黄石市有色一中学年高二下学期期中物理试题及答案.docx
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黄石市有色一中学年高二下学期期中物理试题及答案
2015-2016学年湖北省黄石市有色一中高二（下）期中物理试卷
一、本题共12小题；每小题4分，共计48分．1-8小题为单选题，9-12小题为多选题，全部选对得4分；选对但不全得2分；有错选或不答的得0分.
1．关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的动量越大，其惯性也越大
B．同一物体的动量越大，其速度一定越大
C．物体的加速度不变，其动量一定不变
D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
2．关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期
B．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线
C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β哀变
D．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大．因此贯穿物质的本领很强
3．太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是（ ）
A．
→
B．
→
C．
→
D．
→
4．甲的质量为50kg，乙的质量为25kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的．两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1m/s，乙的速率为0.2m/s．假设互推的时间为0.01s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述哪一项正确（ ）
A．甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反
B．甲、乙所受的平均推力均为250N，方向相反
C．甲受的平均推力500N，乙受的平均推力250N，方向相反
D．甲受的平均推力250N，乙受的平均推力500N，方向相反
5．甲、乙两铁球质量分别是m1=1kg，m2=2kg，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是v1=6m/s、v2=2m/s．甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是（ ）
A．v1′=7m/s，v2′=1.5m/sB．v1′=2m/s，v2′=4m/s
C．v1′=3.5m/s，v2′=3m/sD．v1′=4m/s，v2′=3m/s
6．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．一质量为M的矿石中含有放射性元素钚，其中钚238的质量为m，已知钚的半衰期为88年，那么下列说法中正确的是（ ）
A．经过176年后，这块矿石中基本不再含有钚
B．经过176年后，原来含有钚元素的原子核有
发生了衰变
C．经过264年后，钚元素的质量还剩
D．经过88年后该矿石的质量剩下
8．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为△E1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用△E2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则△E2的近似值为（ ）
A．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.37eV
9．如图所示的四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．图甲：
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：
玻尔理论指出氢原子能级是分立的，但是原子发射光子的频率却是连续的
C．图丙：
卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，建立了原子核式结构
D．图丁：
根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
10．由于放射性元素
Np的半衰期很短，所以在自然界已知未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现，已知
Np经过一系列α衰变和β衰变后变成
Bi，下列论断中正确的是（ ）
A．
Bi的原子核比
Np的原子核少28个中子
B．
Bi的原子核比
Np的原子核少18个中子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变
11．已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群氢原子处于量子数n=4能级状态，则（ ）
A．氢原子可能辐射6种频率的光子
B．氢原子可能辐射5种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
12．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移﹣时间图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．碰撞前两物体动量相同
B．碰撞后两物体一起作匀速直线运动
C．质量m1等于质量m2
D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反
二、填空题（共18分）
13．如图甲，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，可以通过测量 （选填选项前的符号），间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．
然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是 ．（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM，ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用
（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 （用
（2）中测量的量表示）．
（4）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：
p1′= ：
11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：
p2′=11：
．
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值
为 ．
14．一个铀235核裂变时释放出196MeV的能量，则1kg铀235完全裂变时所放出的能量为 J，它相当于 t优质煤完全燃烧时放出的能量．（煤的热值为3.36×106J/kg）
三、计算题（共44分）
15．如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg．开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小．
16．如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求
①两球a、b的质量之比；
②两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．
17．用频率为ν的光照射某光电管，发射的光电子的最大初动能为E，若改用频率为2ν的光照射该光电管，则发射的光电子的最大初动能是多少？
18．静止的锂核（
Li）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（
He），它的速度大小是8×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同．
（1）写出此核反应的方程式；
（2）求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；
（3）通过计算说明此反应过程中是否发生了质量亏损．
2015-2016学年湖北省黄石市有色一中高二（下）期中
物理试卷
参考答案与试题解析
一、本题共12小题；每小题4分，共计48分．1-8小题为单选题，9-12小题为多选题，全部选对得4分；选对但不全得2分；有错选或不答的得0分.
1．关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的动量越大，其惯性也越大
B．同一物体的动量越大，其速度一定越大
C．物体的加速度不变，其动量一定不变
D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
【考点】动量定理．
【分析】动量等于物体的质量与速度的乘积，速度是矢量，故动量也是矢量．动量由质量和速度共同决定．惯性大小的唯一量度是质量．
【解答】解：
A、惯性大小的唯一量度是物体的质量，如果物体的动量大，但也有可能物体的质量很小，所以不能说物体的动量大其惯性就大，故A错误；
B、动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即P=mv，同一物体的动量越大，其速度一定越大，故B正确．
C、加速度不变，速度是变化的，所以动量一定变化，故C错误；
D、动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即P=mv，动量是矢量，动量的方向就是物体运动的方向，故D正确．
故选：
BD
2．关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期
B．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线
C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β哀变
D．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大．因此贯穿物质的本领很强
【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；天然放射现象；原子核的人工转变．
【分析】知道半衰期的定义．了解三种射线的电离作用、贯穿本领的对比．知道β衰变产生的电子不是核外电子跑出来的，而是核内的中子转化成质子和电子产生的．
【解答】解：
A、放射性元素的半衰期是有一半该元素的原子核发生衰变所用的时间．放射性元素的原子核内的核子并不都要发生变化，故A错误．
B、放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，故B正确；
C、β衰变的实质是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变；当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时将向低能级跃迁，不是发生衰变．故C错误．
D、α粒子动能很大．但是贯穿物质的本领很弱，故D错误．
故选：
B．
3．太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是（ ）
A．
→
B．
→
C．
→
D．
→
【考点】轻核的聚变．
【分析】本题比较简单，根据聚变的特点即可判断．
【解答】解：
聚变是质量较轻的原子反应生成质量较大的原子核，故A正确；
故选：
A
4．甲的质量为50kg，乙的质量为25kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的．两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1m/s，乙的速率为0.2m/s．假设互推的时间为0.01s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述哪一项正确（ ）
A．甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反
B．甲、乙所受的平均推力均为250N，方向相反
C．甲受的平均推力500N，乙受的平均推力250N，方向相反
D．甲受的平均推力250N，乙受的平均推力500N，方向相反
【考点】动量定理．
【分析】整体满足动量守恒，根据动量定理求解
【解答】解：
设乙运动的方向为正方向，由动量定理，甲受到乙的推力F甲=
=﹣
=﹣500N，
乙受到甲的推力F乙=
=
=500N，故甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反；故A正确，BCD错误
故选：
A
5．甲、乙两铁球质量分别是m1=1kg，m2=2kg，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是v1=6m/s、v2=2m/s．甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是（ ）
A．v1′=7m/s，v2′=1.5m/sB．v1′=2m/s，v2′=4m/s
C．v1′=3.5m/s，v2′=3m/sD．v1′=4m/s，v2′=3m/s
【考点】动量守恒定律．
【分析】碰撞过程动量守恒、机械能不可能增加，碰撞后不能发生二次碰撞，据此分析答题．
【解答】解：
以甲的初速度方向为正方向，碰撞前总动量p=m1v1+m2v2=1×6+2×2=10kg•m/s，碰撞前的动能EK=
m1v12+
m2v22=
×1×62+
×2×22=22J；
A、如果v1′=7m/s，v2′=1.5m/s，碰撞后动量守恒、机械能增加，故A错误；
B、如果v1′=2m/s，v2′=4m/s，碰撞后动量守恒、机械能不增加，碰撞后不能发生二次碰撞，故B正确；
C、如果v1′=3.5m/s，v2′=3m/s，碰撞过程动量不守恒，故C错误；
D、v1′=4m/s，v2′=3m/s，碰撞过程动量守恒、机械能不增加，但要发生二次碰撞，故D错误；
故选：
B．
6．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【考点】光电效应．
【分析】用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），根据光电效应方程，知产生的光电子的最大初动能相等，根据动能定理比较出遏止电压的大小．光强影响单位时间内发出光电效应的数目，从而影响光电流．
【解答】解：
频率相同的光照射金属，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能相等，根据
，知遏止电压相等，光越强，饱和电流越大．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
7．一质量为M的矿石中含有放射性元素钚，其中钚238的质量为m，已知钚的半衰期为88年，那么下列说法中正确的是（ ）
A．经过176年后，这块矿石中基本不再含有钚
B．经过176年后，原来含有钚元素的原子核有
发生了衰变
C．经过264年后，钚元素的质量还剩
D．经过88年后该矿石的质量剩下
【考点】裂变反应和聚变反应．
【分析】半衰期表示有一半原子核发生衰变的时间，衰变后的质量可由半衰期公式：
进行计算，其中M为反应前原子核质量，m为反应后原子核质量，t为反应时间，T为半衰期．
【解答】解：
A、半衰期表示有一半原子核发生衰变的时间，经过176年后，也就是2个半衰期，则还剩
质量的原子核没有发生衰变，故AB错误；
C、经过264年后，也就是3个半衰期，钚元素的质量还剩
，故C正确；
D、经过88年后该矿石的质量不变，只是其中钚238的质量变成
，故D错误．
故选：
C
8．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为△E1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用△E2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则△E2的近似值为（ ）
A．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.37eV
【考点】氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】辐射光子的能量与能级差存在这样的关系E2﹣E1=hγ=h
，根据能极差△E=h
求出能级差△E2的近似值．
【解答】解：
氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．
辐射光子的能量与能级差存在这样的关系△E=h
，
△E1=
，△E2=
，
联立两式得，△E2=0.37eV．
故D正确，A、B、C错误．
故选：
D．
9．如图所示的四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．图甲：
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：
玻尔理论指出氢原子能级是分立的，但是原子发射光子的频率却是连续的
C．图丙：
卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，建立了原子核式结构
D．图丁：
根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；玻尔模型和氢原子的能级结构．
【分析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性．
【解答】解：
A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确．
B、玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B错误．
C、卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C正确．
D、根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误．
故选：
AC
10．由于放射性元素
Np的半衰期很短，所以在自然界已知未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现，已知
Np经过一系列α衰变和β衰变后变成
Bi，下列论断中正确的是（ ）
A．
Bi的原子核比
Np的原子核少28个中子
B．
Bi的原子核比
Np的原子核少18个中子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变
【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；裂变反应和聚变反应．
【分析】正确解答本题需要掌握：
电荷数、质子数以及质量数之间的关系；能正确根据质量数和电荷数守恒判断发生α和β衰变的次数．
【解答】解：
A、83209Bi的原子核比93237Np少10个质子，质子数和中子数总共少28，故83209Bi的原子核比93237Np少18个中子，故A错误，B正确；
C、设83209Bi变为93237Np需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：
93=2x﹣y+83，4x=237﹣209，所以解得：
x=7，y=4，故C正确，D错误；
故选：
BC．
11．已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群氢原子处于量子数n=4能级状态，则（ ）
A．氢原子可能辐射6种频率的光子
B．氢原子可能辐射5种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
【考点】氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数，当光子的能量大于逸出功时，可以发生光电效应．
【解答】解：
A、根据
=6知，氢原子可能辐射6种频率的光子．故A正确，B错误．
C、金属钙的逸出功为2.7eV，只有n=4跃迁到n=1，n=3跃迁到n=1，n=2跃迁到n=1所辐射的光子能量大于逸出功，才能发生光电效应．故C正确，D错误．
故选AC．
12．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移﹣时间图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．碰撞前两物体动量相同
B．碰撞后两物体一起作匀速直线运动
C．质量m1等于质量m2
D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反
【考点】动量守恒定律．
【分析】位移时间图象的斜率等于速度，由斜率求出碰撞前后两个物体的速度，由图看出，碰后两个物体速度均为零，根据动量守恒定律分析碰撞前两物体动量有关系．
【解答】解：
A、位移时间图象的斜率等于速度，由数学知识得知，碰撞后两个物体的速度为零，根据动量守恒有：
P1+P2=0，得：
P1=﹣P2．说明碰撞前两物体动量大小相等、方向相反，由于动量是矢量，所以碰撞前两物体动量不相同．故A错误，D正确．
B、由图示图象可知，两物体碰撞后位移不随时间变化，速度为零，碰撞后两物体静止，故B错误；
C、由斜率可知，碰撞前两物体速度大小相等，方向相反，则有：
v1=﹣v2，由P1=﹣P2，得：
m1v1=﹣m2v2，m1=m2，故C正确．
故选：
CD．
二、填空题（共18分）
13．如图甲，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，可以通过测量 C （选填选项前的符号），间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．
然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是 ADE ．（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM，ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 m1OP=m1OM+m2ON （用
（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为
（用
（2）中测量的量表示）．
（4）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：
p1′= 14 ：
11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：
p2′=11：
2.9 ．
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值
为 1.01 ．
【考点】验证动量守恒定律．
【分析】验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒．
根据碰撞前和碰撞后的总动量列出守恒的表达式，若为弹性碰撞，则机械能守恒．
【解答】解：
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过平抛运动间接地测量，根据v=
知，高度相同，则时间相同，可以通过水平射程表示速度．故选：
C．
（2、3）要验证动量守恒定律定律，即验证：
m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，
上式两边同时乘以t得：
m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：
m1OP=m1OM+m2ON，
因此实验需要测量：
两球的质量、小球的水平位移，故选：
ADE．
若碰撞为弹性碰撞，则机械能守恒，则有：
，即
．
（4）p1：
p1′=OP：
OM=44.8：
35.2=14：
11，p1′：
p2′=m1•OM：
m2•ON=45×35.20：
7.5×55.68=11：
2.9．
碰撞前、后总动量的比值
=
=
≈1.01．
故答案为：
（1）C，
（2）ADE，
（3）m1•OM+m2•ON=m1•OP，
，
（4）14，2.9，1.01．
14．一个铀235核裂变时释放出196MeV的能量，则1kg铀235完全裂变时所放出的能量为 8.03×1013 J，它相当于 2.4×104 t优质煤完全燃烧时放出的能量．（煤的热值为3.36×106J/kg）
【考点】爱因斯坦质能方程．
【分析】本题的关键是明确根据质能方程求解核能的方法，并根据煤的热值，及△EN=N△E公式运算，即可求解．
【解答】解：
根据一个铀235原子核裂变后释放的能量为△E=196MeV．
1kg铀235中含原子核的个数为
N=
NA=
×6.02×1023≈2.56×1024
则1kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量
△E
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