安徽省滁州市定远县育才学校2022学年高二物理下学期期末考试试题实验班含解析

安徽省滁州市定远县育才学校2022—2022学年高二第二学期期末考试物理试卷一、选择题（每题4分，共48分）1.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故B、D错误。黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故C错误，A正确。故选A。点睛：要理解黑体辐射的规律：温度越高，辐射越强越大，温度越高，辐射的电磁波的波长越短。2.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是()A.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了原子的核式结构B.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C.查德威克发现了中子，证实了中子是原子核的组成部分D.爱因斯坦发现的质能方程解释了光电效应产生的原因【答案】C【解析】汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了电子，选项A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子的核式结构理论，选项B错误；-13-\n查德威克发现了中子，证实了中子是原子核的组成部分，选项C正确；爱因斯坦发现的光电效应方程解释了光电效应产生的原因，选项D错误；故选C.3.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】试题分析：炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动．根据平抛运动的基本公式即可解题．规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，B的位移满足上述表达式，故B正确．视频4.A、B两球沿一直线发生正碰，如图所示的s-t图象记录了两球碰撞前后的运动情况，图中的a、b分别为碰撞前的位移图象．碰撞后两物体粘合在一起，c为碰撞后整体的位移图象．若A球的质量mA=2kg，则下列说法中正确的是()-13-\nA.B球的质量mB=1kgB.相碰时，B对A所施冲量大小为3N•SC.碰撞过程损失的动能为10JD.A、B碰前总动量为-3kg•m/s【答案】C【解析】试题分析：在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量守恒定律可以求出B球的质量．由动量定理求B对A所施冲量大小．根据能量守恒求损失的动能．由s-t图象的斜率等于速度，可得，碰撞前有：A球的速度，B球的速度为，碰撞后有A、B两球的速度相等，为，对A、B组成的系统，根据动量守恒定律得：，解得，A错误；对A，由动量定理得：B对A所施冲量为，B错误；碰撞中，A、B两球组成的系统损失的动能：，代入数据解得，C正确；A、B碰前总动量为，故D错误．5.如图所示，两相同的木块A、B静止在水平面上，它们之间的距离为L．今有一颗子弹以较大的速度依次射穿了A、B，设子弹射穿A木块的过程中所用时为tA，子弹射穿B木块的过程中所用时间为tB．A、B停止时，它们之间的距离为s，整个过程中A、B没有相碰．子弹与木块的作用力恒定，则()A.s=L,tA=tBB.s＞L，tA＜tBC.s＜L，tA＞tBD.s＜L，tA＜tB【答案】B-13-\n【解析】试题分析：子弹依次射穿了木块A、B，由于先经过木块A，故经过木块A的任意时刻的速度大于经过木块B任意时刻的速度，即经过木块A的平均速度大，故根据，经过木块A的时间较短，故tA＜tB；子弹射穿木块过程，木块是匀加速运动，子弹与木块的作用力F恒定，故根据动量定理，有：（F-f）t=mv由于经过木块A的时间较短，故木块A获得的初速度较小；根据牛顿第二定律，有：F-f=ma，故木块A、B的加速度相同；根据运动学公式v2-v02=2ax，可得木块A滑动的距离较小，故s＞L；故选B考点：牛顿第二定律；动量定理。6.关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（）A.在核反应中，质量守恒、电荷数守恒B.氢原子从n=6跃迁至n=2能级时辐射出频率v1的光子，从n=5跃迁至n=2能级时辐射出频率v2的光子，频率为v1的光子的波长较大C.已知铀238的半衰期为4.5×109年，地球的年龄约为45亿年，则现在地球上存有的铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的一半D.β衰变能释放出电子说明了原子核中有电子【答案】C铀238的半衰期为4.5×109年，地球的年龄约为45亿年，则有铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的一半．故C正确；β衰变是中子转变成质子而放出的电子．故D错误；故选C.点睛：解决本题的突破口是比较出频率为v1和频率为v2的能量的大小，然后由公式得出频率大小；并考查β衰变的原理，注意电子跃迁的动能与电势能及能量如何变化是考点中重点，理解半衰期的含义，注意质量与质量数区别．7.氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子()-13-\nA.从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B.从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C.从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D.从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光【答案】AD【解析】试题分析：A、从高能级向n=1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.20eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长．故A正确．B、从高能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.40eV，大于可见光的能量．故B错误．C、从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51eV，小于可见光的光子能量．故C错误．D、从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，在可见光能量范围之内．故D正确．故选AD．考点：本题考查波尔模型、能级跃迁。8.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为,则有()A.当用频率为的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B.当照射光的频率大于时，若增大，则逸出功增大C.当用频率为的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为D.当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍【答案】AC..................-13-\n9.在光电效应实验中，用某一频率的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A.增大入射光的强度，光电流增大B.减小入射光的强度，光电效应现象将消失C.改用频率小的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率更大的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD【解析】试题分析：光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素．增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A正确；光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与照射强度无关，B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，C错误；根据可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，D正确．视频10.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是（）A.核的结合能约为14MeVB.核比核更稳定C.两个核结合成核时释放能量D.核中核子的平均结合能比核中的大【答案】BC【解析】（1）从图中可以看出，氦核的结合能大约为7MeV，而氦核的核子数为4，所以氦核的结合能约为28MeV，故A错误；-13-\n（2）比结合能越大，原子核越稳定，从图中可以看出，核的比结合能大于核，故核更稳定；B正确；（3）两个核结合成核时有质量亏损，释放能量，C正确；（4）由图可得，核核子的平均结合能比核中的小，故D错误。【点睛】比结合能，即平均结合能，平均结合能越大。原子核越稳定。平均结合能的计算方法是：用结合能除以核子数。11.从水平地面上方同一高度处，使a球竖直上抛，使b球平抛，且两球质量相等，初速度大小相同，最后落于同一水平地面上。空气阻力不计。下述说法中正确的是（）A.两球着地时的动量相同B.两球着地时的动能相同C.重力对两球的冲量相同D.重力对两球所做的功相同【答案】BD【解析】（1）竖直上抛的球落地时，速度方向竖直向下，而平抛运动的球落地时，速度方向是斜向下的，动量为矢量，动量的方向就是速度的方向，故a、b两球落地时动量不同，A错误；（2）竖直上抛和平抛运动过程中两球都是只受重力作用，只有重力做功，两球初始位置高度相同，故重力做功相同，D正确（3）根据动能定理，由于两球抛出时初动能相同，且两个过程中，重力做功相同，则末动能相等，故B正确（4）两球初始高度相同，a球竖直上抛，b球平抛，a球运动时间比b球运动的时间长，故重力对a球的冲量大于重力对b球的冲量，则C错误。故本题选BD【点睛】根据两球落地时速度方向不同，可以知道它们落地时动量不同；根据两球落地时间长短不同，可以知道它们重力的冲量不同；下落高度相同，重力对它们做功相同；根据动能定理，可以确定两球落地的动能大小。12.质量为M和-13-\n的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是（）A.M、、m速度均发生变化，分别为，而且满足B.的速度不变，M和m的速度变为和，而且满足C.的速度不变，M和m的速度都变为，且满足D.M、、m速度均发生变化，M、速度都变为，m的速度变为，且满足【答案】BC【解析】试题分析：碰撞的瞬间M和m组成的系统动量守恒，m0的速度在瞬间不变，以M的初速度方向为正方向，若碰后M和m的速度变v1和v2，由动量守恒定律得：Mv=Mv1+mv2；若碰后M和m速度相同，由动量守恒定律得：Mv=（M+m）v′．故BC正确，AD错误．故选BC。考点：动量守恒定律【名师点睛】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m0的速度不变，M和m组成的系统动量守恒、应用动量守恒定律即可正确解题。二、实验题（共2小题，满分12分。把正确答案填写在题中横线上）。13.如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.（1）若入射小球质量为,半径为；被碰小球质量为，半径为，则______A.，B.，C.，D.，（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________.（填下列对应的字母）A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧秤E.秒表（3）设入射小球的质量为,被碰小球的质量为-13-\n，P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式（用、及图中字母表示）___________________________成立,即表示碰撞中动量守恒.【答案】(1).(1)C(2).(2)AC(3).(3)【解析】（1）在小球碰撞过程中，水平方向取向右为正方向，由碰撞中的不变量是动量得：，在碰撞过程中机械能守恒：，联立解得：，要碰后入射小球的速度，则有，即，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即，选C。（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间，即平抛运动的时间相同，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中的不变量是动量，将三个速度代入得：，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；（3）由（2）可知，实验需要验证的表达式为：14.为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示。(1)为了测量遏止电压-13-\n与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向_____闭合。（填“上”或“下”）(2)如果实验所得图象如图2所示，其中为已知量，元电荷带电量为。那么：①只需将________与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为___________。【答案】(1).（1）向下(2).（2）(3).【解析】(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应向下闭合，即实验中双刀双掷开关应向cd闭合；(2)①根据爱因斯坦光电效应方程：，由动能定理得：，结合图象知：，解得,普朗克常量：；②截止频率为v0,则该金属的逸出功：【点睛】测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，由此判断即可；根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量；遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率。三、解答题（本大题共4小题，共40分。）15.1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是．经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的．①求m、n的值；②一个静止的氡核（）放出一个α粒子后变成钋核（）．已知钋核的速率v=1×106m/s，求α粒子的速率．【答案】①m是4，n是5②【解析】试题分析：核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值；核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子速度．-13-\n①核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得4m=222﹣206，86=82+2m﹣n，解得m=4，n=4；②核反应过程系统动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得；16.一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示，则：（1）氢原子可能发射几种频率的光子？（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？（3）用（2）中的光子照射表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？【答案】（1）6种（2）(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．最大初动能为0.65eV．【解析】试题分析：（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数．（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能．（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子．（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即．（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．根据光电效应方程得，．17.-13-\n一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，车祸中车内人的质量约60kg,据测算两车相撞前的速度约为30m／s，求：（1）人受到的平均作用力是多大?（2）若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体作用时间是1.0s，求这时人体受到的平均平均作用力为多大？【答案】(1)(2)【解析】（1）由v2−v02＝2ax得人和车减速的加速度大小为：根据牛顿第二定律得人受到的平均冲力为：F=ma=60×900N=5.4×104N（2）有动量定理得：F′t=mv-mv0解得：负号表示力的方向与初速度方向相反18.如图所示，质量为mA=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m。某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为mC=1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小车系统的最终速度大小v共；（2）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；（3）整个过程中系统损失的机械能△E机损。【答案】(1)3.2m/s（2）0.4m（3）14.4J【解析】试题分析：根据动量守恒求出系统最终速度；小球做平抛运动，根据平抛运动公式和运动学公式求出水平距离；由功能关系即可求出系统损失的机械能。（1）设系统最终速度为v共，由水平方向动量守恒：(mA＋mB)v0=(mA＋mB＋mC)v共带入数据解得：v共=3.2m/s-13-\n（2）A与C的碰撞动量守恒：mAv0=(mA＋mC)v1解得：v1=3m/s设小球下落时间为t，则：带入数据解得：t=0.4s所以距离为：带入数据解得：L=0.4m（3）由能量守恒得：带入数据解得：点睛：本题主要考查了动量守恒和能量守恒定律的应用，要注意正确选择研究对象，并分析系统是否满足动量守恒以及机械能守恒；然后才能列式求解。-13-