物理江西省抚州市临川实验学校学年高二下学期期中考试试题解析版.docx

物理江西省抚州市临川实验学校学年高二下学期期中考试试题解析版.docx

《物理江西省抚州市临川实验学校学年高二下学期期中考试试题解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理江西省抚州市临川实验学校学年高二下学期期中考试试题解析版.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

物理江西省抚州市临川实验学校学年高二下学期期中考试试题解析版

临川实验学校2017-2018学年下学期期中考试

高二物理

试卷总分：

110分考试时间：

90分钟

1、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，1～6小题只有一个选项正确，7～10小题有多个选项正确，全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

）

1．光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍．将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q．撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为（　　）

A．n2B．nC．

D．1

2．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是（　　）

A．光电效应是瞬时发生的

B．所有金属都存在极限频率

C．光电流随着入射光增强而变大

D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大

3．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（　　）

A．1种B．2种C．3种D．4种

4．放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（　　）

A．1位B．2位C．3位D．4位

5．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x的轴的正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为（　　）

A．

B．

C．

D．

6．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时（　　）

A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同

C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同

7．质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比

可能为（　　）

A．2B．3C．4D．5

8．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则（　　）

A．t=1s时物块的速率为1m/s

B．t=2s时物块的动量大小为4kg•m/s

C．t=3s时物块的动量大小为5kg•m/s

D．t=4s时物块的速度为零

9．三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（　　）

A．用光束1照射时，不能产生光电子

B．用光束3照射时，不能产生光电子

C．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多

D．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大

10．氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是（　　）

A．氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nm

B．用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级

C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线

D．用波长633nm的光照射，不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级

二、填空题（本大题共2小题，共12分。

）

11．（6分）氢原子基态的能量为E1=﹣13.6eV．大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为﹣0.96E1，频率最小的光子的能量为　　eV（保留2位有效数字），这些光子可具有　　种不同的频率．

12.（6分）某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示．在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m．测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s．由此可知

①波长λ=　　m；

②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是　　cm．

三、计算题（本大题共5小题，共58分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。

）

13.（10分）某个质点的简谱运动图象如图所示，求振动的振幅和周期．

14.（12分）在光滑水平面上有一凹槽A，中央放一小物块B，物块与左右两边槽壁的距离如图所示，L为1.0m，凹槽与物块的质量均为m，两者之间的动摩擦因数μ为0.05，开始时物块静止，凹槽以v0=5m/s初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失，且碰撞时间不计，g取10m/s2，求：

（1）物块与凹槽相对静止时的共同速度；

（2）从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数。

15.（12分）A、B两种光子的能量之比为2：

l，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB．求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．

16.（14分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A点位于B、C之间，A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．

17.（附加题10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。

为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。

忽略空气阻力。

已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g．求：

（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量；

（2）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。

【参考答案】

一．选择题（共10小题）

1．【解答】解：

撤去外力后，系统不受外力，所以总动量守恒，设P的动量方向为正方向，则根据动量守恒定律有：

PP﹣PQ=0故PP=PQ；故动量之比为1；故D正确，ABC错误。

故选：

D。

2．【解答】解：

ABD、根据波动理论，认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应，且光电子的初动能就大，但实验中金属表面没有溢出电子的实验结果；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，发生是瞬时的，且入射光频率越大，光电子最大初动能越大，这与光的波动理论相矛盾，故ABD错误；

C、波动理论认为光强度越大，光电流越大；光电效应中认为光强度越大，光子越多，金属表面溢出的光电子越多，即光电流越大，所以该实验结果与波动理论不矛盾，故C正确。

故选：

C。

3．【解答】解：

现有大量的氢原子处于n=3的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的频率为n=

=3种。

选项C正确，ABD错误。

故选：

C。

4．【解答】解：

原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，所以经过2次α衰变后电荷数减小4；同时，经过一次β衰变，电荷数增加1；所以元素A经过2次α衰变和1次β衰变后电荷数减小3，则生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正确，ABD错误；

故选：

C。

5．【解答】解：

由题意：

设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确，BCD错误。

故选：

A。

6．【解答】解：

传播速度由介质决定，光在真空中传播速度最大，进入水中，速度减小；光波属于电磁波，其频率由波源决定，所以一束单色光由空气进入水中，频率不变；由λ=

可知，频率不变，速度减小，则波长减小，故ABC错误，D正确。

故选：

D。

7．【解答】解：

根据动量守恒和能量守恒得，设碰撞后两者的动量都为P，则总动量为2P，

根据动量和动能的关系有：

P2=2mEK，

根据能量的关系得，由于动能不增加，则有：

，

得1≤

，故A、B正确，C、D错误。

故选：

AB。

8．【解答】解：

A、前两秒，根据牛顿第二定律，a=

=1m/s2，则0﹣2s的速度规律为：

v=at；t=1s时，速率为1m/s，A正确；

B、t=2s时，速率为2m/s，则动量为P=mv=4kg•m/s，B正确；

CD、2﹣4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a=﹣0.5m/s2，所以3s时的速度为1.5m/s，动量为3kg•m/s，4s时速度为1m/s，CD错误；

故选：

AB　

9．【解答】解：

AB、依据波长与频率的关系：

，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，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正确，B错误；

CD、用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：

Ekm=hγ﹣W，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C正确，D错误；

故选：

AC。

10．【解答】解：

A、从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：

h

，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm。

故A错误。

B、当从n=1跃迁到n=2的能级，需要吸收的能量为△E=（﹣3.4﹣（﹣13.6））×1.6×10﹣19J，根据A选项分析，则有：

，解得：

λ=122nm；故B错误；

C、根据数学组合

=3，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线。

故C正确。

D、同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级。

故D正确。

故选：

CD。

二．填空题（共2小题）

11．【解答】解：

氢原子基态的能量为E1=﹣13.6eV．大量氢原子处于某一激发态．

由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为﹣0.96E1，即跃迁到最高能级能量E=0.04E1=﹣0.544eV，即处在n=5能级；

频率最小的光子的能量为△E′=﹣0.544eV﹣（﹣0.85eV）=0.31eV，

根据

=10，所以这些光子可具有10种不同的频率．

故答案为：

0.31；10

12．【解答】解：

①由振动图象可知，T=2s，A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，所以AB间的距离为半个波长，所以λ=2×（55﹣45）m=20m

②AB两个点之间始终相差半个周期，所以当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是﹣6cm

故答案为：

20，﹣6．

四．解答题（共5小题）

13．【解答】解：

由图读出振幅A=10

cm（2分）

简谐振动方程x=Asin

（3分）

代入数据﹣10=10

sin

（3分）

得T=8s

答：

振动的振幅为10

cm和周期为8s（2分）

14．【解答】解：

（1）设两者间相对静止时的速度为v，由动量守恒定律得：

mv0=2mv（3分）

解得：

v=

（1分）

（2）物块与凹槽间的滑动摩擦力f=μN=μmg（1分）

设两者间相对静止前，相对运动的路程为s1，由动能定理得：

（3分）

解得：

s1=12.5m（2分）

已知L=1m，可推知物块与右侧槽壁共发生6次碰撞。

（2分）

15．【解答】解：

由光子能量公式

和动量公式

知，A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比为2：

l；（6分）

由EA=E1﹣W和EB=E2﹣W联立得W=EA﹣2EB．（6分）

答：

A、B两种光子的动量之比为2：

l；金属的逸出功为W=EA﹣2EB．

16.【解答】解：

A向右运动与C发生碰撞的过程中系统的动量守恒、机械能守恒，选取向右为正方向，设开始时A的速度为v0，第一次与C碰撞后C的速度为vC1，A的速度为vA1．由动量守恒定律、机械能守恒定律得：

mv0=mvA1+MvC1①（2分）

②（2分）

联立①②得：

vA1=

③

vC1=

④（2分）

可知，只有m＜M时，A才能被反向弹回，才可能与B发生碰撞．（1分）

A与B碰撞后B的速度为vB1，A的速度为vA2．由动量守恒定律、机械能守恒定律，同理可得：

vA2=

=

⑤（3分）

根据题意要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有：

vA2≤vC1⑥（2分）

联立④⑤⑥得：

m2+4mM﹣M2≥0

解得：

，（另一解：

舍去）所以m与M之间的关系应满足：

（2分）

答：

m和M之间应满足

，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．

17.附加题【解答】解：

（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量m=ρV=ρSv0，（3分）

（2）设水到达卡通玩具处的速度为v，玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为h，

根据运动学基本公式得：

，（2分）

水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，以向上为正，

根据动量定理得：

﹣Mgt=ρSv0t（0﹣v）（3分）

联立解得：

h=

（2分）

答：

（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量为ρSv0；

（2）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为

。