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）

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/s

B. 甲、乙两物体质量之比为m1∶m2=1∶3

C. 乙物体沿半圆轨道运动到D时的速度大小为10m/s

D. 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=0.2kg

D. 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h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.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=36J

16. 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．