2022昌吉州行知学校高二下学期期中考试物理试题含解析

昌吉州行知学校

2021—2022学年第二学期高二年级期中考试

物理试卷

一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分）

1. 1910年美国科学家密立根通过油滴实验(   )

A. 发现了中子 B. 发现了电子

C. 测出了中子的质量 D. 测出了电子的电荷量

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：解答本题的关键是了解密立根油滴实验的有关知识，知道密立根根据该实验测出了电子的电荷量．

解：密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷，故ABC错误，D正确．

故选D．

【点评】本题考查了物理学史部分，比较简单，对于这部分知识，平时学习不可忽略，要不断积累和加强记忆．

2. 如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则（　　）

A. 电源右端应为正极 B. 流过电流表G的电流大小取决于照射光的频率

C. 流过电流表G的电流方向是a流向b D. 普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=hν

【答案】C

【解析】

【详解】AC．发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是a流向b，所以电源左端可能为正极．故A错误，C正确；

B．流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度，与光的频率无关；能否产生光电效应，是看入射光的频率．故B错误；

D．爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E=hν，故D错误；

故选C。

【点睛】当发生光电效应时，若要使电路中有电流，则需要加一个正向的电压，或反向的电压比较小，使电阻能够达到负极。通过电子的流向判断出电流的方向。流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度。

3. 如图所示，是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图像，根据图像可知（　　）

A. 此交变电动势的瞬时表达式为

B. 此交变电动势的瞬时表达式为

C. 时，穿过线圈的磁通量为零

D. 时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由图像知，周期

则

则电动势瞬时表达式为

故A错误，B正确；

C．t=0.01s时，感应电动势为零，知处于中性面位置，磁通量最大。故C错误；

D．在t=0.02s时，感应电动势为零，知磁通量的变化率为零。故D错误。

故选B。

4. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】黑体辐射的特点是：一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

故选A。

5. 现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是(　　)

A. 弹性碰撞 B. 非弹性碰撞

C. 完全非弹性碰撞 D. 条件不足，无法确定

【答案】A

【解析】

【详解】由动量守恒3m·v－mv＝0＋mv′，所以v′＝2v

碰前总动能：Ek＝×3m·v2＋mv2＝2mv2

碰后总动能Ek′＝mv′2＝2mv2，Ek＝Ek′，所以A正确．

6. 一个质量为m的小球以速率v垂直射向墙壁，被墙以相等速率反向弹回．若球与墙的作用时间为t，则小球受到墙的平均作用力大小为（　　）

A.  B.  C.  D. 0

【答案】B

【解析】

【详解】选取小球原运动的方向为正方向，根据动量定理得，Ft=-mv-mv；解得F=-．则小球受到墙的平均作用力大小为．故B正确，ACD错误．故选B．

点睛：解决本题的关键掌握动量定理，即合力的冲量等于动量的变化量，求解时注意速度的方向．

7. 一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】以原子核为一系统，放射过程中由动量守恒定律有

得到

故选B。

8. 如图所示,光滑水平面上有质量均为m的物块A和B,B上固定一轻弹簧.B静止,A以速度v0水平向右运动,通过弹簧与B发生作用．作用过程中,弹簧获得的最大弹性势能EP为

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】当两个滑块速度相等时弹簧压缩量最大,弹性势能最大，滑块A、B系统动量守恒,根据守恒定律，有

解得

系统减小的动能等于增加的弹性势能,故弹簧获得的最大弹性势能，则

代入数据

A．不符合题意，错误；

B．不符合题意，错误；

C．正确；

D．不符合题意，错误．

9. 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（   ）

A. 有的光是波，有的光是粒子

B. 光子与电子是同样的一种粒子

C. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著

D. 大量光子的行为往往显示出粒子性

【答案】C

【解析】

【分析】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著．

【详解】A．光具有波粒二象性，A错误；

B．电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质粒子，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是c，所以光子与电子不同，B错误；

C．光波的频率越高，波长越短，粒子性越显著，反之，波动性越显著，C正确；

D．大量光子运动的规律表现出光的波动性，D错误．

10. 根据玻尔理论，氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道

A. 原子的能量减少，电子的动能增加

B. 原子能量增加，电子的动能减少

C. 原子要放出一系列频率不同的光子

D. 原子要吸收某一频率的光子

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：根据玻尔理论，氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道时，是氢原子由高能级状态向低能级状态跃迁，同时要向外辐射一定频率的光子，所以原子的能量减少，由于引力做正功，所以电子的动能增大，所以A选项正确B选项错误；由可知原子要放出一种频率的光子，所以C、D选项错误．

考点：波尔理论 原子跃迁

二、多选题（共5小题，每小题4分，共20分）

11. 下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（　　）

A. 在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中

B. 剪断细线，弹簧恢复原长的过程

C. 两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中运动的过程中

D. 木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中

【答案】AC

【解析】

【详解】A、在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，系统所受外力之和为零，系统动量守恒．故A正确；

B、剪断细线，弹簧恢复原长的过程，墙壁对滑块有作用力，系统所受外力之和不为零，系统动量不守恒．故B错误；

C、木球与铁球的系统所受合力为零，系统动量守恒；故C正确；

D、木块下滑过程中，斜面始终受挡板作用力，系统动量不守恒．故D错误．

故选：AC．

12. 两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s（设为正），B的速度v2＝－3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是（　　）

A. 均为1m/s

B. ＋4m/s和－5m/s

C. ＋2m/s和－1m/s

D. －1m/s和＋5m/s

【答案】AD

【解析】

【详解】以A的初速度方向为正方向，碰前系统总动量为

p=m1v1+m2v2=4×3+2×（-3）=6kg•m/s

碰前总动能为

A．如果碰撞后两球速度

v1′=v2′=+1m/s

碰撞后系统动量为

p′=m1v1′+m2v2′=（4×1+2×1）kg•m/s=6kg•m/s

系统动量守恒；碰撞后系统总动能为

动能减少，是可能的，故A正确；

B．如果

v1′=+4m/s

v2′=-5m/s

碰撞后两球相向运动，能发生第二次碰撞，不可能，故B错误；

C．如果

v1′=2m/s

v2′=-1m/s

根据碰撞的特点可知，相向运动的两个物体在碰撞后至少有一个物体运动的方向要发生变化或静止，碰后两球速度方向都不发生改变是不可能的，故C错误；

D．如果

v1′=-1m/s

v2′=5m/s

碰后总动量为

p′=m1v1′+m2v2′=（4×-1+2×5）kg•m/s=6kg•m/s

系统动量守恒；碰撞后系统总动能

动能不变，是可能的，故D正确。

故选AD。

13. 有一交变电流如图所示，则由此图象可知

A. 它的周期是0.8 s B. 它的峰值是4 A

C. 它的有效值是2 A D. 它的频率是0.8 Hz

【答案】AB

【解析】

【详解】A、由此图象可知它的周期是0.8 s，故A正确；

B、它的峰值是4 A，故B正确；

C、它不是正弦式电流，因此峰值不是有效值的倍关系，故C错误；

D、它的周期是0.8 s，频率为，故D错误；

故选AB．

【点睛】关键能够区分交流电的瞬时值、最大值和有效值，明确求有效值的方法是利用电流的热效应．

14. 卢瑟福在研究α粒子轰击金箔的实验中，根据现象提出原子的核式结构。以下说法正确的是（　　）

A. 绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子带正电的部分是均匀分布的

B. 极少数α粒子发生大角度偏转，说明这些α粒子受到了较大的库仑斥力作用

C. α粒子轰击金箔的实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D. α粒子轰击金箔的实验现象说明带负电的电子在核外空间里绕着核旋转

【答案】BC

【解析】

【详解】A. 绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子内部几乎是空的， A错误；

B. 极少数α粒子发生大角度的偏转，说明这些α粒子距离原子核较近，受到了较大的库仑斥力作用，B正确；

C. α粒子轰击金箔的实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，C正确；

D.带负电的电子的质量远小于α粒子的质量，电子几乎不会对α粒子的运动产生影响，α粒子轰击金箔的实验现象无法说明带负电的电子在核外空间里的运动状态，D错误。

故选BC。

15. 氢原子部分能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝3能级状态，下列说法正确的是（　　）

A. 氢原子向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子

B. 用0.70 eV的光子照射氢原子可使其跃迁

C. 用0.70 eV动能的电子碰撞可使氢原子跃迁

D. 氢原子向低能级跃迁时电子动能增大，总能量减小

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A. 由

可得氢原子向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子，故A正确；

B. 光子能量等于两能级的能量差时才能被氢原子吸收，0.70 eV的光子不能被吸收，故B错误；

C. 电子碰撞只能把其中一部分能量传递给氢原子，因而电子的动能只要比氢原子的两能级的能量差大就可使氢原子跃迁，故C正确；

D. 氢原子向低能级跃迁时电子速度增大，动能增大，但向外释放能量，总能量减小，故D正确。

故选ACD。

三、填空题（共2小题，每空2分，共12分）

16. 用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。在这两个过程中，对下列四个物理量来说，一定相同的是___________，可能相同的是___________，一定不相同的是___________。

A.光子的能量    B.金属的逸出功    C.光电子的初动能    D.光电子的最大初动能

【答案】    ①. A    ②. C    ③. BD##DB

【解析】

【详解】[1]光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同。选A。

[2]由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的初动能分布在零到最大初动能之间。所以，在两个不同光电效应的光电子中，初动能是可能相等的。选C。

[3]逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同。由，照射光光子能量hv相同，逸出功不同，则光电子的最大初动能不同。故选BD。

17. 各种原子的光谱都是________，说明原子只发出几种特定频率的光；不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是________的，因此这些亮线称为原子的________

【答案】    ①. 线状谱    ②. 不一样    ③. 特征谱线

【解析】

【详解】[1]原子的光谱都是线状谱；

[2][3]不同原子的发光频率是不一样，亮线称为特征谱线。

四、实验题（共2小题，每空2分，共12分）

18. 某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在QR上时恰能保持静止，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。

图甲中O是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP。米尺的零点与O点对齐。

（1）入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA_______mB（选填“>”“<”或“=”）。

（2）碰撞后B球的水平射程约为________cm。

（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的是___________（填选项前的字母）。

A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离

C．测量A球或B球的直径

D．测量A球和B球的质量

E．测量G点相对于水平槽面的高度

（4）若系统动量守恒，则应有关系式：___________。

【答案】    ①. >    ②. 64.7（64.2～65.2均可）    ③. ABD    ④.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]要使两球碰后都向右运动，A球质量应大于B球质量，即mA>mB。

(2)[2]将10个点圈在圆内的最小圆的圆心为平均落点，可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7 cm。

(3)[3]从同一高度做平抛运动，飞行的时间t相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移x=vt，所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛初速度。故需测出未放B球时A球飞行的水平距离OP和碰后A、B球飞行的水平距离OM和ON，及A、B两球的质量，故ABD正确，CE错误。

故选ABD。

(4)[4]若动量守恒，需验证的关系式为

将

，，

代入上式得

19. 用如图所示装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1＝________g·m/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝________g·m/s.

【答案】    ① 22.5    ②. 0

【解析】

【详解】左侧滑块速度为：

则左侧滑块的m1v1＝100 g×0.225 m/s＝22.5 g·m/s

右侧滑块的速度为：

则右侧滑块的m2v2＝150  g×(－0.15  m/s)＝－22.5 g·m/s

因m1v1与m2v2等大、反向，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝0

五、计算题（共4小题，第20、21、23每小题7分，第22题5分共26分）

20. 在光滑的水平面上，甲、乙两物质的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6m/s由西向东运动，乙物体以速度2m/s由东向西运动，碰撞后两物体都沿各自原运动方向的反方向运动，速度大小都是4m/s求：

①甲、乙两物体质量之比；

②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？

【答案】①；②弹性碰撞

【解析】

【详解】①设向东方向为正，则由动量守恒定律得

代入数据解得

②设，，碰撞前系统总能量

碰撞后系统总能量

因为

所以这是弹性碰撞。

21. 如图所示，三个小木块A、B、C静止在足够长的光滑水平轨道上，质量分别为mA＝0.1 kg，mB＝0.1 kg，mC＝0.3 kg，其中B与C用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；A和B之间有少许塑胶炸药(质量不计)，现引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有E＝0.4 J转化为A和B沿轨道方向的动能．

(1)求爆炸后瞬间A、B的速度大小；

(2)求弹簧弹性势能的最大值．

【答案】(1)大小均为2 m/s(2)0.15 J

【解析】

【详解】(1)塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象，假设爆炸后瞬间A、B的速度大小分别为vA、vB，取向右为正方向，由动量守恒

－mAvA＋mBvB＝0

爆炸产生的能量有0.4 J转化为A、B的动能

E＝mAvA2＋mBvB2

解得

vA＝vB＝2 m/s

(2)取B、C和弹簧为研究系统，当弹簧第一次被压缩到最短时，B、C达到共同速度vBC，此时弹簧的弹性势能最大，设为Ep1

由动量守恒

mBvB＝(mB＋mC)vBC

由能量守恒定律

mBvB2＝(mB＋mC)vBC2＋Ep1

解得

Ep1＝0.15 J

22. 如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时，

（1）有可能放出几种能量的光子？

（2）在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？波长是多少？（h=6.63×10-34J·s）

【答案】（1）6；（2）第四能级向第三能级，1.88×10-6m

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据

知

能放出6种能量的光子；

（2）氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，释放的能量最少，波长最长，即

代入数据解得

23. 如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N＝100，线圈电阻r＝3 Ω，ab＝cd＝0.5 m，bc＝ad＝0.4 m，磁感应强度B＝0.5 T，电阻R＝311 Ω，当线圈以n＝300 r/min的转速匀速转动时．求：

(1)感应电动势的最大值；

(2)t＝0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；

(3)此电压表的示数是多少？

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）线圈转速

则角速度

感应电动势的峰值

（2）从线圈位于与中性面垂直位置开始计时，电动势瞬时值

则电动势瞬时值表达式为

（3）电动势有效值

根据闭合电路欧姆定律，电压表示数