2020-2021学年河北省张家口市尚义一中高二（下）期中物理试卷

2020-2021学年河北省张家口市尚义一中高二（下）期中物理试卷

1. 关于下列四幅图说法正确的是
    

A. 玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的
B. 光电效应产生的条件为：光强大于临界值
C. 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性
D. 发现少数粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬

2. 下列说法中正确的是

A. 卢瑟福通过a粒子散射实验证实了在原子内部存在质子
B. 波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了所有原子光谱的实验规律
C. 氡的半衰期为天，若有4个氡原子核，经过天后就一定只剩下2个氡原子核
D. 铀核衰变成铅核要经过8次衰变和6次衰变

3. 下列核反应方程中，属于衰变的是

A.  B.
C.  D.

4. 恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是

A. 拉力F对物体的冲量大小为零
B. 拉力F对物体的冲量大小为Ft
C. 拉力F对物体的冲量大小是
D. 合力对物体的冲量大小为Ft

5. 一炮艇总质量为M，以速度匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是

A.  B.
C.  D.

6. 在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一段距离后静止。根据测速仪的测定，长途客车撞前以的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度

A. 小于 B. 大于，小于
C. 大于，小于 D. 大于，小于

7. 质量为3m，速度为v的小车，与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动，则两车碰撞后的总动量是

A.  B. 2mv C. 3mv D. 5mv

8. 光滑的水平面上有两个小球M和N，它们沿同一直线相向运动，M球的速率为，N球的速率为，正碰后沿各自原来的反方向而远离，M球的速率变为，N球的速率变为，则M、N两球的质量之比为

A. 3：1 B. 1：3 C. 3：5 D. 5：7

9. 在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为现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，则碰前A球的速度等于

A.  B.  C.  D.

10. 质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为，初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为

A.  B.  C.  D.

11. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑孤形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑
     

A. 在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
B. 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C. 被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D. 被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处

12. 关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述不正确的是

A. 对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应
B. 光电流强度与入射光强度的有关
C. 用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大
D. 光电效应几乎是瞬时发生的

13. 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标，与纵轴交点坐标，由图可知

A. 该金属的截止频率为 Hz
B. 该金属的截止频率为 Hz
C. 该图线的斜率表示
D. 该金属的逸出功为

14. 一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的图线，、表示截止电压，下列说法正确的是
     

A. 甲图中光电管得到的电压为反向电压
B. a、b光的波长相等
C. a、c光的波长相等
D. a、c光的光强相等

15. 如图，直线为光电子最大初动能与光子频率的关系，已知直线的纵、横截距分别为、b，电子电量为e，下列表达式正确的是
     

A. 金属极限频率
B. 普朗克常量
C. 金属逸出功
D. 若入射光频率为2b，则光电子的初动能一定为a

16. 如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从的能级跃迁到的能级时，辐射出光子a；从的能级跃迁到的能级时，辐射出光子以下判断正确的是

A. 在真空中光子a的波长大于光子b的波长
B. 光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态
C. 光子a可使处于能级的氢原子电离
D. 大量处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线

17. 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A、B，放在光滑的水平面上，若物体A被水平速度为的子弹射中，且后者嵌在物体A的中心，已知物体A的质量是物体B质量的，子弹质量是物体B的，设B的质量为M，求：
    弹簧被压缩到最短时物体A、B的速度。
    弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能
    
    
    
    
    
    
     
18. 如图所示，质量为的木块A，静止在质量的长木板B的左端，长木板停止在光滑的水平面上，一颗质量为的子弹，以的初速度水平从左向右迅速射穿木块，穿出后速度为，木块此后恰好滑行到长木板的中央相对木板静止。已知木块与木板间的动摩擦因数，，并设A被射穿时无质量损失。求：
    木块与木板的共同滑行速度是多大？
    克服摩擦力做了多少功？
    摩擦力对B做了多少功？
    在滑行过程中，系统增加了多少内能？

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故A错误。
B、光电效应实验产生的条件为：光的频率大于极限频率，故B错误。
C、电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故C正确。
D、发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，故D错误。
故选：C。
由图和根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的；光电效应实验说明了光具有粒子性的；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性；发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围
本题考查了近代物理中的基本知识，对于这部分基本知识要注意加强理解和应用，干涉和衍射是波特有的现象
 

2.【答案】D
 

【解析】解：A、卢瑟福通过a粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，没有证实原子内部存在质子，故A错误．
B、波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故B错误．
C、半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故C错误．
D、铀核衰变成铅核，电荷数为10，质量数少32，设经过n次衰变，m次衰变，则有：，，解得，，故D正确．
故选：
卢瑟福通过a粒子散射实验得出了原子的核式结构模型；波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律；半衰期对大量的原子核适用；根据电荷数守恒、质量数守恒，结合衰变的实质求出衰变的次数．
本题考查了粒子散射实验、玻尔理论，半衰期、衰变等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点，对于半衰期，要注意对大量的原子核适用，少数的原子核不适用．
 

3.【答案】B
 

【解析】解：A、方程；是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程。故A错误；
B、方程，是U原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，属于衰变。故B正确；
C、方程，是轻核的聚变反应。故C错误；
D、方程，释放出一个电子，是衰变的过程。故D错误。
故选：B。
衰变是指原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，根据这一特定即可判断．
该题考查衰变的本质与常见的核反应方程，比较简单，在平时学习中要掌握衰变，裂变，聚变和几种粒子发现的方程式．
 

4.【答案】B
 

【解析】解：ABC、根据冲量的定义式可知，拉力F对物体的冲量大小为，与力的方向无关，故B正确，AC错误；
D、由动量定理可知，合力对物体的冲量等于物体的动量变化量，因为该物体始终没有被拉动，所以动量变化量为0，所以合力对物体的冲量大小为0，故D错误。
故选：B。
根据冲量的定义式计算拉力F对物体的冲量大小即可；根据动量定理分析合力对物体的冲量。
本题考查冲量的定义式以及动量定理，牢记公式并理解其意义，易错点在于计算冲量的大小时，认为和角度有关，要注意规避这一情况。
 

5.【答案】A
 

【解析】解：以地面为参照物，发射炮弹过程中动量守恒，所以有：
，故BCD错误，A正确。
故选：A。
发射炮弹过程中动量守恒，注意根据动量守恒列方程时，要选择同一参照物，注意方程的矢量性、
本题比较简单，考查了动量守恒定律的应用，注意定律的适用条件以及公式中各个物理量的含义．
 

6.【答案】A
 

【解析】解：长途客车与卡车发生碰撞，系统内力远大于外力，碰撞过程系统动量守恒，选择向南为正方向，根据动量守恒定律，有

因而

代入数据，可得

故选：A。
长途客车与卡车发生碰撞，系统内力远大于外力，碰撞过程系统动量守恒，可根据动量守恒定律直接列式判断．
该题考查动量守恒定律的一般应用，情景比较简单，解答本题关键判断碰撞过程系统动量守恒，然后根据动量守恒定律列式分析．
 

7.【答案】C
 

【解析】解：两车碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得：

解得：，
两车碰撞后的总动量：
；
故选：C。
两小车碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰撞后系统的总动量．
知道碰撞过程中系统动量守恒，应用动量守恒定律即可正确解题，难度不大，属于基础题．
 

8.【答案】D
 

【解析】解：选取碰撞前M球的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：
，
代入数据得：：：7，故D正确。
故选：D。
物体A、B在碰撞的过程中动量守恒．选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，运用动量守恒定律即可求解质量之比．
本题是碰撞问题，动量守恒是碰撞过程遵守的基本规律，关键是要注意动量的方向，必须选取正方向，用正负号表示动量的方向．基本题．
 

9.【答案】C
 

【解析】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，，则在碰撞过程中总机械能守恒，有，得故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
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．
本题属于动量守恒与能量守恒的综合题，解决本题的关键掌握动量守恒和能量守恒定律．
 

10.【答案】D
 

【解析】解：由于箱子M放在光滑的水平面上，则由箱子和小物块组成的整体动量始终是守恒的，直到箱子和小物块的速度相同时，小物块不再相对滑动，有
系统损失的动能，
故选：D
本题是以两物体多次碰撞为载体，综合考查功能原理，动量守恒定律，小物块在箱壁之间来回运动的过程中，系统所受的合外力为零，动量守恒，根据动量守恒定律求出物块与箱子相对静止时共同速度，再求解物块和系统损失的动能．
 

11.【答案】C
 

【解析】解：A、小球在槽上运动时，由于小球受重力，故两物体组成的系统外力之和不为零，故动量不守恒；当小球与弹簧接触后，小球受外力，故动量不再守恒，故A错误；
B、下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夹角不垂直，故两力均做功，故B错误；
C、因两物体之后不受外力，故小球脱离弧形槽后，槽向后做匀速运动，而小球反弹后也会做匀速运动，故C正确；
D、小球与槽组成的系统水平方向动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被反弹后球与槽的速度相等，小球不能滑到槽上，不能达到高度h，故D错误；
故选：C。
由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点。
解答本题要明确动量守恒的条件，以及在两球相互作用中同时满足机械能守恒，应结合两点进行分析判断。
 

12.【答案】C
 

【解析】

【分析】
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，或入射光的波长小于金属的极限波长．光的强度影响单位时间内发出的光电子数目，即光电流的大小．解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系．
【解答】
A、根据产生光电效应的条件可知，对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应。故A正确。
B、光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小。故B正确。
C、红外线的频率比可见光的频率小，根据光电效应方程知，产生的光电子的最大初动能变小。故C错误。
D、根据光电效应的特点可知，光电效应几乎是瞬时发生的。故D正确；
本题选择不正确的，故选：C  

13.【答案】A
 

【解析】解：AB、根据爱因斯坦光电效应方程，
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 故A正确，B错误。
C、由，得知，该图线的斜率表示普朗克常量h，。故C错误。
D、当时，逸出功为。故D错误。
故选：A。
根据爱因斯坦光电效应方程，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 Hz；根据光电效应方程，可以求出逸出功。
本题考查了爱因斯坦光电效应方程。利用光电效应方程的图象，读出金属的截止频率，算出图线的斜率是本题的关键。
 

14.【答案】C
 

【解析】解：A、如图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，加速运动，则对应电压为正向电压，故A错误；
B、光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压越大．a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故B错误，C正确；
D、由图可知，a的饱和电流大于c的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于c光的光强，故D错误；
故选：
光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．
光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．，入射光的频率越高，对应的截止电压越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．
解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程，同时注意正向电压与反向电压的区别．
 

15.【答案】AC
 

【解析】解：ABC、根据光电效应方程知电子的最大初动能与入射光频率v不成正比，
图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量即，所以逸出功为。
横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，也可能知道极限波长，故AC正确，B错误；
D、据光电效应方程可知，入射光频率为2b，初动能为：，所以光电子的最大初动能为a，并非光电子的初动能一定为a，故D错误。
故选：AC。
根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，通过图线的斜率和截距去求解．
解决本题的关键掌握光电效应方程，知道逸出功与极限频率的关系和光电效应的特点
 

16.【答案】A
 

【解析】解：A、根据玻尔理论得知，光子a的能量，光子a的能量。
所以光子a的能量小于光子b的能量，光子的能量，则光子a的波长大于光子b的波长。故A正确。
B、光子b的能量是，所以光子b不可使氢原子从基态跃迁到激发态，故B错误；
C、光子a的能量是，所以光子a不可使处于能级的氢原子电离，故C错误；
D、一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生种谱线，故D错误；
故选：A。
能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差，根据能极差的大小比较光子能量，从而比较出光子的频率．频率大，波长小，判断能级的氢原子可以吸收光子，能量是否大于0，即可知是否电离．
解决本题的关键知道能级跃迁所满足的规律，即，以及知道发生光电效应的条件，难度不大．
 

17.【答案】解：子弹和A木块相撞动量守恒，规定向右为正方向，有
解得
子弹和A组成的系统再和B相碰动量守恒，当弹簧压缩最短时系统各部分速度相等，

解得 
此过程机械能守恒动能的减少量转化为弹性势能。

联立解得
答：弹簧被压缩到最短时物体A、B的速度为。
弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能为。
 

【解析】当A、B速度相等时，弹簧的压缩量最大，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出AB的速度，
由能量守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能。
本题的关键要理清物理过程，确定隐含的临界条件：弹簧压缩到最短时，子弹、物体A和B三者速度相等，再应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题。解题时要注意，子弹击中A的过程中，子弹与A组成的系统动量守恒，但机械能不守恒。
 

18.【答案】解：子弹质量；
子弹射穿木块A的过程中，两者组成的系统动量守恒，
取向右为正方向，由动量守恒定律得：，
代入数据解得：，
木块与木板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，
由动量守恒定律得：，
代入数据解得：；
对A，根据动能定理得：，
代入数据解得，A克服摩擦力做功：；
对B，根据动能定理得：，
代入数据解得，摩擦力对B做功：；
在滑行过程中，根据能量守恒定律得：，
代入数据解得：；
答：木块与木板的共同滑行速度大小是；
克服摩擦力做的功是4J；
摩擦力对B做的功是1J；
在滑行过程中，系统增加的内能是3J。
 

【解析】子弹射穿木块A过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出木块A的速度，A与B组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出木块与木板的共同速度。
应用动能定理可以求出A克服摩擦力做的功。
应用动能定理可以求出摩擦力对B做的功。
对A、B系统，应用能量守恒定律可以求出摩擦产生的热量。
本题考查了动量守恒定律与动能定理的应用，分析清楚物体运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律、动能定理与能量守恒定律可以解题。