2020-2021学年重庆市第八中学高二下学期周考物理试题（4.11）（解析版）

重庆市第八中学2020-2021学年高二下学期周考物理试题（4.11）

2021.4.11

一、单选题（本大题共8小题，共24分）

1. 下列说法中正确的是

A. 黑体热辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B.  光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
C.  电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D.  光波是一种概率波，光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质

2. 德布罗意认为实物粒子也具有波动性，质子和粒子被加速到相同动能时，质子和该粒子的德布罗意波波长之比为   

1. 1：4  B.  

C. 2：1  D.

3. 下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是

A. 甲图中，当紫外线照锌板时，与锌板相连的验电器的金属小球带负电
B. 乙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
C. 丙图中，普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，并成功解释了光电效应现象
D. 丁图中，链式反应属于重核的裂变

4. 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为、、，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是

A. 核反应方程是           

B. 聚变反应中的质量亏损
C. 辐射出的光子的能量  

D. 光子的波长

5. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为0.8 h，不计空气阻力。下列说法正确的是

A. 在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做竖直上抛运动
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为

6. 如图所示，质量为m的A球以速度在光滑水平面上运动，与原来静止的质量为4m的B球碰撞，碰撞后A球以待定系数的速率弹回，并与挡板P发生完全弹性碰撞，若要使A球能追上B球再次相撞，则a的取值范围为

A.  B.  

C.   D.

7. 如图甲所示，一质量为m的物块在时刻，以初速度从足够长、倾角为的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。时刻物块到达最高点，时刻物块又返回底端。下列说法正确的是     

A. 物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量大小为
B. 物块从时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量大小为
C. 斜面倾角的正弦值为
D. 不能求出时间内物块克服摩擦力所做的功

8. 随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效应”进入了公众的视野。“引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，可以提出以下两种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用改变了速度。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为，探测器的初速度大小为，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为和探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是

A.   B.  

C.   D.

二、多选题（本大题共4小题，共16分）

9. 下列说法中正确的是

A. 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大
B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大
C. 光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大
D. 在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，所加电压不断增大，光电流也不断增大

10. 氢原子能级示意图的一部分如图所示，一群氢原子处于能级．当这些氢原子在这些能级间跃迁时，下列说法正确的是 

A. 可能放出6种能量的光子
B. 由能级跃迁到能级的过程中，放出光子的波长最小
C. 从能级跃迁到能级的过程中，辐射出的光子的能量最大
D. 处于能级的氢原子能吸收的能量而电离

11. 如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是

A. 若b光为绿光，c光可能是紫光
B. 若a光为绿光，c光可能是紫光
C. 若b光光子能量为，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D. 若b光光子能量为，用它直接照射大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

12. 秦山核电站第三期工程的两个发电机组已实现并网发电．发电站的核能来源于的裂变，下列说法正确的是

A. 反应堆中核反应速度通常是采用调节的体积来控制的
B. 的一种可能的裂变是
C. 是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短
D. 一个裂变能放出的能量，即

三、实验题（本大题共2小题，共16分）

13. （6分）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块上方安装有宽度为d的遮光片、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。

实验步骤如下：

开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平；

用天平测砝码与砝码盘的总质量、滑块含遮光片的质量；

用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；

令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间、及遮光片从A运动到B所用的时间；

在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小________，滑块动量改变量的大小________；用题中给出的物理量及重力加速度g表示

某次测量得到的一组数据为：，，，，，，取。计算可得____________，__________。结果均保留3位有效数字

14. （10分）如图1，是多用电表欧姆档内部的部分原理图，已知电源电动势为、内阻为，灵敏电流计满偏电流、内阻为。表盘如图2所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。

（1）多用电表的选择开关旋至“”区域的某档位时，将多用电表的红黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为_____________。某电阻接入红黑表笔间，表盘如图2所示，则该电阻的阻值为___________。

（2）若将选择开关旋至“”，则需要将灵敏电流计_____________选填“串联”“并联”一阻值为____________的电阻，再欧姆调零。

（3）多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，此因素会造成被测电阻的测量值比真实值____________选填“偏大”、“不变”、“偏小”。

四、计算题（本大题共4小题，共44分）

15. （8分）如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂．小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．
    求细绳能够承受的最大拉力；
    通过计算判断C能否从木板上掉下来．
    
    
    
    
    
    
     

16. （10分）如图所示，A、B两个物体粘在一起以的速度向右运动，物体中间有少量炸药，经过O点时炸药爆炸，假设所有的化学能全部转化为A、B两个物体的动能且两物体仍然在水平面上运动，爆炸后A物体的速度依然向右，大小变为，B物体继续向右运动进入光滑半圆轨道且恰好通过最高点D，已知两物体的质量，O点到半圆轨道最低点C的距离，物体与水平轨道间的动摩擦因数为，A、B两个物体均可视为质点，取，求：
    炸药的化学能E；
    半圆轨道的半径R。
    
    
    
    
    
    
     

17. （12分）如图所示，质量为的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触不拴接，轻弹簧左端固定，且处于原长状态。质量、长的小车静置于光滑水平面上，其上表面与水平桌面相平，且紧靠桌子右端。小车左端放有一质量的小滑块Q。现用水平向左的推力将P缓慢推至B点弹簧仍在弹性限度内时，撤去推力，此后P沿桌面滑到桌子边缘C时速度为，并与小车左端的滑块Q相碰，最后Q停在小车的右端，物块P停在小车上距左端处。已知AB间距离，AC间距离，P与桌面间动摩擦因数，P、Q与小车表面间的动摩擦因数，取，求：

弹簧的最大弹性势能；

小车最后的速度v；

求滑块P，Q刚碰后瞬间各自速度大小。

18. （14分）如图所示，长木板C静止在光滑水平面上，在C的左端和距左端L处分别放置两个小物块A和、B均可看做质点，距C的右端处固定着一竖直挡板P，A、B、C质量分别为m、m、2m，A、B与C之间的动摩擦因数均为。现给A一个水平向右的初速度，在此后的运动过程中A、B始终未脱离C，A与B之间的碰撞过程及C与挡板之间的碰撞过程时间均极短且无机械能损失，B未碰到挡板P。重力加速度为g。

为使A能与B发生碰撞，A的初速度大小应满足什么条件？

若A的初速度大小，求：

经过多长时间碰到挡板；

至少多长时B才不会滑离C。

高二（下）物理周考试题答案

1.【答案】C
A、根据黑体辐射的规律可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B、光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故B错误；
C、任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故C正确；
D、波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故D错误。
2.【答案】C
质子和粒子动能相同，根据动能与动量的关系式得，即，根据德布罗意波波长公式，物质波的波长，质子和粒子的德布罗意波波长之比为，故C正确，ABD错误。
3.【答案】D
A.紫外线照锌板产生光电效应现象，光电子从锌板飞出，锌板带正电，验电器的金属小球带正电，故A错误；
B.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出来原子的核式结构，并没有发现质子和中子；故B错误；
C.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念；爱因斯坦提出来光子说，成功解释了光电效应现象；故C错误；
D.丁图链式反应属于重核的裂变，故D正确。
4.【答案】B
A.该核反应方程质量数不守恒，故A错误；
B.聚变反应中的质量亏损，故B正确；
C.聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为，故C错误；
D.根据，得光子的波长为：，故D错误。
5.【答案】B
A.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；
小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，可知系统水平方向的总动量保持为零。小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，故小球与小车水平方向速度为零，所以小球离开小车后做竖直上抛运动，故B正确，C错误；
D.小球第一次车中运动过程中，由动能定理得，为小球克服摩擦力做功大小，解得，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于，故D错误；
6.【答案】D
A、B碰撞过程中，以方向为正方向，根据动量守恒定律得：
A与挡板P碰撞后能追上B发生再碰的条件是：，解得
碰撞过程中损失的机械能，解得。
所以a满足的条件是故ABC错误，D正确。
7.【答案】C
由图可知：以沿斜面向上为正方向；
A、物块从开始运动到返回底端的过程中用时，故该过程重力的冲量大小为，故A错误；
B、设物体返回底端时的速度大小为v，那么根据上滑、下滑过程位移相同，总位移为零，由图象可得：，所以，；
那么，物块从时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量为，所以，物块从时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量大小为，故B错误；
C、物体上滑时加速度大小，下滑时加速度大小，所以，，故C正确；
D、根据动能定理即可求得时间内物块克服摩擦力做的功为，故D错误。
8.【答案】A
图1中，探测器类似于与行星对面正碰，设探测器的质量为m，行星的质量为M，碰后探测器滑块的速度大小为，行星的速度大小为，设向右为正方向，
根据动量守恒定律有：，
由能量守恒可得：，
联立可得：，
由于，则：，负号表示方向向左，速度大小大于，故A正确，B错误；
图2中，类似于探测器追上行星与之正碰，设探测器的质量为m，行星的质量为M，碰后探测器滑块的速度大小为，行星的速度大小为，设向右为正方向，
根据动量守恒定律有：，
由能量守恒可得：，
联立可得：，
由于，则：，方向向右，速度大小小于，故C错误，D错误。
9.【答案】BC
A.不可见光的频率不一定比可见光的频率大，根据知，用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大，故A错误；
B.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大，根据知，电子动能减小，故B正确
C.根据光电效应方程可知，，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，C正确；
D.在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，随电压的不断增大，光电流并不是不断增大，当光电流达到最大时，就不再增大，即达到饱和光电流，饱和光电流的大小和光照强度有关，故D错误。
10.【答案】AD
A.根据，故A正确；
B.根据玻尔的能级跃迁假设可知，由能级跃迁到能级的过程中，放出光子的频率最小，波长最大，故B错误；
C.根据能级假设可知，从能级跃迁到能级的过程中，辐射出的光子的能量最大，故C错误；
D.处于能级的氢原子能吸收的能量发生跃迁，将电离，故D正确；
11.【答案】BC
A.由图乙知b光和c光反向截止电压相等，由动能定理知逸出的光电子的最大初动能相等，根据爱因斯坦光电效应方程可知，b光和c光的频率相等，若b光为绿光，c光也为绿光，故A错误；
B.由图乙知a光的反向截止电压数值小于c光的反向截止电压，则a光照射时逸出的光电子的最大初动能小于c光照射时逸出的光电子的最大初动能，根据爱因斯坦光电效应方程可知，a光的频率小于c光的频率，若a光为绿光，c光可能是紫光，故B正确；
C.若用b光照射由金属铷构成的阴极，逸出的光电子的最大初动能为：，用该光电子撞击大量处于激发态的氢原子，因为，所以可使氢原子跃迁到激发态，处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可产生种不同频率的光，故C正确；
D.若用能量为的b光直接照射大量处于激发态的氢原子，因为，即入射光光子的能量不等于氢原子的能级差，故不能使处于能级的氢原子发生跃迁，处于能级的氢原子只能向能级跃迁，只能产生一种频率的光，故D错误。
12.【答案】BD
A.反应堆中核反应速度通常是通过镉棒吸收中子来控制反应速度，A错误；
B.的一种可能的裂变是，电荷数守恒，质量数守恒，B正确；
C.半衰期的大小与温度无关，改变温度，不会改变半衰期，C错误．
D.根据质能方程与质量亏损可知，的裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，，其中，则释放的核能约201MeV，合，D正确．
13.【答案】大约相等   
气垫导轨水平时，不考虑摩擦力时，滑块所受的合外力为零，此时滑块做匀速直线运动，而两个光电门的宽度都为d，根据得遮光片经过两个光电门的遮光时间相等，实际实验中，会存在摩擦力使得滑块做的运动近似为匀速直线运动，故遮光片经过两个光电门的遮光时间大约相等；
在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，拉力的大小等于砝码和砝码盘所受重力，故F，而遮光片从A运动到B所用的时间为，故拉力冲量的大小；
由于光电门的宽度d很小，所以我们用经过光电门的平均速度代替滑块经过A、B两处的瞬时速度，故滑块经过A时的瞬时速度，滑块经过B时的瞬时速度，
故滑块动量改变量的大小；
；
；
14.【答案】；60；并联 ； 10 ；偏大。
欧姆表的内阻，欧姆表表盘中值刻度为“15”的中值刻度为15，欧姆表的档位为档，所以该电阻的阻值为。

若将选择开关旋至“”，则需要将灵敏电流计并联一个电阻，此时中值电阻为，即此时欧姆表的内阻为，由，

，所以并联一个的电阻。

多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，此时电流计的示数偏小，所以指针偏左，即被测电阻的测量值比真实值偏大。

15.【答案】解：设小球运动到最低点的速率为，小球向下摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：   解得：
小球在圆周运动最低点，由牛顿第二定律得：
由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：
解得：；
小球与滑块C碰撞过程中小球和C系统满足动量守恒，设C碰后速率为，
以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
假设木板足够长，在C与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为，
以C的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
由能量守恒定律得：
联立解得：
由知，滑块C不会从木板上掉下来。
16.【答案】解：爆炸过程，A、B系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
，
由能量守恒定律可知，炸药释放飞化学能：
联立代入数据解得：；
恰好通过D点，在D点重力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，
爆炸后从O点到D点过程，对B，由动能定理得：
，
代入数据解得：。
17.【答案】解：设弹簧的最大弹性势能为
根据能量守恒得   
得                                         
设物块P与滑块Q碰后最终与小车保持相对静止，其共同速度为v，
由动量守恒      
                  
设物块P与滑块Q碰后速度分别为和，P与Q在小车上滑行距离分别为和
P与Q碰撞前后动量守恒  
由动能定理 
由式联立得                                           
                                        
方程的另一组解：当 时，，不合题意舍去。

18.【答案】解：、C之间的摩擦力为，B、C之间不会发生相对滑动，若A恰好不与B发生碰撞，当A在C上滑动L距离时，A、B、C三者的速度应相等，设为v，对A、B、C组成的系统由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

两式联立可得

为使A、B能发生碰撞，A的初速度应大于

的初速度大小，

A能与B发生碰撞，A与B碰撞满足动量守恒定律和机械能守恒定律，

解得：，A、B速度交换

A、B碰撞后A与C相对静止，B相对C继续滑动，

假设在C碰到挡板之前A、B、C共速，则有解得

达到共同速度之前C的加速度

达到共同速度之前C的位移，

所以假设成立，C加速运动的时间

整体匀速运动的时间

C运动到挡板位置经过的总时间

开始滑动到A、B、C达到共速的过程，由能量守恒定律得：

C与挡板碰撞后，速度反向，A、B均相对C向右滑动，系统满足动量守恒，最终A、B、C均静止，对此过程应用能量守恒定律得：；

C的最小长度。