河南省开封市、商丘市九校2018_2019学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）.docx

河南省开封市、商丘市九校2018-2019学年高二下学期期中联考物理试题一、选择题1.关于动量守恒的条件,下列说法正确的有( )A. 只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒B. 只要系统受外力做的功为零,动量一定守恒C. 只要系统所受到合外力的冲量为零,动量一定守恒D. 只要系统中有一个物体加速度不为零,动量一定不守恒【答案】C【解析】【详解】A、只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，与系统内是否存在摩擦力无关，故A错误；B、系统受外力做的功为零，系统所受合外力不一定为零，系统动量不一定守恒，如用绳子拴着一个小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，小球转过半圆的过程中，系统外力做功为零，但小球的动量不守恒，故B错误；C、力与力的作用时间的乘积是力的冲量，系统所受到合外力的冲量为零，则系统受到的合外力为零，系统动量守恒，故C正确；D、系统中有一个物体加速度不为零即受合力不为零时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的加速度都不为零即合力都不为零，但系统的动量却守恒，故D错误。2. 质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被以原速率反向弹回。关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法中正确的是A. 子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等B. 子弹对墙的冲量最小C. 橡皮泥对墙的冲量最小D. 钢球对墙的冲量最小【答案】B【解析】试题分析：根据里的作用的相互性，子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小可以通过对墙对子弹、橡皮泥和钢球的冲量而知；对子弹：，对橡皮泥：，对钢球：，由此可知。考点：动量定理。【名师点睛】利用动量定理表示出子弹、橡皮泥、钢球的动量的变化，从而了解冲量的大小，再由力的作用的相互性，从而说明子弹、橡皮泥、钢球对墙的冲量的大小关系。3. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 乙光的波长大于丙光的波长C. 乙光对应截止频率大于丙光的截止频率D. 甲光对应光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【答案】B【解析】根据eU截=mvm2=h-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长,故B正确同一金属，截止频率是相同的，故C错误丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能故D错误故选B4.下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是( )A. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大B. 射线是高速运动的电子流C. 太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的重核裂变D. 的半衰期是5天,100克 经过10天后还剩下50克【答案】A【解析】氢原子辐射光子后，原子的能级降低，核外电子的半径减小，则根据，则，则其绕核运动的电子动能增大，选项A正确；射线是高速运动的电子流，选项B错误； 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核的聚变，选项C错误；的半衰期是5天，100g经过10天后还剩下，选项D错误；故选A.5.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量，其中n=2，3。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为：A. B. C. D. 【答案】C【解析】能使氢原子从第一激发态电离的能量为，由，得最大波长为，C正确。6.由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知经过一系列衰变和衰变后变成，下列论断中正确的是（ ）A. 衰变过程中原子核的质最教和电荷量守恒B. 的原子核比的原子核少28个中子C. 衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变D. 经过两个半衰期后含有的矿石的质量将变为原来的四分之一【答案】C【解析】A.的原子核比的原子核质量数少28，电荷数少10，所以衰变过程中原子核的质量和电荷量不守恒，故A错误；B.的原子核比的原子核质量数少28，电荷数少10,故中子少18个，故B错误；C. 设变为 需要经过x次衰变和y次衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93-83=2xy，4x=237209，所以解得：x=7，y=4，故C正确；D. 经过两个半衰期后的原子核个数变为原来的四分之一，但含有的矿石质量大于原来的四分之一，故D错误。故选：C.7.实验观察到，静止在匀强磁场中A点原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图则（ ）A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里【答案】D【解析】静止的核发生衰变（）由内力作用，满足动量守恒，则新核和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由可知，则两个新核的运动半径与电量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确。【考点定位】衰变、动量守恒定律、带电粒子在磁场中的运动、左手定则。此处有视频，请去附件查看】8. 某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为+ + + +X+方程式中1、表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001A X是，B. X是，C, X是，D. X是，【答案】B【解析】+ 中质量亏损为m11.007812.000013.00570.0021,根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知+ +X中X的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为m21.007815.000112.00004.00260.0053，根据爱因斯坦的质能方程可知m1C2、m2C2，则。9.我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上，核电池是通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能。嫦娥三号采用放射性同位素，静止的衰变为铀核和粒子，并放出频率为v的光子，已知、和粒子的质量分别为mPu、mU、m。下列说法正确的是A. 的衰变方程为B. 此核反应过程中质量亏损为m=mPumUmC. 释放出的光子的能量为(mPumUm)c2D. 反应后和粒子结合能之和比的结合能大【答案】ABD【解析】A、根据质量数守恒与电荷数守恒可知，的衰变方程为，故A正确；B、此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为m=mpumUm，故B正确；C、释放的光子的能量为hv，核反应的过程中释放的能量：E=(mpumUm)c2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于(mpumUm)c2，故C错误；D、衰变成和粒子后，释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，所以反应后和粒子结合能之和比的结合能大，故D正确。故选ABD.【点睛】根据质量数守恒与电荷数守恒写出核反应方程；核反应的过程中亏损的质量等于反应前后质量的差；核反应的过程中释放的核能转化为新核与粒子的动能以及光子的能量；原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，这就是原子核的结合能抓住衰变后产物更稳定，比较反应后产物的结合能之和与反应前原子核的结合能大小10.水平面上有质量相等的两个物体,水平推力分别作用在上。一段时间后撤去推力,物体继续运动一段距离后停下。两物体的图线如图所示,图中ABCD.则整个过程中( )A. 的冲量等于的冲量B. 的冲量小于的冲量C. 摩擦力对物体的冲量等于摩擦力对物体的冲量D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量【答案】BD【解析】【详解】A、由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。但的运动总时间小于的时间，根据可知，摩擦力对物体的冲量小于摩擦力对物体的冲量；根据动量定理，对整个过程研究得：， 由图看出，则有，即的冲量小于的冲量，故AC错误，B正确；D、根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。11.小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端,如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),每颗子弹质量为m,共n发,打靶时,枪口到靶的距离为d.若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发。则以下说法中正确的是( )A. 待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动B. 待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方C. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同D. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移应越来越大【答案】BC【解析】【详解】A、子弹、枪、人、车系统所受的合外力为零，系统的动量守恒。子弹射击前系统的总动量为零，子弹射入靶后总动量也为零，故小车仍然是静止的。在子弹射出枪口到打入靶中的过程中，小车向右运动，所以第n发子弹打入靶中后，小车应停在原来位置的右方，待打完n发子弹后，小车将静止不动，故A错误，B正确；C、设子弹出口速度为，车后退速度大小为，以向左为正，根据动量守恒定律，有：子弹匀速前进的同时，车匀速后退，故有：联立解得：， 故车后退位移大小为：，每颗子弹从发射到击中靶过程，小车均后退相同的位移，故C正确，D错误。12.如图甲所示,物体受到水平拉力F的作用,沿水平面做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测得力F和物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取重力加速度,则( )A. 物体的质量m=0.5kgB. 物体与水平面间的动摩擦因数=0.2C. 03s内拉力F对物体做的功为1JD. 03s内拉力F的冲量大小为6Ns【答案】AD【解析】【详解】A、由速度时间图象可以知道在的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为，在的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所，由牛顿第二定律可得，所以，故A正确；B、由，所以，故B错误；C、在第一秒内物体没有运动，物体在第2s内做匀加速运动位移为：，第内做匀速运动位移，拉力F做功，故C错误；D、内拉力F的冲量大小为，故D正确。二、实验题13.如图1所示，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的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是_。A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端必须水平 D小球1质量应大于小球2的质量（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_。AA、B两点间的高度差h1 BB点离地面的高度h2C小球1和小球2的质量m1、m2 D小球1和小球2的半径r（3）当所测物理量满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失。（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量斜面顶点到M、P、N三点的距离分别为 ， 、 。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_(用所测物理量的字母表示)【答案】 (1). ACD (2). C (3). (4). (5). 【解析】【详解】（1）因为平抛运动的时间相等，根据v=x/t，可知，将时间看成一个单位，可以用水平射程可以表示速度，需测量小球平抛运动的射程来间接测量速度故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故ACD正确，B错误；故选ACD（2）根据动量守恒得，m1OP=m1OM+m2ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2故选C（3）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要m1v02=m1v12+m2v22成立，则机械能守恒，故若，说明碰撞过程中机械能守恒（4）碰撞前，m1落在图中的P点，设其水平初速度为v1小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中M点，设其水平初速度为v1，m2的落点是图中的N点，设其水平初速度为v2 设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律得：Lpsin=gt2，Lpcos=v1t；解得 v1=同理 v1=，v2=，可见速度正比于所以只要验证 即可【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度同时，在运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度若碰撞前后总动能相等，则机械能守恒14.在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U0与入射光的频率的关系如图所示若该直线的斜率和纵截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_【答案】 (1). ek (2). -eb【解析】【详解】根据光电效应方程，以及动能定理，得：；可知图象的斜率，纵截距；解得：，.三、计算题15.卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：。已知氮核质量为mN=14.00753u，氧核的质量为mO=17.00454u，氦核质量mHe=4.00387u，质子（氢核）质量为mp=1.00815u。（已知：1uc2=931MeV，结果保留2位有效数字）求：（1）这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？（2）若入射氦核以v0=3107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1:50。求氧核的速度大小。【答案】（1）吸收能量，1.20MeV；（2）1.8106m/s【解析】（1）这一核反应中，质量亏损：m=mN+mHe-mO-mp=14.00753+4.00387-17.00454-1.00815=-0.00129u由质能方程，则有E=m c2=-0.00129931=-1.20MeV故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为1.20MeV（2）根据动量守恒定律，则有：mHe v0=mH vH+mOvO又：vO：vH=1：50解得：vO=1.8106m/s16.如图所示，一物体从固定斜面顶端由静止开始经过下滑到底端，已知斜面的倾角，斜面长度，取重力加速度，求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数；（2）下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值；（3）下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】根据匀加速直线运动位移时间公式可求得物体下滑的加速度，根据牛顿第二定律即可求解物体与斜面间的动摩擦因数；损失的机械能等于克服摩擦力做的功减小的重力势能等于重力做的功；由速度公式求出物体到达斜面底端时的速度，由动量定理求合外力的冲量由冲量的定义式求重力