2020年高二物理第二学期期末模拟试卷及答案

一、单项选择题（本题共

6

小题，每小题

3

分，共

18

分，每小题只有一个选项符合题意）1．如图甲是

α、β、γ

三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用的是（ ）A．α

射线

B．β

射线C．γ

射线D

．三种射线都可以2．光滑水平桌面上有A、B

两个物块，B

的质量是

A

的

n

倍．将一轻弹簧置于

A、B

之间，用外力缓慢压

A、B．撤去外力后，A、B

开始运动，A

和

B

的动量大小的比值为（ ）A．1

B． C．n D．n3．三束单色光1、2

和

3

的波长分别为

λ、λ和

λ（λ＞λ＞λ）．分

2

子．下列说法正确的是（ ）A．用光束

3

照射时，一定不能产生光电子B．用光束

1

照射时，一定不能产生光电子C．用光束

2

照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大D．用光束

1

照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多4

α

U→Th+ He，下列说法正确的是（ ）A．衰变后钍核与

α

粒子的动能之比为

1：1B．衰变后钍核与

α

粒子的动量大小之比为1：1C．铀核的半衰期等于其放出一个α

粒子所经历的时间D．衰变后

α

粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量5．大科学工程

“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是：

H+

H→

He+

n，已知

H

的质量为

2.0136u，

He

的质量为

3.0150u，

n

的质量为

1.0087u，1u=931MeV/c．氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV6．实验观察到，静止在匀强磁场中A

点的原子核发生

β

衰变，衰变如图．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二、多项选择题（本题共

4

小题，每小题

5

分，共

20

分，每小题有

5

3

或不答的得

0

分．）7．下列说法正确的是（ ）A．B．

N+H+

H→H→

C+

He

是

α

衰变方程He+γ

是核聚变反应方程C．

U→

Th+

He

是核裂变反应方程D．

He+

Al→

P+

n

是原子核的人工转变方程8．下列说法正确的是（ ）A．卢瑟福通过

α

粒子散射实验提出了原子核式结构模型B．汤姆孙最先发现天然放射现象，并说明了原子核具有复杂的结构C．查德威克用

α

粒子轰击氮核发现了质子，这是最早的人工转变D．根据玻尔原子模型一个氢原子从n=3

能级向低能级跃迁时，最多能够发出

2

种不同频率的光9．氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是（ ）A．原子吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大C．原子放出光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小D．原子放出光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量减小10．在光电效应实验中，分别用频率为

v、v的单色光

a、b

照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为

U和

U、光电子的最大初动能分别为

E和

E，h

为普朗克常量．下列说法正确的是（ ）A．若

v＞v，则一定有

U＜UB．若

v＞v，则一定有

E＞EC．若

U＜U，则一定有

E＜ED．若

v＞v，则一定有

hv﹣E＞hv﹣E三、填空与实验题（11

题

4

分，12

题

5

分，13

题

6

分，共

15

分）11．在一个 U

原子核衰变为一个 Pb

原子核的过程中，发生

α衰变的次数为 次，发生

β

衰变的次数为 次．12．碳

11

的半衰期

τ

为

20min，经

1.0h

剩余碳

11

的质量占原来的 ．13．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．（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量 A．小球开始释放高度hB．小球做平抛运动的水平射程C．小球做平抛运动所用的时间D．小球抛出点距地面的竖直高度H（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用图（3）若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 （用图中四、综合分析与计算题（14

题

9

分，15

题

10

分，16

题

13

分，17题

15

分，共

47分）14．甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是

1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和

2m/s．求甲、乙两运动员的质量之比．15．一质量为1kg

的小物块放在水平地面上的A

A

点

8m

的位置

B

处是一面墙，如图所示．物块以

v=5m/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

3m/s，碰后以

2m/s

的速度反向运动直至静止．g

取

10m/s．（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；（2

0.01s小

F．16

v

Li成氚核和

α

核与

α

粒子的速度之比为

7：8．中子的质量为

m，质子的质量可近似看做

m，光速为

c．（1）写出核反应方程；（2）求氚核和

α

粒子的速度大小；（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为

α

粒子和氚核的动能，求出质量亏损．17

A

和

B

在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为

m=2kg、m=1kg．初始B时

A

静止于水平地面上，

悬于空中．先将

B

竖直向上再举高

h=1.8mB（未触及滑轮）然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B

以大小相等的速度一起运动，之后B

恰好可以和地面接触．取g=10m/s．（1）B

从释放到细绳绷直时的运动时间；（2）A

的最大速度

v

的大小；（3）初始时

B

离地面的高度

H．一、单项选择题（本题共

6

小题，每小题

3

分，共

18

分，每小题只有一个选项符合题意）1．如图甲是

α、β、γ

三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用的是（ ）A．α

射线

B．β

射线C．γ

射线D

．三种射线都可以【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】α、β、γ

三种射线中

γ

射线的穿透能力最强，常用γ

射线穿有严格的保护措施．【解答】解：α、β、γ

三种射线中

α

射线电离能力最强，γ

射线穿透能力最强，因此用

γ

射线来检查金属内部的伤痕，故选：C．2．光滑水平桌面上有A、B

两个物块，B

的质量是

A

的

n

倍．将一轻弹簧置于

A、B

之间，用外力缓慢压

A、B．撤去外力后，A、B

开始运动，A

和

B

的动量大小的比值为（ ）A．1

B． C．n D．n【考点】53：动量守恒定律．【分析】分析撤去外力后的受力情况，明确系统总动量守恒，再根据动量守恒定律列式即可求得动量大的比值．【解答】

解：撤去外力后，系统不受外力，所以总动量守恒，设 A的动量方向为正方向，则有：P﹣P=0故

P=P；故动量之比为

1；故

A

正确，BCD

错误．故选：A3．三束单色光1、2

和

3

的波长分别为

λ、λ和

λ（λ＞λ＞λ）．分

2

子．下列说法正确的是（ ）A．用光束

3

照射时，一定不能产生光电子B．用光束

1

照射时，一定不能产生光电子C．用光束

2

照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大D．用光束

1

照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多【考点】IE：爱因斯坦光电效应方程．【分析】根据波长与频率关系，结合光电效应发生条件：入射光的频率大于或等于极限频率，及依据光电效应方程，即可求解．【解答】解：A、B、依据光电效应发生条件，因用光束

2

照射时，恰能产生光电子，且

λ＞λ＞λ，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

错误，B

正确；C、用光束

2

照射时，由光电效应方程：E=hγ﹣W，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C

错误；D、用光束

1

照射时，不能产生光电效应，光增强，也不能产生光电效应，故

D

错误；故选：B4

α

U→Th+ He，下列说法正确的是（ ）A．衰变后钍核与

α

粒子的动能之比为

1：1B．衰变后钍核与

α

粒子的动量大小之比为1：1C．铀核的半衰期等于其放出一个α

粒子所经历的时间D．衰变后

α

粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】质量的大小关系．【解答】解：AB、一静止的铀核放出一个

α

粒子衰变成钍核，根据

α

核的动量大小等于

α

粒子的动量大小，根据

，由于钍核和

α

粒子质量不同，则动能不同，故A

错误，B

正确．C、半衰期是原子核有半数发生衰变的时间，故C

错误．D、衰变的过程中有质量亏损，即衰变后α

粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D

错误．故选：B．5．大科学工程

“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是：

H+

H→

He+

n，已知

H

的质量为

2.0136u，

He

的质量为

3.0150u，

n

的质量为

1.0087u，1u=931MeV/c．氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV【考点】：爱因斯坦质能方程．【分析】根据已知核反应方程式，要计算计算释放的核能，就必须知 eq

\o\ac(△,E=) mC即可求出核反应释放的能量．【解答】解：因氘核聚变的核反应方程为： H+ H→ He+ n，；核反应过程中的质量亏损为△m=2m﹣（m+m）=0.0035u释放的核能为 eq

\o\ac(△,E=) mc=0.0035uc=3.3MeV，故

B

正确，ACD

错误；故选：B．6．实验观察到，静止在匀强磁场中A

点的原子核发生

β

衰变，衰变如图．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【考点】：裂变反应和聚变反应；CF：洛仑兹力．【分析】静止的原子核发生

β

粒子与反冲核的运动方向相反，动量的方向相反，大小相等．由半径公式

r= = ，P

是动量，分析两个粒子半径轨迹半径之比．【解答】

β

衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；由半径公式

r= = （P

与电荷量成反比，β粒子与新核的电量大小分别为

e

和

ne（n

β

粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1．所以半径比较大的轨迹1

是衰变后

β

粒子的轨迹，轨迹

2

是新核的．

A

知，磁场的方向向里．由以上的分析可知，选项D

正确，ABC

错误．故选：D．二、多项选择题（本题共

4

小题，每小题

5

分，共

20

分，每小题有

5

3

或不答的得

0

分．）7．下列说法正确的是（ ）A．B．

N+H+

H→H→

C+

He

是

α

衰变方程He+γ

是核聚变反应方程C．

U→

Th+

He

是核裂变反应方程D．

He+

Al→

P+

n

是原子核的人工转变方程【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】解决本题的关键是理解：α

衰变是原子核自发放射α

粒子的核；用人工的方法使原子核发生转变的过程叫做原子核的人工转变．【解答】解：A、用人工的方法使原子核发生转变的过程叫做原子核的人工转变．N

在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变．

故A

错误．B、由轻原子核生成较重的原子核，同时释放出巨大能量的核反应叫核聚变．故

B

正确．C、α

衰变是原子核自发放射

α

粒子的核衰变过程，故该反应是

α

衰变．故

C

错误．D、用α

粒子轰击 Al

产生 P

和 n，是在人为的作用下发生的故该反应是人工转变．故D

正确．故选：BD．8．下列说法正确的是（ ）A．卢瑟福通过

α

粒子散射实验提出了原子核式结构模型B．汤姆孙最先发现天然放射现象，并说明了原子核具有复杂的结构C．查德威克用

α

粒子轰击氮核发现了质子，这是最早的人工转变D．根据玻尔原子模型一个氢原子从n=3

能级向低能级跃迁时，最多能够发出

2

种不同频率的光【考点】1U：物理学史．【分析】

n

量为

C【解答】解：A、卢瑟福通过

α

粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故

B

正确；B、贝克勒尔最先发现天然放射现象，故B

错误；C、1919

年，卢瑟福用α

粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子，故C

错误；D、根据玻尔原子模型一个氢原子从n=3

能级向低能级跃迁时，最多能够发出

2

种不同频率的光，故D

正确．故选：AD．9．氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是（ ）A．原子吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大C．原子放出光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小D．原子放出光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量减小【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁．【分析】当原子吸收光子，原子能量增大，当原子放出光子，原子能子动能的变化，从而得出电势能的变化．【解答】解：A、原子吸收光子，原子的能量增大，电子的轨道半径增大，根据 知，电子的动能减小，由于原子能量增大，则电势能增大，故

A

正确，B

错误．C

C

正确，D

错误．故选：AC．10．在光电效应实验中，分别用频率为

v、v的单色光

a、b

照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为

U和

U、光电子的最大初动能分别为

E和

E，h

为普朗克常量．下列说法正确的是（ ）A．若

v＞v，则一定有

U＜UB．若

v＞v，则一定有

E＞EC．若

U＜U，则一定有

E＜ED．若

v＞v，则一定有

hv﹣E＞hv﹣E【考点】IC：光电效应．【分析】初动能，结合最大初动能和遏止电压的关系比较遏止电压．【解答】解：AB、根据光电效应方程E=hv﹣W知，v＞v，逸出功相同，则

E＞E，又

E=eU，则

U＞U，故

A

错误，B

正确．C、根据

E=eU知，若

U＜U，则一定有

E＜E，故

C

正确．D、逸出功W=hv﹣E，由于金属的逸出功相同，则有：hv﹣E=hv﹣E，故

D

错误．故选：BC．三、填空与实验题（11

题

4

分，12

题

5

分，13

题

6

分，共

15

分）11．在一个 U

原子核衰变为一个 Pb

原子核的过程中，发生

α衰变的次数为 8 次，发生

β

衰变的次数为 6 次．【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】每经过一次

α

衰变，电荷数少

2，质量数少

4，每经过一次β

衰变，电荷数多

1，质量数不变，结合电荷数守恒、质量数守恒求出衰变的次数．【解答】解：设经过

m

次

α

衰变，n

次

β

衰变，则有：4m=32，2m﹣n=10，解得：m=8，n=6．故答案为：8，6．12．碳

11

的半衰期

τ

为

20min，经

1.0h

剩余碳

11

的质量占原来的．【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】根据半衰期的质量关系公式求解．【解答】解：由题意知半衰期τ

为

20min，经

1.0h，则发生了3

个半衰期；剩余碳

11

的质量为

m=故答案为：13．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．（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量 B A．小球开始释放高度hB．小球做平抛运动的水平射程C．小球做平抛运动所用的时间D．小球抛出点距地面的竖直高度H（

2

）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为mOP=mOM+mON （

3

）若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为m•OM+m•ON=m•OP 【考点】ME：验证动量守恒定律．【分析】达式．【解答】解：（1）碰撞过程动量守恒，则

mv=mv+mv，两边同时乘以时间

得：mvt=mv+mv，则

mOP=mOM+mON，因此

A

B

正确，ACD

错误；（2）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：mOP=mOM+mON．（3）若为弹性碰撞，则机械能守恒；根据机械能守恒定律可知：mv=

mv+

mv则由

v=

可知：m•OM+m•ON=m•OP故

答

案

为

1

）

B （

2

）

mOP=mOM+mON

3

）m•OM+m•ON=m•OP四、综合分析与计算题（14

题

9

分，15

题

10

分，16

题

13

分，17题

15

分，共

47分）14．甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是

1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和

2m/s．求甲、乙两运动员的质量之比．【考点】53：动量守恒定律．【分析】甲、乙相遇时用力推对方的过程系统的动量守恒，应用动量守恒定律可以求出甲、乙质量之比．【解答】解：甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m

v

+m

v

=m

v

+m

v

， 代入得：m

×1+m

×（﹣1）=m

×（﹣1）+m

×2，解得：m

：m

=3：2．答：甲、乙两运动员的质量之比是3：2．15．一质量为1kg

的小物块放在水平地面上的A

A

点

8m

的位置

B

处是一面墙，如图所示．物块以

v=5m/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

3m/s，碰后以

2m/s

的速度反向运动直至静止．g

取

10m/s．（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；（2

0.01s小

F．【考点】52：动量定理；66：动能定理的应用．（【分析】

1）对A

到

B

（动摩擦因数．（2【解答】解：（1）由动能定理，有﹣μmgs=

mv﹣

mv代入数据可得

μ=0.1．（2）由动量定理，规定水平向左为正方向，有

F△t=mv′﹣（﹣mv）代入数据解得

F=500N．答：（1）物块与地面间的动摩擦因数为0.1；（2）碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小为500N．16

v

Li成氚核和

α

核与

α

粒子的速度之比为

7：8．中子的质量为

m，质子的质量可近似看做

m，光速为

c．（1）写出核反应方程；（2）求氚核和

α

粒子的速度大小；（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为

α

粒子和氚核的动能，求出质量亏损．【考点】：爱因斯坦质能方程；：裂变反应和聚变反应．（【分析】

1）根据质量数和电荷数守恒，书写核反应方程；（（2）根据动