以不需要用秒表测量小球在空中飞行的时间，故C错误；D．保证入射小球每次都从斜轨上的S位置由静止释放即可，斜槽轨道不需要必须光滑，故D错误。故选B。（2）需要用天平测量两个小球的质量、；不需要测量小球开始释放高度h，保证入射小球每次都从斜轨上的S位置由静止释放即可；也不需要测量抛出点距地面的高度H；需要分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N并测量它们的平抛射程、，故AD正确，BC错误。故选AD。（3）设落地时间为t，则动量守恒的表达式是若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为若碰撞是弹性的碰撞，则碰撞前后动能不变，有那么还应该满足的表达式应该为（4）碰撞前、后总动量的比值发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒的表达式是动能守恒的表达式是联立解得v1则被撞小球平抛运动射程的最大值对应的表达式因此最大射程为三、计算题14. 质量为10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是25g静止在水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大？【14题答案】【答案】85.7m/s；80m/s【解析】【详解】（1）系统动量守恒，当子弹留在木块中时，由动量守恒定律可得解得（2）当子弹打穿木块时，有解得15. 一质量为2kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示。物块以v0=9m/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7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2。(1)求物块与地面间动摩擦因数μ；(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；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。【15题答案】【答案】(1)0.32；(2)520N；(3)36J【解析】【详解】(1)物块从A点到B点做匀减速直线运动的过程，由动能定理有可得μ=0.32(2)物块和墙壁作用的过程，取向左为正，由动量定理有FΔt=mv′－mv可得F=520N(3)物块向左匀减速直线运动的过程，由动能定理解得W=36J16. 铝的逸出功是3.0eV，现在用波长为300nm的光照射铝的表面有光电子逸出，其中普朗克常量，电子的电荷量为。求：(1)光电子的最大初动能？(2)金属铝的遏止电压？(3)铝的截止频率？【16题答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)频率金属的逸出功为根据爱因斯坦光电效应方程可得(2)遏止电压 (3)由逸出功可得17. 如图所示，在光滑水平面上使滑块A以2m/s的速度向右运动，滑块B以4m/s的速度向左运动并与滑块A发生弹性正碰，已知滑块A、B的质量分别为1kg、2kg，滑块B的左侧连有轻弹簧，求：  (1)当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小； (2)两滑块相距最近时滑块B的速度大小； (3)两滑块相距最近时，弹簧的弹性势能的大小．【17题答案】【答案】（1）−3m/s，方向向左；（2）−2m/s，方向向左；（3）12J【解析】【详解】(1)以向右为正方向，A、B组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒， 当滑块A的速度减为0时，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=mBvB' vB'=−3m/s，方向向左； (2)两滑块相距最近时速度相等，设相等的速度为v.根据动量守恒得：mAvA+mBvB=(mA+mB)v，解得：v=−2m/s，方向向左； (3)两个物体的速度相等时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，根据系统的机械能得，弹簧的最大弹性势能为：可解得：【点睛】对于A、B构成的系统，在A压缩弹簧过程中，系统的合外力为零，满足动量守恒，根据动量守恒定律求解即可．当两个物体的速度相等时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，根据系统的机械能列式求解．