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江苏省海安高级中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题(解析版)

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2018-2019 学年度第二学期期中考试 高二物理(选修)试卷
第Ⅰ卷(选择题,共 38 分) 一.单项选择题,本题包括 6 小题,每小题 3 分,共 18 分.在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项正确.选对的得 3 分,选错或不答的得 0 分.
1.如图所示,为甲乙两物体在同一直线上运动的位置坐标 x 随时间 t 变化的图象,已知甲做匀变速直线运动, 乙做匀速直线运动,则下列说法正确的是
A. 两物体在 t1 时刻速度大小相等 B. t1 时刻乙的速度大于甲的速度 C. 0~t2 时间内两物体*均速度大小相等 D. 0~t2 时间内甲的*均速度小于乙的*均速度 【答案】C 【解析】 根据位移图象的斜率等于速度,则在 t1 时刻,甲图象的斜率大于乙图象的斜率,所以甲的速度大于乙的速 度,故 AB 错误;坐标的变化量等于位移,根据图象可知,甲乙位移大小相等,方向相反,而时间相等,则 *均速度的大小相等,故 C 正确,D 错误.故选 C. 点睛:位移图象和速度图象都表示物体做直线运动,抓住位移图象的斜率等于速度是分析的关键,知道* 均速度等于位移除以时间.
2.1909 年英国物理学家卢瑟福用 α 粒子轰击金箔.下列关于该实验的描述错.误.的是 A. α 粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成

B. α 粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构 C. 实验结果表明绝大多数 α 粒子穿过金箔后没有发生散射 D. α 粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息 【答案】B 【解析】 当 粒子穿过原子时,电子对 粒子影响很小,影响 粒子运动的主要是原子核,离核远则 粒子受到的库仑 斥力很小,运动方向改变小.只有当 粒子与核十分接*时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,所以
粒子接*它的机会就很少,所以只有极少数大角度的偏转,而绝大多数基本按直线方向前进; A、 粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成,故 A 正确; B、 粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构,故 B 错误; C、实验结果表明绝大多数 粒子穿过金箔后不发生了散射,故 C 正确; D、从金原子内部出来后携带了原子内部的信息,故 D 正确。 点睛:本题主要考查了 粒子散射实验的现象,难度不大,属于基础题,并理解粒子散射原理,注意原子核 结构与原子的核式结构的区别。
3.“叠罗汉”是一种高难度的杂技. 由六人叠成的三层对称静态造型如图所示,假设每个人的质量相等、各人 左右脚受到的支持力相等,下面五人弯腰后背部呈水*状态,则底层中 A、B 两人对水*地面压力之比约为

A. 1:1

B. 4:5

C. 7:8

D. 7:10

【答案】D 【解析】 【分析】 六个人都处于静止状态,所以受力都是*衡的,因为下面五人的背部均呈水*状态,所以不用看腿的角度,

例如最上面的人腿上的力的竖直分力就是 G/2,用隔离法分别受力分析就可以了. 【详解】最上面的人受到的竖直向下重力为 G,所以每个腿上的力的竖直分力都是 ,中间层最左边的人, 受到竖直向下的力为:G+ = ,所以每个腿上的力的竖直分力都是 ,由对称性,中间层最右边的人每个 腿上的力的竖直分力也是 . 最底层中间的人 B,受到竖直向下的力为:G+ + = ,所以其每条腿上的力的竖直分力为: ; 最左边的人 A,受到竖直向下的力为:G+ = ,所以其每条腿上的力的竖直分力为: ; 底层中 A、B 两人的右脚对水*地面压力之比约为 故选:D.

4.高空坠物极易对行人造成伤害.若一个质量为 50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层落下,与地面的撞击时间约 为 2×10-3 s,试估算该鸡蛋对地面的冲击力约为

A. 1000 N

B. 500 N

C. 100 N

D. 50 N

【答案】A 【解析】 【分析】 每层楼高约为 3m,计算鸡蛋下落的总高度,计算下落的时间,全过程根据动量定理列方程求解。 【 详 解 】 每 层 楼 高 约 为 3m , 鸡 蛋 下 落 的 总 高 度 为 : h= ( 25-1 ) ×3m=72m ; 自 由 下 落 时 间 为 :
,与地面的碰撞时间约为:t2=0.002s,全过程根据动量定理可得:mg(t1+t2)-Ft2=0, 解得冲击力为:F=950N≈103N,故 A 正确。故选 A。 【点睛】本题主要是考查动量定理,利用动量定理解答问题时,要注意分析运动过程中物体的受力情况, 能够根据全过程动量定理求解。

5.在两条相互垂直的水*直道上,甲正以 3 m/s 的速度自西向东朝十字路口走去,乙正以 4 m/s 的速度通过十 字路口向北走去,此时甲、乙之间的距离为 100 m.则在以后的过程中,甲、乙之间的最小距离是

A. 100 m 【答案】C 【解析】 如图所示:

B. 80.8 m

C. 80 m

D. 70.7 m

设经 ts 两人相距最*,此时甲运动到了 C 点,乙运动到了 D 点;此时甲向东运动了

;乙向北运动了 4t;

则此时二人相距



时二人相遇最*,此时二次函数有最小值,且最小值为

,故 C 正确;

故选 C

点睛:设两人距离最小时用时间为 t,由位移公式可求得经 t 时两人所在的位置;由位移的定义可得出位移表达

式,分析可得出最小距离.

6.下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压 Uc 和入射光的频率 的几组数据.

Uc/V

0.541

/1014Hz 5.644

0.637 5.888

0.714 6.098

0.809 6.303

0.878 6.501

由以上数据应用 Execl 描点连线,可得直线方程,如图所示.

则这种金属的截止频率约为

A. 3.5×1014Hz

B. 4.3×1014Hz

【答案】B 【解析】 由题意可知:

当遏止电压 为零时,截止频率

C. 5.5×1014Hz

D. 6.0×1014Hz

,故 B 正确。

二.多项选择题,本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分.在每小题给出的四个选项中,至少 有两个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分.
7.下列说法中正确的有 A. 氡核的半衰期为 3.8 天、20 个氡原子核经 7.6 天后剩下 5 个氡原子核 B. 由质能方程可知,物体的能量发生变化时,物体的质量也相应变化 C. 镭核发生一次 α 衰变时,产生的新核与原来的原子核相比,中子数减少了 4 D. 钍核发生 β 衰变后,产生新核的比结合能大于原来钍核的比结合能 【答案】BD 【解析】

分析】 半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用
【。 α 衰变生成氦原子核,质量数少4,质子数少2。 【详解】A.半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用,对少数的原子核不适用,故 A 错误; B.质能方程 E=mc2 可知,物体的能量发生变化时,物体的质量也相应变化,故 B 正确; C.镭核发生一次 α 衰变时,新核与原来的原子核相比,质量数减少了 4,中子数减少 2,故 C 错误; D.钍核发生 β 衰变后,产生新核处于高能级,所以产生的新核比结合能都增加,故 D 正确。 故选:BD
8.如图所示,一细绳系一光滑小球,细绳跨过定滑轮使小球靠在柱体的斜面上.设柱体对小球的弹力为 FN, 细绳对小球的拉力为 FT.现用水*力拉绳使小球缓慢上升一小段距离,在此过程中,下列说法正确的是
A. FN 逐渐增大 B. FN 逐渐减小 C. FT 逐渐增大 D. FT 先增大后减小 【答案】AC 【解析】 试题分析:以小球为研究对象,小球受三个力的作用,重力 G(大小方向不变)、细绳的拉力 FT、柱体对小 球的弹力 FN(大小变,方向不变,始终垂直于斜面),受力图和力的矢量三角形图如图所示。在小球上升的 过程中 FN 和细线的拉力 FT 的夹角逐渐增大,由力的矢量三角形可知,FN 和 FT 都逐渐增大,选项 AC 正确。

考点:本题考查物体的*衡 【名师点睛】
9.如图所示,物体 B 的上表面水*,A、B 相对于斜面 C 静止,当斜面 C 受到水*力 F 向左匀速运动的过程 中
A. 物体 A 可能受到 3 个力的作用 B. 物体 B 一定受到 4 个力的作用 C. 物体 C 对物体 B 的作用力竖直向上 D. 物体 C 和物体 B 之间可能没有摩擦力 【答案】BC 【解析】 A 做的是匀速直线运动,受力*衡,所以 A 受到竖直方向上的重力和支持力,A 错;以 AB 作为一个整体, 受力*衡,受到重力、支持力和摩擦力,在以 B 为研究对象,受到 A 的正压力、摩擦力、斜面的支持力和 重力,B 对;因为物体 B 受到的正压力和重力的合力与斜面的支持力和摩擦力的合力大小相等方向相反, 所以斜面的支持力和摩擦力的合力竖直向上,C 对;D 错;
10.一冰壶以速度 v 垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则

冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间分别是

A. v1∶v2∶v3=3∶2∶1

B. v1∶v2∶v3= ∶ ∶1

C. t1∶t2∶t3=1∶ ∶

D. t1∶t2∶t3=( - )∶( -1)∶1

【答案】BD

【解析】 【详解】设每块木块的长度为 d,子弹的加速度大小为 a.采取逆向思维,子弹做初速度为 0 的匀加速直线

运动,

,解得:

,故 A 错误,B 正确;初速度为 0 的匀加速

直线运动中,在通过相等位移内所用的时间比为

,由逆向思维得:

,故 C 错误,D 正确;选 BD.

【点睛】子弹依次射入每块木块做匀减速直线运动到零,采取逆向思维,子弹做初速度为零的匀加速直线

运动,根据

求出子弹依次射入每块木块的速度比;初速度为 0 的匀加速直线运动,在通过相等位移

内的时间比为

根据该推论得出穿过每块木块所用的时间比.

11.一辆公共汽车进站后开始刹车,在水*面上做匀减速直线运动.开始刹车后的第 1s 内和第 2s 内位移大 小依次为 9 m 和 7 m.则 A. 刹车后的 1s 末汽车的速度大小为 8 m/s B. 汽车的加速度大小为 2 m/s2 C. 刹车后 6s 内 位移是 25 m D. 刹车后 6s 内的路程是 26m 【答案】ABC

【解析】

【详解】设汽车的初速度为 v0,加速度为 a.则刹车后第 1s 内位移 x1=v0t1+ at12,代入数据得:9=v0+ a;

第 2s 内的位移 x2=v0t2+ at22-v0t1- at12,代入数据得:7=2v0+2a-v0- a=v0+ a,解得:v0=10m/s,a=-2m/s2.刹

车 后 的 1s 末 汽 车 的 速 度 大 小 为 v1=v0-at1=10-2=8 m/s , 故 AB 正 确 ; 汽 车 刹 车 到 停 止 所 需 的 时 间

.刹车后 6s 内的位移等于 5s 内的位移:

,选项 C 正确,D 错

误。

第 II 卷(非选择题,共 82 分) 三.填空题,本题共 4 小题,共 26 分.
12.用如图甲所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为 5 eV 的光照射到光管上时,测得电流计上的示 数随电压变化的图像如图乙所示.则光电子的最大初动能_______eV,金属的逸出功为________eV,当光电 管上加正向电压 U=2V 时,电子到达 A 极板的最大动能为_______eV.

【答案】 (1). 2 (2). 3 (3). 4 【解析】 【详解】由图甲可知,当该装置所加的电压为正向电压,当电压是-2V 时,电流表示数为 0,知道光电子的 最大初动能为:Ekm=2eV,根据光电效应方程 EKm=hγ -W0,所以 W0=3eV。当光电管上加正向电压 U=2V 时, 根据动能定理可知,电子到达 A 极板的最大动能为:Ekm′=W+Ekm=2+2=4eV
13.科学家通过 X 射线的衍射来获得晶体的结构图像.已知普朗克常量为 h,真空的光速为 c.若 X 射线在真

空中的波长为 λ,其对应的光子能量 E=________,该光子与电子碰撞后其波长将________(选填“变大”“不变”

或“变小”).

【答案】 (1).

(2). 变大

【解析】 【分析】 根据 E=hv 求出光子的能量;光子与静止电子碰撞后,动量守恒,能量守恒,通过能量守恒判断光子频率的 变化,从而得出波长的变化.

【详解】光子的能量

,而光子的频率和波长关系

,故



光子与电子的碰撞过程中,系统不受外力,也没有能量损失,故系统动量守恒,系统能量也守恒,光子与

电子碰撞后,电子能量增加,故光子能量减小,根据 E=hv,光子的频率减小,根据 知,波长变大.

【点睛】解决本题 关键知道频率与波长的关系,康普顿效应抓住动量守恒和能量守恒.

的 14.在“探究求合力的方法”实验中,某同学用两把弹簧测力*鹌そ畹亩说憷降 O 后,作出了这两个
拉力 F1、F2 的图示,如图甲所示.改用一把弹簧测力*鹌そ畹亩说憷酵坏 O,此时弹簧测力计的 示数 F 如图乙所示.

(1)图乙中,弹簧秤的示数 F 大小为______N; (2)在图甲中作出弹簧秤拉力 F 的图示____________; (3)用虚线把力 F 的箭头端分别与 F1、F2 的箭头端连接,观察图形,可以发现的规律是 ______________________________________;

(4)写出上述实验过程中的一点注意事项___________________________. 【答案】 (1). 2.05~2.07 (2). 见解析 (3). 在实验误差允许范围内以分力 F1、F2 为邻边作*行四 边形其对角线等于合力 F (4). F1、F2 同时拉与 F 单独拉时结点位置要相同,两拉力夹角不能太大也不能 太小等 【解析】 【详解】(1)图乙中,弹簧秤的示数 F 大小为 2.06N; (2)弹簧秤拉力 F 的图示;
(3)用虚线把力 F 的箭头端分别与 F1、F2 的箭头端连接,观察图形,可以发现的规律是: 在实验误差允许 范围内以分力 F1、F2 为邻边作*行四边形其对角线等于合力 F; (4)上述实验过程中的一点注意事项:F1、F2 同时拉与 F 单独拉时结点位置要相同,两拉力夹角不能太大 也不能太小等;
15.如图甲所示是研究小车的匀变速运动实验装置图,图中一端带有定滑轮的长木板水*固定.图乙为小车 在水*木板上带动纸带运动时打点计时器打出的一条纸带,每 5 个打点取一个计数点,0、1、2、3、4、5、 6、7 为所取的计数点,打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电.
(1)电火花打点计时器应使用_________V 的交流电电源. (2)由图乙所示纸带可知,小车加速度大小为__________m/s2.(结果保留两位有效数字)

(3)该实验实际操作过程中,对小车所放的位置、接通电源与放开小车的先后顺序及小车运动的控制等描述, 你认为正确的是_________________.
.A. 小车应尽量远离打点计时器,先放开小车后接通电源,在小车到达滑轮前按住小车
B. 小车应尽量靠*打点计时器,先接通电源后放开小车,让小车一直到与滑轮相撞为止 C. 小车应尽量靠*打点计时器,先接通电源后放开小车,在小车到达滑轮前按住小车 D. 小车应尽量放在打点计时器与滑轮的中间,先接通电源后放开小车,在小车到达滑轮前按住小车 (4) 下列说法中正确的是_________. A. 长木板右端适当垫高,以*衡摩擦力 B 调节滑轮位置时,应使细线与长木板*行
C. 砝码盘和砝码的总质量为 m 应远小于木块的质量为 M D. 悬挂的砝码盘和砝码的总重力足够大时,砝码运动的加速度会超过重力加速度 【答案】 (1). 220 (2). 0.46(0.44~0.47) (3). C (4). B 【解析】 【详解】(1)电火花打点计时器应使用 220V 的交流电电源. (2)相邻两计数点间还有 4 个打点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为 0.1s,舍弃第一组数据, 根据运动学公式得:△x=at2, (3)实验时为了充分利用纸带,小车应尽量靠*打点计时器,先接通电源后放开小车,在小车到达滑轮前 按住小车,故选 C. (4)此实验中不需要*衡摩擦力,选项 A 错误;调节滑轮位置时,应使细线与长木板*行,选项 B 正确; 此实验只要使滑块加速运动即可,没必要使得砝码盘和砝码的总质量为 m 应远小于木块的质量为 M,选项 C 错误;悬挂的砝码盘和砝码的总重力无论多大,砝码运动的加速度也不会超过重力加速度,选项 D 错误.
四.计算题,本题共 5 小题,共 56 分,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.

16.一直升机以 5.0m/s 速度竖直上升,某时刻从飞机上释放一物块,经 2.0s 落在地面上,不计空气阻力,g 取 10m/s2.求: (1)物块落到地面时的速度; (2)物块 2.0s 内通过的路程; (3)物块释放时距地面的高度. 【答案】(1)15m/s,方向竖直向下(2)12.5m(3)10m 【解析】

试题分析:(1)设物块落地时的速度为 v,由速度公式

可得

负号说明方向竖直向下

(2)物块上升过程:由

得:

物块下降过程:由

得:

则物块通过的路程为

(3)由

得位移

所以释放时离地面高度为 10m 考点:匀变速直线运动的规律 【名师点睛】本题考查了竖直上抛运动的基本运用,对于竖直上抛运动,可以分段求解,也可以全过程求 解;上升过程和下降过程是对称运动。

17.如图所示,质量为 M 的木块位于光滑水*面上,木块与墙间用轻弹簧连接,开始时木块静止在 A 位置. 现有一质量为 m 的子弹以水*速度 v0 射向木块并嵌入其中,经过极短时间,子弹与木块一起运动,弹簧在 弹性限度内.求:

(1)子弹刚与木块相对静止时速度大小 v; (2)从子弹嵌入木块到木块第一次回到 A 位置的过程中,墙对弹簧冲量大小 I.

【答案】(1)

(2)2mv0

【解析】 【详解】(1)木块第一次回到 A 位置时的速度与木块和子弹开始共同运动的速度大小相等,子弹进入木块 过程满足动量守恒定律,则 mv0=(M+m)v,

解得 v=

(2)此过程中弹簧对木块和子弹整体的冲量等于墙对弹簧的冲量,由动量定理有 I= (M+m)v-[-(M+m)v], 解得 I=2mv0

18.根据波尔理论,氢原子处于激发态的能量与轨道量子数 n 的关系为

(E1 表示处于基态原子的能量,

具体值未知).一群处于 n=4 能级的该原子,向低能级跃迁时发出几种光,其中只有两种频率的光能使某种

金属发生光电效应,这两种光的频率中较低的为 .已知普朗克常量为 h,真空中的光速为 c,电子质量为 m, 不考虑相对论效应.求:

(1)频率为 的光子的动量大小 ; (2)该原子处于基态的原子能量 E1(用已知物理量符号表示); (3)若频率为 的光子与静止电子发生正碰,碰后电子获得的速度为 v,碰后光子速度方向没有改变,求碰 后光子的动量 .

【答案】(1)

(2)

(3)



【解析】

【详解】(1)由 , ,可得:

(2)从 n=4 能级向低能级跃迁时发出 6 种频率的光,其中最大的两种频率分别是从 n=4 能级跃迁到 n=1 能

级、从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级,较低的为从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级过程发出的光.



解得:



(3)由动量守恒:



解得:

19.如图所示,两个正三棱柱 A、B 紧靠着静止于水*地面上,三棱柱的中间有一个半径为 R 的光滑圆柱 C, C 的质量为 2m,A、B 的质量均为 m.A、B 与地面的动摩擦因数为 μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力 加速度为 g.

(1)三者均静止时 A 对 C 的支持力为多大? (2)A、B 若能保持不动,μ 应该满足什么条件? 【答案】(1)2mg;(2) 【解析】 【分析】 (1)对 C 进行受力分析,根据*衡求解 A 对 C 的支持力; (2)A 保持静止,则地面对 A 的最大静摩擦力要大于等于 C 对 A 的压力在水*方向的分力,据此求得动摩擦 因数 μ 应该满足的条件。 【详解】(1) 圆柱 C 受力*衡,根据*衡条件可得 2FNcos60°=2mg 解得 FN=2mg; (2) 如图所示,

A 受力*衡,F 地=FNcos60°+mg=2mg f=FNsin60°=

因为 f≤F 地,所以



【点睛】本题主要是考查了共点力的*衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分

析、利用*行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立*衡方程进 行解答。
20.斜面倾角为θ的斜劈固定在水*地面上,轻绳绕过B物块上的轻滑轮与A物块连接,现用力拉轻绳另一端 使两物块做匀速运动,轻绳始终与斜面*行.已知物块A的质量为m,A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ 1、μ2,且μ1>tanθ >μ2,绳与滑轮间的摩擦不计,重力加速度大小为g.求:

(1)拉力F的大小; (2)物块B的质量. 【答案】(1)(μ1cosθ-sinθ)mg

(2)



【解析】 (1)对 A 受力分析,由*衡条件得:F+mgsinθ=μ1mgcosθ 解得 F=mg(μ1cosθ-sinθ) (2)对 B 受力分析可知: 第一种情况:若 B 匀速向上运动,根据*衡条件得: 2F=mBgsinθ+μ2mBgcosθ

解得 mB=

m

第二种情况:若 B 匀速向下运动,根据*衡条件得:

2F=mBgsinθ-μ2mBgcosθ

解得 mB=

m

点睛:本题是两个物体*衡的问题,采用隔离法进行研究,关键是要分析清楚 B 可能的运动情况,运用* 衡条件列式,注意不能漏解.




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