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江苏省常州高级中学、锡山高级中学2023-2024学年高二下学期5月联考物理试卷
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这是一份江苏省常州高级中学、锡山高级中学2023-2024学年高二下学期5月联考物理试卷，共14页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．近代物理学的发展，催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方式和社会形态，有关近代物理学发展的相关叙述正确的是（ ）
A．普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出=光子'概念，把物理学带入了量子世界
B．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性
C．玻尔提出的原子结构假说，不仅解释了氢原子光谱分立的特征，同时也能解释一些复杂原子光谱的该特征
D．世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的聚变反应实现了核能的释放
2．如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡
B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力
C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
3．科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知（ ）
A．时间内，训练后运动员的平均加速度大
B．时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C．时间内，训练后运动员的平均速度小
D．时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动
4．高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的20层坠下，与地面的撞击时间约为，已知每层楼的高度约为3m，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）
A．80NB．C．D．
5．呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸呼出的是否具有放射性即可诊断。已知发生衰变的半衰期为5730年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．X为
B．衰变产生的是核内的一个质子转变为一个中子和电子而产生的
C．射线比射线的穿透能力弱
D．一般服下药物30分钟后再检测，是为了避免由于的衰变而明显降低检测准确性
6．图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A．饱和电流与AK之间的电压有关
B．图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小
C．a光光子的能量为12.09eV
D．光电管中金属的逸出功为4.14eV
7．铀原子核既可发生核衰变，也可发生核裂变。其核衰变方程为，核裂变方程为，设一个静止的铀核衰变时释放的核能全部转化为新核的动能，其中、、、的质量分别为，光在真空中的传播速度为c，下列叙述正确的是（ ）
A．发生的是衰变，X的动能为
B．若提高温度，的半衰期将会变小
C．Y原子核中含有56个中子
D．裂变时释放的能量为
8．2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。“人造太阳”内部发生的一种核反应方程为，已知的结合能为，的结合能为，的结合能为，光在真空中的传播速度为c．下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中X为正电子
B．该反应属于聚变反应，核相比核，其核子平均质量较小
C．核反应中的质量亏损为
D．核的比结合能为4.4MeV
9．如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。下列说法中不正确的是（ ）
A．当时，绳中拉力为0
B．当时，绳中拉力为
C．当时，绳中拉力为
D．无论F多大，绳中拉力都不可能等于
10．如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立坐标轴Ox，则小球的速度的二次方随坐标x的变化图像如图乙所示，其中OA段为直线，ABCD是平滑的曲线，AB段与OA相切于A点，C点与A点关于BE对称，空气阻力不计，重力加速度为g。关于小球在A、B、C、D各点对应的位置坐标及加速度大小的判断正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、非选择题：本题共5小题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位．
11．一端有滑轮的平板与小车（滑块）是力学实验中的重要实验仪器，能完成多个实验。
（1）①图1是“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为小车所受的合外力，需要进行的必要选择或操作正确的是（ ）
A．当M改变时，需要重新平衡摩擦力
B．按图1安装好实验装置，将长木板的一端垫起适当的高度，让小车在长木板上做匀速直线运动
C．调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（ ）
A．
B．
③下图是实验中得到的一条纸带，图中相邻计数点之间还有4个点没有画出，距离已在图中标示，可得小车的加速度______（结果保留三位有效数字）。
④该实验的系统误差主要源于“合力”的测量，而百分误差是衡量实验精确度的重要标准，其定义为百分误差。在已平衡摩擦力的情况下，将砂和砂桶的重力作为滑块所受合力，则合力测量的百分误差______（用M、m表示）．
（2）看到这组同学的实验热情，老师又提供了光电门等实验器材，要求他们继续探究小车的加速度与所受合外力的关系，这组同学又设计了如图装置进行实验，具体实验步骤如下：
①按照图示安装好实验装置，并测出两光电门间距离L
②调节长木板的倾角，轻推小车，使小车通过两个光电门的时间相等
③取下细绳和砂桶，测量砂子和砂桶的总质量，并记录
④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新挂上细绳和砂桶，改变砂桶中砂子的质量，重复②~④的步骤。
关于本实验说法正确的是（ ）
A．斜面左侧垫高调节长木板的倾角时，需要取下细绳和砂桶
B．斜面左侧垫高调节长木板的倾角时，不用取下细绳和砂桶
C．砂子和砂桶的总质量必须远小于小车的质量
D．小车匀加速下滑时，小车所受的合外力等于取走的砂和砂桶的总重力
12．如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球．圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始终保持竖直．已知，球和管之间的滑动摩擦力大小为3mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力．
（1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；
（2）管第一次落地弹起后，则球与管刚达到相同速度时，管的下端距地面的高度。
13．光射到物体表面上时会产生压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”。某探测器利用太阳光的“光压”为动力，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的电磁波的总能量为，引力常量为G，普朗克常量为h，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光速为c，波长为λ。求：
（1）t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量；
（2）若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆反射，探测器太阳帆的面积S至少为多少？
14．在弗兰克-赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。假设改用质子碰撞氢原子来实现氢原子的能级跃迁，实验装置如图1所示。紧靠电极A的O点处的质子经电压为的电极AB加速后，进入两金属网电极B和C之间的等势区。在BC区质子与静止的氢原子发生碰撞，碰撞损失的能量被氢原子吸收，由基态跃迁到激发态。质子在碰撞后继续运动进入CD减速区，若质子能够到达电极D，则在电流表上可以观测到电流脉冲。已知质子质量与氢原子质量均为m，质子的电荷量为e，氢原子能级图如图2所示，忽略质子在O点时的初速度。
图1 图2
（1）求质子到达电极B时的速度；
（2）若氢原子吸收能量后能从基态跃迁到第一激发态，求的最小值。
（3）若取（2）问的条件下的最小值，为了能观测到电流脉冲，求的最大值。
15．两段斜面AB和BC连接成V字形，连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧，两段斜面长度均为，倾角，一定质量的小物块从AB段斜面顶端由静止开始运动，小物块与AB段动摩擦因数为、与BC段动摩擦因数为，g取，。
（1）求小物块第一次到达B点的速度；
（2）求小物块体第一次沿斜面AB向上运动的最远距离；
（3）小物块在AB、BC斜面上运动的总路程。
高二物理综合练习（三）答案
1.【答案】B
【详解】A．普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出“能量子”概念，把物理学带入了量子世界，故A错误；
B．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性，故B正确；
C．丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，只能解释氢原子的光谱，对于稍微复杂一点的原子，如氦原子则不能解释其光谱。故C错误。
D．世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放，故D错误。
故选B。
2.【C】
3．D【详解】A．根据图像的斜率表示加速度，由题图可知时间内，训练后运动员的平均加速度比训练前的小，故A错误；
B．根据图像围成的面积表示位移，由题图可知时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后的大，故B错误；
C．根据图像围成的面积表示位移，由题图可知时间内，训练后运动员的位移比训练前的位移大，根据平均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；
D．根据图像可直接判断知，时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动；时刻后，运动员训练后速度增加，做加速运动，故D正确。
4. 答案 B
解析 设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3 m，由动能定理可知：，解得：。落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正方向，由动量定理可知：(N－mg)t＝0－(－mv)，解得：N≈8×102 N，根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为8×102 N，故B正确。
5.【答案】C
【详解】A．根据核反应前后，质量数和电荷数守恒，可以得到X为，故A错误；
C．三种射线穿透能力依次是
故C正确；
B．衰变释放的电子是原子的核内一个中子转化为质子和一个电子，来自原子核内部，故B错误；
D．的半衰期为5730年，30分钟几乎不影响。服药30分钟后再检测，是为了使药里面的充分消化分解，释放到呼吸系统，提高检测准确性，故D错误。
故选C。
6.【答案】C
【详解】A．饱和电流只与入射光的光强有关，与外加电压无关，A错误；
B．滑片P从O向N端移动过程中，A板带正电，电压为正向电压，增大电压，电流先增大后不变，B错误；
C．大量处于第3能级的氢原子，跃迁时能产生3种频率的光，能发生光电效应的应该是三能级到一能级和二能级到一能级，a光的遏止电压大，光子能量高，所以a光光子的能量为
C正确；
D．因为b光的遏止电压为-7.95eV，根据公式可得
解得
D错误。
故选C。
7.【答案】A
【详解】A．根据衰变过程中质量数守恒、电荷数守恒，知X的质量数和电荷数分别为4和2，可知其为氦原子核，发生的是α衰变，衰变过程动量守恒，所以Th核与氦核动量大小相等，根据Ek=P22m可知，则，故A正确；
B．根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒，依题意，Y的质量数为
电荷数为
由原子核的组成特点可知，Y原子核中含有56个质子，则中子数为
故B错误；
C．半衰期由核内部结构决定，与温度、压强等外界因素无关，故C错误；
D．核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得
故D错误。
8.【答案】C
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误；
B．该反应为聚变反应，方程式中生成物比反应物稳定，故B错误；
C．核反应放出的能量为
由能量守恒可得
解得
故C正确。
17.6MeV不是核的结合能，故也不是它的比结合能。故D错误。
9.【答案】D
【详解】A．当0＜F≤μmg时，A受到拉力与静摩擦力的作用，二者可以平衡，绳中拉力为0．故A正确，不符合题意；B．当μmg＜F≤2μmg时，整体受到拉力与摩擦力的作用，二者平衡，所以整体处于静止状态．此时A受到的静摩擦力到达最大即μmg，所以绳中拉力为F-μmg．故B正确，不符合题意；C．当F＞2μmg时，对整体：对B：联立解得绳中拉力为故C正确，不符合题意；D．由B的分析可知，当μmg＜F≤2μmg时绳中拉力为F-μmg，绳中拉力可能等于，故D错误，符合题意。故选D。
10.【答案】C
【详解】A．图乙所示图像中，OA段是直线，小球从O运动到A过程加速度不变，小球做自由落体运动，小球到达A时，下落高度为h，小球的加速度仍然是g，所以，故A错误；B．由图示所示图像可知，在B点小球速度最大，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度为由可知所以B得坐标为故B错误；C．由于C点与A点关于BE对称，所以在C点的弹簧弹力竖直向上，大小为小球在C点由牛顿第二定律得解得
故C正确；D．小球到达D点时速度为零，则D点在C点的下方，小球到达D点时形变量加速度故D错误。故选C。
11. 【答案】 C B 0.160 m/s2 BD
【详解】（1）①]A．当M改变时，不需要重新平衡摩擦力，平衡摩擦力只由倾斜角度有关， A错误
B．要取下沙桶，将长木板的一端垫起适当的高度，调节其大小，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动， B错误；
C．调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，才能保证细线的拉力与小车的合外力方向相同，细线的拉力才等于小车的合外力，C正确；；
故选C。
②本实验如果用沙桶的重力表示小车的合外力，必须要满足沙桶的重力远小于小车的质量，所以实验中要进行质量m和M的选取，最合理的一组是B。
故选B。
③根据逐差法可知小车的加速度为.
④根据牛顿第二定律有对滑块F真=Ma
对槽码mg-F真=ma
联立解得
则
（2）A．平衡摩擦力时不需要取下细绳和砂桶，因为有
取下砂桶的质量后，有
联立可得
则小车的合外力就等于砂和砂桶的总重力，即加速度只与砂和砂桶的总重力有关，所以也不需要砂子和砂桶的总质量必须远小于或远小于小车的质量的问题。
故选BD。
12. 【答案】（1） ，竖直向下；，竖直向上；（2）；
【详解】（1）管第一次落地弹起时，求和管的受力情况如图所示
根据牛顿第二定律可知，管的加速度
加速度方向向下
球的加速度
加速度方向向上
（2）取竖直向下为正方向，球与管第一次碰地时速度的速度
解得
碰地后管的速度
球的速度
若球好没有从管中滑出，设经过时间，球管速度相同，则有
解得
故管从弹起经这段时间的位移为
即管的下端距地面的高度为
13.解析．（1）t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量
（2）辐射到太阳帆的光子的总数
全部被反射，则有
，
其中
联立可得， 所以最小面积为。
14.【答案】(1) ；(2) ；(3)
【详解】(1)根据动能定理
解得质子到达电极B时的速度
(2) 氢原子吸收能量后能从基态跃迁到第一激发态，则需要能量最小为
碰撞过程
，
分析可知，当 时，损失机械能最大，被吸收的能量最大，此时
，
解得
（3）碰后质子的动能，
解得
15.【详解】（1）小物块沿下滑过程中，有
解得：
（2）小物块沿上滑过程中，有
根据
可得
小物块沿下滑过程中，有
小物块沿上滑过程中，有
根据
可得
（3）小物块在与斜面上第次达最高点与的距离为和，据第（2）问同理
可得
小物块在上运动总路程
小物块在上运动的总路程
小物块运动的总路程
1．近代物理学的发展，催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方式和社会形态，有关近代物理学发展的相关叙述正确的是（ ）
A．普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出=光子'概念，把物理学带入了量子世界
B．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性
C．玻尔提出的原子结构假说，不仅解释了氢原子光谱分立的特征，同时也能解释一些复杂原子光谱的该特征
D．世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的聚变反应实现了核能的释放
2．如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡
B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力
C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
3．科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知（ ）
A．时间内，训练后运动员的平均加速度大
B．时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C．时间内，训练后运动员的平均速度小
D．时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动
4．高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的20层坠下，与地面的撞击时间约为，已知每层楼的高度约为3m，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）
A．80NB．C．D．
5．呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸呼出的是否具有放射性即可诊断。已知发生衰变的半衰期为5730年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．X为
B．衰变产生的是核内的一个质子转变为一个中子和电子而产生的
C．射线比射线的穿透能力弱
D．一般服下药物30分钟后再检测，是为了避免由于的衰变而明显降低检测准确性
6．图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A．饱和电流与AK之间的电压有关
B．图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小
C．a光光子的能量为12.09eV
D．光电管中金属的逸出功为4.14eV
7．铀原子核既可发生核衰变，也可发生核裂变。其核衰变方程为，核裂变方程为，设一个静止的铀核衰变时释放的核能全部转化为新核的动能，其中、、、的质量分别为，光在真空中的传播速度为c，下列叙述正确的是（ ）
A．发生的是衰变，X的动能为
B．若提高温度，的半衰期将会变小
C．Y原子核中含有56个中子
D．裂变时释放的能量为
8．2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。“人造太阳”内部发生的一种核反应方程为，已知的结合能为，的结合能为，的结合能为，光在真空中的传播速度为c．下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中X为正电子
B．该反应属于聚变反应，核相比核，其核子平均质量较小
C．核反应中的质量亏损为
D．核的比结合能为4.4MeV
9．如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。下列说法中不正确的是（ ）
A．当时，绳中拉力为0
B．当时，绳中拉力为
C．当时，绳中拉力为
D．无论F多大，绳中拉力都不可能等于
10．如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立坐标轴Ox，则小球的速度的二次方随坐标x的变化图像如图乙所示，其中OA段为直线，ABCD是平滑的曲线，AB段与OA相切于A点，C点与A点关于BE对称，空气阻力不计，重力加速度为g。关于小球在A、B、C、D各点对应的位置坐标及加速度大小的判断正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、非选择题：本题共5小题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位．
11．一端有滑轮的平板与小车（滑块）是力学实验中的重要实验仪器，能完成多个实验。
（1）①图1是“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为小车所受的合外力，需要进行的必要选择或操作正确的是（ ）
A．当M改变时，需要重新平衡摩擦力
B．按图1安装好实验装置，将长木板的一端垫起适当的高度，让小车在长木板上做匀速直线运动
C．调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（ ）
A．
B．
③下图是实验中得到的一条纸带，图中相邻计数点之间还有4个点没有画出，距离已在图中标示，可得小车的加速度______（结果保留三位有效数字）。
④该实验的系统误差主要源于“合力”的测量，而百分误差是衡量实验精确度的重要标准，其定义为百分误差。在已平衡摩擦力的情况下，将砂和砂桶的重力作为滑块所受合力，则合力测量的百分误差______（用M、m表示）．
（2）看到这组同学的实验热情，老师又提供了光电门等实验器材，要求他们继续探究小车的加速度与所受合外力的关系，这组同学又设计了如图装置进行实验，具体实验步骤如下：
①按照图示安装好实验装置，并测出两光电门间距离L
②调节长木板的倾角，轻推小车，使小车通过两个光电门的时间相等
③取下细绳和砂桶，测量砂子和砂桶的总质量，并记录
④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新挂上细绳和砂桶，改变砂桶中砂子的质量，重复②~④的步骤。
关于本实验说法正确的是（ ）
A．斜面左侧垫高调节长木板的倾角时，需要取下细绳和砂桶
B．斜面左侧垫高调节长木板的倾角时，不用取下细绳和砂桶
C．砂子和砂桶的总质量必须远小于小车的质量
D．小车匀加速下滑时，小车所受的合外力等于取走的砂和砂桶的总重力
12．如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球．圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始终保持竖直．已知，球和管之间的滑动摩擦力大小为3mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力．
（1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；
（2）管第一次落地弹起后，则球与管刚达到相同速度时，管的下端距地面的高度。
13．光射到物体表面上时会产生压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”。某探测器利用太阳光的“光压”为动力，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的电磁波的总能量为，引力常量为G，普朗克常量为h，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光速为c，波长为λ。求：
（1）t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量；
（2）若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆反射，探测器太阳帆的面积S至少为多少？
14．在弗兰克-赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。假设改用质子碰撞氢原子来实现氢原子的能级跃迁，实验装置如图1所示。紧靠电极A的O点处的质子经电压为的电极AB加速后，进入两金属网电极B和C之间的等势区。在BC区质子与静止的氢原子发生碰撞，碰撞损失的能量被氢原子吸收，由基态跃迁到激发态。质子在碰撞后继续运动进入CD减速区，若质子能够到达电极D，则在电流表上可以观测到电流脉冲。已知质子质量与氢原子质量均为m，质子的电荷量为e，氢原子能级图如图2所示，忽略质子在O点时的初速度。
图1 图2
（1）求质子到达电极B时的速度；
（2）若氢原子吸收能量后能从基态跃迁到第一激发态，求的最小值。
（3）若取（2）问的条件下的最小值，为了能观测到电流脉冲，求的最大值。
15．两段斜面AB和BC连接成V字形，连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧，两段斜面长度均为，倾角，一定质量的小物块从AB段斜面顶端由静止开始运动，小物块与AB段动摩擦因数为、与BC段动摩擦因数为，g取，。
（1）求小物块第一次到达B点的速度；
（2）求小物块体第一次沿斜面AB向上运动的最远距离；
（3）小物块在AB、BC斜面上运动的总路程。
高二物理综合练习（三）答案
1.【答案】B
【详解】A．普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出“能量子”概念，把物理学带入了量子世界，故A错误；
B．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性，故B正确；
C．丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，只能解释氢原子的光谱，对于稍微复杂一点的原子，如氦原子则不能解释其光谱。故C错误。
D．世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放，故D错误。
故选B。
2.【C】
3．D【详解】A．根据图像的斜率表示加速度，由题图可知时间内，训练后运动员的平均加速度比训练前的小，故A错误；
B．根据图像围成的面积表示位移，由题图可知时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后的大，故B错误；
C．根据图像围成的面积表示位移，由题图可知时间内，训练后运动员的位移比训练前的位移大，根据平均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；
D．根据图像可直接判断知，时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动；时刻后，运动员训练后速度增加，做加速运动，故D正确。
4. 答案 B
解析 设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3 m，由动能定理可知：，解得：。落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正方向，由动量定理可知：(N－mg)t＝0－(－mv)，解得：N≈8×102 N，根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为8×102 N，故B正确。
5.【答案】C
【详解】A．根据核反应前后，质量数和电荷数守恒，可以得到X为，故A错误；
C．三种射线穿透能力依次是
故C正确；
B．衰变释放的电子是原子的核内一个中子转化为质子和一个电子，来自原子核内部，故B错误；
D．的半衰期为5730年，30分钟几乎不影响。服药30分钟后再检测，是为了使药里面的充分消化分解，释放到呼吸系统，提高检测准确性，故D错误。
故选C。
6.【答案】C
【详解】A．饱和电流只与入射光的光强有关，与外加电压无关，A错误；
B．滑片P从O向N端移动过程中，A板带正电，电压为正向电压，增大电压，电流先增大后不变，B错误；
C．大量处于第3能级的氢原子，跃迁时能产生3种频率的光，能发生光电效应的应该是三能级到一能级和二能级到一能级，a光的遏止电压大，光子能量高，所以a光光子的能量为
C正确；
D．因为b光的遏止电压为-7.95eV，根据公式可得
解得
D错误。
故选C。
7.【答案】A
【详解】A．根据衰变过程中质量数守恒、电荷数守恒，知X的质量数和电荷数分别为4和2，可知其为氦原子核，发生的是α衰变，衰变过程动量守恒，所以Th核与氦核动量大小相等，根据Ek=P22m可知，则，故A正确；
B．根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒，依题意，Y的质量数为
电荷数为
由原子核的组成特点可知，Y原子核中含有56个质子，则中子数为
故B错误；
C．半衰期由核内部结构决定，与温度、压强等外界因素无关，故C错误；
D．核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得
故D错误。
8.【答案】C
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误；
B．该反应为聚变反应，方程式中生成物比反应物稳定，故B错误；
C．核反应放出的能量为
由能量守恒可得
解得
故C正确。
17.6MeV不是核的结合能，故也不是它的比结合能。故D错误。
9.【答案】D
【详解】A．当0＜F≤μmg时，A受到拉力与静摩擦力的作用，二者可以平衡，绳中拉力为0．故A正确，不符合题意；B．当μmg＜F≤2μmg时，整体受到拉力与摩擦力的作用，二者平衡，所以整体处于静止状态．此时A受到的静摩擦力到达最大即μmg，所以绳中拉力为F-μmg．故B正确，不符合题意；C．当F＞2μmg时，对整体：对B：联立解得绳中拉力为故C正确，不符合题意；D．由B的分析可知，当μmg＜F≤2μmg时绳中拉力为F-μmg，绳中拉力可能等于，故D错误，符合题意。故选D。
10.【答案】C
【详解】A．图乙所示图像中，OA段是直线，小球从O运动到A过程加速度不变，小球做自由落体运动，小球到达A时，下落高度为h，小球的加速度仍然是g，所以，故A错误；B．由图示所示图像可知，在B点小球速度最大，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度为由可知所以B得坐标为故B错误；C．由于C点与A点关于BE对称，所以在C点的弹簧弹力竖直向上，大小为小球在C点由牛顿第二定律得解得
故C正确；D．小球到达D点时速度为零，则D点在C点的下方，小球到达D点时形变量加速度故D错误。故选C。
11. 【答案】 C B 0.160 m/s2 BD
【详解】（1）①]A．当M改变时，不需要重新平衡摩擦力，平衡摩擦力只由倾斜角度有关， A错误
B．要取下沙桶，将长木板的一端垫起适当的高度，调节其大小，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动， B错误；
C．调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，才能保证细线的拉力与小车的合外力方向相同，细线的拉力才等于小车的合外力，C正确；；
故选C。
②本实验如果用沙桶的重力表示小车的合外力，必须要满足沙桶的重力远小于小车的质量，所以实验中要进行质量m和M的选取，最合理的一组是B。
故选B。
③根据逐差法可知小车的加速度为.
④根据牛顿第二定律有对滑块F真=Ma
对槽码mg-F真=ma
联立解得
则
（2）A．平衡摩擦力时不需要取下细绳和砂桶，因为有
取下砂桶的质量后，有
联立可得
则小车的合外力就等于砂和砂桶的总重力，即加速度只与砂和砂桶的总重力有关，所以也不需要砂子和砂桶的总质量必须远小于或远小于小车的质量的问题。
故选BD。
12. 【答案】（1） ，竖直向下；，竖直向上；（2）；
【详解】（1）管第一次落地弹起时，求和管的受力情况如图所示
根据牛顿第二定律可知，管的加速度
加速度方向向下
球的加速度
加速度方向向上
（2）取竖直向下为正方向，球与管第一次碰地时速度的速度
解得
碰地后管的速度
球的速度
若球好没有从管中滑出，设经过时间，球管速度相同，则有
解得
故管从弹起经这段时间的位移为
即管的下端距地面的高度为
13.解析．（1）t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量
（2）辐射到太阳帆的光子的总数
全部被反射，则有
，
其中
联立可得， 所以最小面积为。
14.【答案】(1) ；(2) ；(3)
【详解】(1)根据动能定理
解得质子到达电极B时的速度
(2) 氢原子吸收能量后能从基态跃迁到第一激发态，则需要能量最小为
碰撞过程
，
分析可知，当 时，损失机械能最大，被吸收的能量最大，此时
，
解得
（3）碰后质子的动能，
解得
15.【详解】（1）小物块沿下滑过程中，有
解得：
（2）小物块沿上滑过程中，有
根据
可得
小物块沿下滑过程中，有
小物块沿上滑过程中，有
根据
可得
（3）小物块在与斜面上第次达最高点与的距离为和，据第（2）问同理
可得
小物块在上运动总路程
小物块在上运动的总路程
小物块运动的总路程
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