2020-2021学年湖北省孝感市应城一中高二下学期4月月考 物理

这是一份2020-2021学年湖北省孝感市应城一中高二下学期4月月考 物理，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
 2020-2021学年湖北省孝感市应城一中高二下学期4月月考 物理  内容：动量和能量+原子物理+电磁学一、单选题（共8小题，每题4分，共32分）1．下列关于近代物理内容的叙述，正确的是（　　）A．康普顿效应揭示了光具有粒子性    B．原子核发生一次β衰变，该原子就失去一个核外电子C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为光的光强太弱2．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的函数关系式为，振动图像如图所示，下列说法不正确的是（　　）A．弹簧在第末与第末的长度相同     B．简谐运动的圆频率C．第末振子的位移大小为        D．从第末到第末，振子的速度方向发生变化3．用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，生成两个动能均为8.919MeV的粒子（），其核反应方程式为：。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，粒子的质量为4.00260u，1u相当于931MeV。若核反应释放的能量全部转化为粒子的动能，则入射质子的动能约为（　　）A．0.5MeV B．8.4MeV C．8.9MeV D．17.3MeV4．如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为（　　）A． B． C． D．5．如图甲所示为氢原子部分能级图，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，则下列说法正确的是（　　）A．从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光，也一定能使阴极K发生光电效应B．用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射阴极K，阴极K的逸出功会变大C．在光的频率不变的情况下，饱和电流不随入射光强度的变化而变化D．用从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射n=4能级的氢原子，可以使其电离6．如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后（     ）A．摆动的周期为                  B．摆动的周期为C．摆球最高点与最低点的高度差为0.3h    D．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h7．如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（　　）A．偏转原因是圆盘周围存在电场        B．偏转原因是圆盘周围产生了磁场C．仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变D．仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变8．如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（　　）A．波源S的起振方向为y正方向            B．机械波的波速在不断变化C．当机械波刚好传到x=11d位置处时，P点和Q点经过的路程相等D．任一时刻，质点P和质点Q的速度方向相同二、多选题（共3小题，每题4分，共12分，全部选对4分，选对但不全得2分）9．如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图，一个质量为M，电荷量绝对值为q的带电粒子从坐标x2处以初速度v0沿x轴负方向出发，带电粒子仅在静电力作用下恰好在[x1，x3]区间内往返运动，则下列说法正确的是（　　）A．粒子一定带负电       B．粒子从x1运动到x3的过程中，加速度先增大后减小C．粒子从x1运动到x3的过程中，电场力先做负功后做正功      D．x2位置的电势10．如图所示，质量均为2kg的三个物块静止在光滑水平面上，其中物块B的右侧固定一轻弹簧，物块A与弹簧接触但不拴接。某时刻物块A突然以v0=3m/s的速度向左运动，已知当A、B速度相等时，B与C恰好发生完全非弹性碰撞，碰撞过程时间极短，然后继续运动。若B、C碰撞过程中损失的机械能为∆E，B、C碰撞后运动的过程中弹簧的最大弹性势能为Ep，则（　　） A．E=4.875J B．∆E=1.125J C．Ep=6J D．Ep=4.875J 11．如图甲所示，水平平行的粗糙金属导轨固定在水平地面上，导轨足够长，电阻不计，处于垂直水平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，导轨间距L=1m，左侧接有定值电阻R=3Ω。一质量m=2kg的金属棒放在导轨上、接入电路部分的阻值r=1Ω，在拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v-x图像如图乙所示。若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，则金属棒从静止开始向右运动位移x1=1m的过程中，下列说法正确的是（　　）A．D点的电势比C点高         B．拉力F做的功为16JC．通过电阻的电荷量为0.25C    D．定值电阻产生的焦耳热为0.75J三、实验题（8分+8分=16分）12．小明做“验证动量守恒定律”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动。（每空2分，共8分）(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则_______mm。又测得了小球A质量，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成实验，还需要测量的物理量有：______________________。(2)该实验中动量守恒的字母表达式为_________；(3)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期_________选填“小于”、“等于”或“大于”粘合前单摆的周期摆角小于。13．某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。（每空2分，共8分）A．待测电源；     B．电阻箱R（最大电阻值为）；   C．灵敏电流表G（内阻不计）；D．定值电阻（电阻值为）；       E．开关、导线若干。(1)该同学设计的实验电路图如图甲所示，请你帮助该同学在图乙中完成实物图的连线________。(2)该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值R、灵敏电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻之间的关系为______。(3)多次改变电阻箱的阻值R，读出对应灵敏电流表的示数I，作出图像如图丙所示，则电源的电动势_________V、内阻______。（结果均保留三位有效数字） 四、解答题(10分+13分+17分=40分)14．图甲为一沿x轴传播的简谐横波在t=6s时刻的图像。质点M的振动图像如图乙所示，t=0时，质点N已经开始振动，0~28s时间内质点N运动的路程L=84cm。求：(1)横波的波速大小v；(2)横波的传播方向以及质点M的振动方程。    15．在光滑水平面上放置两木板A和C，C的右端有一竖直挡板，水平放置的轻弹簧右端固定在挡板上，可看成质点的铁块B放置在A板的最右端，已知mA=1kg，mB=3kg，mC=3kg。现令A和B一同以v=8m/s的速度向右运动，A与C发生弹性碰撞，且在A与C碰撞的瞬间，B滑上C板，B与C向右运动过程中，B压缩弹簧至最短时，B的位置距离C板左端l=1m，B被弹簧弹开后恰好没有离开C板。g=10m/s2（1）A与C碰撞后C的速度大小 ？（2）B与C间的动摩擦因数μ=  ？（3）弹簧被压缩时弹性势能的最大值EP=  ？  16．如图所示，在平面直角坐标系xOy内有一直角三角形，其顶点坐标分别为（0，0），（0，d），（d，0），三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿着y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的某点M由静止释放，粒子第一次进入磁场后恰好不能从直角三角形的斜边射出，不计粒子重力。（1）求M点到O点的距离；（2）改变粒子在y轴上的释放点，使粒子由N点静止释放后能沿垂直于直角三角形斜边的方向射出磁场，求N点到O点的距离；（3）在（2）过程中，求粒子从N点由静止释放到射出磁场的运动时间。                                  参考答案1．A【详解】A．光电效应、康普顿效应揭示了光既有能量，又有动量，说明光具有粒子性，A正确；B．原子核的β衰变过程是中子转变为质子而释放出电子的过程，核外电子没有参与该反应中，B错误；C．比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与结合能的大小无关，C错误；D．能否发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，D错误。故选A。2．D【详解】A．由题图知，振子在第末与第末的位移相同，即振子经过同一位置，故弹簧的长度相同，故A正确，不符合题意；B．由题图知，振子振动的周期，则圆频率故B正确，不符合题意；C．位移x随时间t变化的函数关系式为，第末振子的位移大小为故C正确，不符合题意；D．图像的切线斜率表示速度，可知，从第末到第末，振子的速度方向并没有发生变化，一直沿负方向，故D错误，符合题意。故选D。3．A【详解】该反应放出能量入射质子的动能故选A。4．C【详解】画出粒子在磁场中运动的轨迹示意图，根据几何关系，射出磁场时的速度反向延长线通过a点磁场的边长为L，设粒子的轨道半径为r，由几何关系得由洛伦兹力提供向心力得：，联立解得故选C。5．D【详解】A．由玻尔理论知n=3和n=1能级的能级差大于n=2和n=1能级的能级差，用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，若用从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射阴极K，不能使阴极K发生光电效应，A错误；B．逸出功由金属本身决定，与入射光频率大小无关，B错误；C．在入射光的频率不变的情况下，入射光越强，则单位时间逸出的光电子数越多，饱和电流越大，C错误；D．当处于n=4能级的氢原子吸收的能量大于或等于0.85eV时，将会被电离，n=3能级与n=2能级间的能量差大于0.85eV，D正确。故选D。6．D【解析】试题分析：单摆的周期与摆球的质量无关，只决定于摆长和当地的重力加速度．所以AB错误．在a球向下摆的过程中，只有重力做功，机械能守恒．有：Mgh=Mv12a、b两球碰撞过程时间极短，两球组成的系统动量守恒．所以有 Mv1-m•2v1=（M+m）v2碰撞后摆动过程中，机械能守恒，所以有：整理得：v2＝0．5v1，所以h'=0．25h．故C错误，D正确．故选D．考点：动量守恒定律；能量守恒定律【名师点睛】分析清楚物体运动的过程，分过程利用机械能守恒和动量守恒即可求得结果；单摆的周期是由单摆的摆长和当地的重力加速度的大小共同决定的，与摆球的质量和运动的速度无关． 7．B【详解】AB．小磁针发生偏转是因为带负电荷的橡胶圆盘高速旋转形成电流，而电流周围有磁场，磁场会对放入其中的小磁针有力的作用，故A错误，B正确；C．仅改变圆盘的转动方向，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故C错误；D．仅改变圆盘所带电荷的电性，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故D错误。故选B。8．C【详解】A．因恰好传到x=7d位置处的质点起振方向沿y轴负方向，则波源S的起振方向为y负方向，选项A错误；B．同一介质中波速一定，选项B错误；C．当机械波向右传过11d后，P点路程是s1=4A1+8A2Q点路程s1=6A1+4A2因振幅比为2：1，P点和Q点的路程相等，选项C正确；D．由于该波振动频率是变化的，质点P和质点Q的速度方向不一定相同，选项D错误。故选C。9．AD【详解】A．带电粒子仅在静电力作用下恰好在[x1，x3]区间内往返运动，可知粒子从x1到x3处速度先增大后减小，动能先增大后减小，根据能量关系可知电势能先减小后增大，由图象可以看出从x1到x3处电势先增大后减小，所以粒子带负电，选项A正确；B．图像斜率表示场强大小，x1~x3，场强E先减小后增大，根据牛顿第二定律知加速度先减小后增大，选项B错误；C．带电粒子仅在静电力作用下恰好在[x1，x3]区间内往返运动，可知粒子从x1到x3处速度先增大后减小，所以带电粒子从x1到x3的过程中，电场力先做正功后做负功，C错误；D．根据动能与电势能之和守恒有可得x2位置的电势选项D正确。故选AD。10．BD【详解】对A、B整体由动量守恒有对B、C整体由动量守恒有解得对A、B、C整体由动量守恒有B、C碰撞过程中损失的机械能为B、C碰撞后运动的过程中弹簧的最大弹性势能为故选BD。11．AD【详解】A．根据右手定则可知，D点的电势比C点高，选项A正确；BD．由速度位移图像得金属棒所受的安培力代入得则知与x是线性关系，当时，，当时，，从起点发生位移的过程中，克服安培力做功根据动能定理得解得根据功能关系知，整个电路产生的焦耳热等于克服安培力做功，所以整个电路产生的焦耳热定值电阻R中产生的焦耳热B错误，D正确。C．根据C错误。故选AD。 12．14.40    小球B的质量m2，碰后小球A摆动的最大角β        大于    【详解】（1）[1][2]该游标卡尺为20分度，故其读数为
 该实验中还需要测量A小球碰后的速度和B小球的质量，故还需测量的物理量有A小球碰撞后的最大摆角β和小球B的质量m2；（2）[3]由动能定理可得，A小球碰前和碰后的速度分别为由平抛规律可得，B球碰后的速度为故需要验证的表达式为（3）[4]两球碰撞后粘在一起，重心发生变化，摆长变长，如图所示13  由单摆的周期1．        3.00    1.33    【详解】(1)[1]由原理图连接实物图如图
 (2)[2]由闭合电路欧姆定律可得(3)[3][4]由变形得由图线可得、解得、公式可知，单摆的周期变大。 14．(1)0.5m/s；(2)沿x轴负方向，【详解】(1)振幅A=6cm由周期个数为则解得周期T=8s由图甲得波长λ=4 m由得v=0.5m/s(2)由周期结合图甲、乙知t=6s时质点M的振动方向为沿y轴负方向。根据“波动方向与振动方向间的关系”知，横波的传播方向为沿x轴负方向设质点M的振动方程为当t=0时y=-6cm得因此质点M的振动方程为15．（1）4m/s；（2）0.2；（3）6J【详解】（1）以A、B初速度方向为正方向，设A、C碰撞后A的速度为，C的速度为则由动量定理有因为A、C发生弹性碰撞，所以满足联立解得：即A、C碰撞后C的速度大小为4m/s（2）B、C最后达到共同速度设为则由动量守恒有解得因为弹簧压缩至最短时B离C板左端l=1m，所以当B回到C板左端时，B、C相对路程为s=2m，则由能量守恒有解得由动量守恒定律可知，当弹簧压缩至最短时，B和C具有共同的速度，且速度为（3）由能量守恒有解得16．（1）；（2）（n=0，1，2…）；（3）（n=0，1，2，…）【详解】（1）设粒子在磁场中运动的轨迹半径为R0，由几何关系可知解得由牛顿第二定律得设M点到O点的距离为y0，由动能定理得解得（2）要使粒子由N点静止释放后能沿垂直于斜边的方向射出磁场，则粒子在磁场中运动轨迹的半径R满足：由牛顿第二定律得设N点到O点的距离为y，由动能定理有解得（n=0，1，2…）（3）设粒子在电场中的加速度为a，则qE=ma设粒子在电场中每单程的运动时间为t0，则粒子在电场中总的运动时间t1=(2n+1）t0（n=0，1，2，…）解得粒子在磁场中做圆周运动的周期
 粒子在磁场中总的运动时间（n=0，1，2，……）解得（n=0，1，2，…）粒子从N点由静止释放到射出磁场运动的总时间（n=0，1，2，……）