1、2015-2016学年河北省唐山市开滦二中高二（下）期中物理试卷一、单选题1一物体以5m/s的速度垂直于墙壁，碰撞后，又以3m/s的速度反弹回来若物体与墙壁作用时间为0.2s，取碰撞前初速度的方向为正方向，那么物体与墙壁碰撞的过程中，物体的加速度为（）A40m/s2B40m/s2C10m/s2D10m/s22A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速度是原来的一半，碰后两球的速度比vA：vB为（）A2：3B1：3C2：1D1：23一个弹性小球，在光滑水平面上以5m/s的速度向左垂直撞到墙上，碰撞后小球以大小为3m
2、/s速度向右运动则碰撞前后小球速度变化量v的大小和方向分别为（）A2m/s，向左B2m/s，向右C8m/s，向左D8m/s，向右4关于光电效应，下列说法正确的是（）A光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B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C对同种金属只要入射光强度足够大，就会发生光电效应D光电效应的发生几乎不需要时间积累，只要入射光的波长小于金属的极限波长即可5氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是（）A电子绕核旋转的半径增大B氢原子的能量增大C氢原子的电势能增大D氢原子核外电子的速率增大6氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么氢原子从
3、第5能级跃迁到第2能级应发出（）A绿光B红光C黄光D紫光7在下列核反应方程式中，X代表质子的方程有（）Al+HeP+XN+HeO+XHn+XH+XH+nABCD8氘核（）和氚核（H）的核反应方程如下：He+n，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为（）A（m1+m2m3）c2B（m1+m2m4）c2C（m1+m2m3m4）c2D（m3+m4m1m2）c29关于核反应的类型，下列表述正确的有（）A N+HeO+H是衰变B UTh+He是衰变C H+HHe+n是衰变D SeKr+2e是裂变10放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强
4、到弱的排列顺序是（）A射线，射线，射线B射线，射线，射线C射线，射线，射线D射线，射线，射线二、双选题11下列说法中正确的是（）A物体所受合外力越大，其动量变化一定越大B物体所受合外力越大，其动量变化一定越快C物体所受合外力的冲量越大，其动量变化一定越大D物体所受合外力的冲量越大，其动量一定变化得越快12如图所示，在光滑的水平面上放着甲、乙两个物块，甲的质量是乙的2倍，开始物体乙静止，在乙上系有一个轻质弹簧物块甲以速度向乙运动在运动过程中（）A甲动量的变化量大小等于乙动量的变化量大小B弹簧压缩量最大时，甲的速度为零C当乙的速度最大时，甲的速度向右D当乙的速度最大时，甲的速度为零13下列说法中正
5、确的是 （）A光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光C放射性元素发生一次衰变，原子序数增加1D汤姆生通过粒子散射实验建立了原子的核式结构模型14下列说法不正确的是（）A物体吸收一定频率的电磁波，可能辐射不同频率的电磁波B放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关C结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D铀裂变反应中，如果铀块体积不够大，链式反应不能继续三、填空题（每空2分）15在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车，保持静止状态，A车上站着一个质量为的人，当人从A车跳到B车上，并与B车保持相对静止
6、，则A车与B车速度大小之比等于，A车与B车动量大小之比等于16如图所示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，当弹簧的弹性势能最大时，P的速度大小是，此时弹簧的最大弹性势能为17氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则=18一群氢原子处于量子数n=4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：氢原子可能发射种频率的光子.氢原子由量子数n=4的能级跃迁到 n=2的能级时辐射光子的能量是电子伏19
7、图示是某金属发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率 的关系图象，可知该金属的逸出功为若入射光的频率为20，则产生的光电子最大初动能为已知普朗克常量为h20氢原子的能级如图所示，氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV，用一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV四、计算题21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，求两球a、b的质量之比；两
8、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22如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，（1）整个系统损失的机械能；（2）A与挡板分离时，A的速度（计算结果可用根号表示）2015-2016学年河北省唐山市开滦二中高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单选题1一物体以5m/s的速度垂直于墙壁，碰撞后，又以3m/s的速度反弹回来若物体与墙壁作用时间为0.2s，取碰
9、撞前初速度的方向为正方向，那么物体与墙壁碰撞的过程中，物体的加速度为（）A40m/s2B40m/s2C10m/s2D10m/s2【考点】加速度【分析】根据物体的初末速度和时间，结合加速度的定义式求出物体的加速度，注意末速度的方向与初速度方向相反【解答】解：根据加速度的定义式知，物体的加速度a=故选：B2A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速度是原来的一半，碰后两球的速度比vA：vB为（）A2：3B1：3C2：1D1：2【考点】动量守恒定律【分析】碰撞过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律和已知条件，列式求出碰后B
10、的速率，即可求得速率之比【解答】解：设碰撞前A的速率为vA由题，碰后A的速率为vA=以A初速度方向为正，根据动量守恒定律得：2mvA=m+2mvB解得：vB=由：得：vA：vB=2：3故选：A3一个弹性小球，在光滑水平面上以5m/s的速度向左垂直撞到墙上，碰撞后小球以大小为3m/s速度向右运动则碰撞前后小球速度变化量v的大小和方向分别为（）A2m/s，向左B2m/s，向右C8m/s，向左D8m/s，向右【考点】速度【分析】首先明确速度的正方向，然后根据速度变化量与速度的关系即可判断【解答】解：规定向左做为正方向，则v0=5m/s，v=3m/s故速度变化量为v=vv0=35m/s=8m/s，负号
11、说明与规定方向相反，故速度变化量方向向右故选：D4关于光电效应，下列说法正确的是（）A光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B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C对同种金属只要入射光强度足够大，就会发生光电效应D光电效应的发生几乎不需要时间积累，只要入射光的波长小于金属的极限波长即可【考点】光电效应【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，或入射光的波长小于金属的极限波长光的强度影响单位时间内发出的光电子数目，即光电流的大小，同时光电效应的发生几乎不需要时间积累【解答】解：A、根据Ekm=hW知，光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，不成正
12、比故A错误B、不可见光的频率不一定比可见光的频率大，根据光电效应方程知，产生的光电子的最大初动能不一定大故B错误C、光电效应发生条件与光的强度无关，只与入射光的频率有关故C错误D、对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应，且光电效应的发生几乎不需要时间积累，故D正确故选：D5氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是（）A电子绕核旋转的半径增大B氢原子的能量增大C氢原子的电势能增大D氢原子核外电子的速率增大【考点】氢原子的能级公式和跃迁【分析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，轨道半径减小，根据库仑引力提供向心力，得出电子速度
13、的变化，从而得出电子动能的变化，根据氢原子能量的变化得出电势能的变化【解答】解：氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小故D正确，A、B、C错误故选D6氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出（）A绿光B红光C黄光D紫光【考点】氢原子的能级公式和跃迁【分析】光子能量公式E=h，根据玻尔理论解和光子能量公式求出波长长短关系，从而即可求解【解答】解：根据玻尔理论，氢原子的核外电子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，再由EmEn=h，氢原子从
14、第5能级跃迁到第2能级，可知，其能量差大于从第4能级跃迁到第2能级的能量差，根据E=h，则有从第5能级跃迁到第2能级发出的波长小于蓝光，而频率高于蓝光，即为紫光，故D正确，ABC错误；故选：D7在下列核反应方程式中，X代表质子的方程有（）Al+HeP+XN+HeO+XHn+XH+XH+nABCD【考点】裂变反应和聚变反应【分析】根据核反应方程前后质量数守恒、电荷数守恒判断出生成物的成分，然后再找质子【解答】解：根据核反应方程前后质量数守恒、电荷数守恒知：X在中代表电子，中代表质子，中代表质子，中代表氚核，故C正确故选：C8氘核（）和氚核（H）的核反应方程如下：He+n，设氘核的质量为m1，氚核
15、的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为（）A（m1+m2m3）c2B（m1+m2m4）c2C（m1+m2m3m4）c2D（m3+m4m1m2）c2【考点】爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应【分析】求出核反应过程的质量亏损，然后由质能方程求出核反应释放的能量【解答】解：核反应过程中质量亏损：m=m1+m2m3m4，由爱因斯坦的质能方程可知，核反应释放的能量：E=mc2=（m1+m2m3m）c2；故选：C9关于核反应的类型，下列表述正确的有（）A N+HeO+H是衰变B UTh+He是衰变C H+HHe+n是衰变D SeKr+2e是裂变【考点】原子核衰变及半
16、衰期、衰变速度【分析】解答本题需要掌握：正确应用质量数和电荷数守恒正确书写核反应方程；明确裂变和聚变反应特点，知道、衰变现象，并能正确书写其衰变方程【解答】解：A、衰变放出电子故A错误B、衰变放出氦原子核故B正确C、轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应，故C错误；D、SeKr+2e是衰变故D错误故选：B10放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）A射线，射线，射线B射线，射线，射线C射线，射线，射线D射线，射线，射线【考点】X射线、射线、射线、射线及其特性【分析】本题考查三种射线的穿透能力的大小：连一张纸都不能穿过，射线能穿透几毫米的铝板，射线
17、甚至能穿透几厘米厚的铅板【解答】解：射线贯穿本领很弱，在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住射线贯穿本领较强，能穿过黑纸，甚至能穿过几毫米厚的铝板射线贯穿本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板故贯穿能力最强的是射线，射线次之，射线最弱，故选B二、双选题11下列说法中正确的是（）A物体所受合外力越大，其动量变化一定越大B物体所受合外力越大，其动量变化一定越快C物体所受合外力的冲量越大，其动量变化一定越大D物体所受合外力的冲量越大，其动量一定变化得越快【考点】动量定理【分析】动量定理是动力学的普遍定理之一内容为物体动量的增量等于它所受合外力的冲量即Ft=mv，或所有外力的冲量的矢量和【解答】解：A
18、、物体所受合外力大冲量不一定大，故其动量变化一定越大，故A错误；B、根据动量定理公式Ft=mv，有：F=，故物体所受合外力越大，其动量变化一定越快，故B正确；C、D、根据动量定理公式Ft=mv，物体所受合外力的冲量越大，其动量变化一定越大，故C正确，D错误；故选BC12如图所示，在光滑的水平面上放着甲、乙两个物块，甲的质量是乙的2倍，开始物体乙静止，在乙上系有一个轻质弹簧物块甲以速度向乙运动在运动过程中（）A甲动量的变化量大小等于乙动量的变化量大小B弹簧压缩量最大时，甲的速度为零C当乙的速度最大时，甲的速度向右D当乙的速度最大时，甲的速度为零【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】甲乙系统
19、合力为零，系统动量守恒当甲乙速度相同时，弹簧被压缩到最短，弹簧的势能最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律解答【解答】解：A、甲乙系统任意时刻合力为零，所以任意时刻，甲乙系统的总动量应守恒，所以甲动量的变化量大小等于乙动量的变化量大小，故A正确；B、当弹簧压缩到最短长度时，甲乙具有相同的速度，弹簧的势能最大，甲的速度不为零，故B错误；C、当弹簧第一次恢复原长时，设甲的速度为0，由动量守恒得：2mv=mv乙，v乙=2v初态机械能E1=2mv2=mv2，末态机械能E2=m（2v）2=m4v2=2mv2，E2E1，不可能，所以甲向右的速度当弹簧第一次恢复原长时还没有减到0，速度方向向右，故C正确，D错
20、误；故选：AC13下列说法中正确的是 （）A光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光C放射性元素发生一次衰变，原子序数增加1D汤姆生通过粒子散射实验建立了原子的核式结构模型【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构；氢原子的能级公式和跃迁【分析】光电效应是原子吸收光子向外释放电子的现象；一群处于n=3能级激发态的氢原子，根据，即可求解；发生一次衰变，中子放出电子，多一个质子，原子序数增加1；卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子的核式结构模型【解答】解：A、光电效应是原子中的电子吸收光子，从而摆脱原子核的束缚，向外释放光电子的现象，故A错
21、误；B、一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光，故B正确；C、放射性元素发生一次衰变，少一个中子，多一个质子，使原子序数增加1，故C正确；D、卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故D错误故选：BC14下列说法不正确的是（）A物体吸收一定频率的电磁波，可能辐射不同频率的电磁波B放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关C结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D铀裂变反应中，如果铀块体积不够大，链式反应不能继续【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；原子核的结合能【分析】根据跃迁可知，吸收频率与辐射频率不相同；半衰期与物体及化学状态无关；比
22、结合能越大，原子核越稳定；裂变反应中，必须满足临界条件，从而即可求解【解答】解：A、物体吸收一定频率的电磁波跃迁到高能级，向低能级跃迁时，可能辐射不同频率的电磁波，故A正确B、放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态无关，故B错误C、比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误D、裂变反应中，必须达到临界体积时，链式反应才能继续，故D正确本题选错误的，故选：BC三、填空题（每空2分）15在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车，保持静止状态，A车上站着一个质量为的人，当人从A车跳到B车上，并与B车保持相对静止，则A车与B车速度大小之比等于3：2，A车与B车动量大小之
23、比等于1：1【考点】动量守恒定律【分析】对人以及两车研究，该系统在整个过程中动量守恒根据动量守恒定律求出A车与B车速度大小之比以及A车和B车的动量大小之比【解答】解：对人、A、B两车组成的系统动量守恒有：0=mvA可知：A车与B车动量大小相等，则动量大小之比为1：1vA：vB=3：2故答案为：3：2，1：116如图所示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，当弹簧的弹性势能最大时，P的速度大小是v，此时弹簧的最大弹性势能为mv2【考点】动量守恒定律【分析】P、Q碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，当两者速
24、度相等时弹簧的压缩量最大，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出速度与弹性势能【解答】解：P、Q速度相等时弹簧的弹性势能最大，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：2mv=（2m+m）v，解得：v=v，由机械能守恒定律的： 2mv2=（2m+m）v2+EP，解得：EP=mv2；故答案为：；17氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则=【考点】氢原子的能级公式和跃迁【分析】根据能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差列出等式求解【解答】解：根据玻尔理论E=Em
25、En（mn）当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1得E4E2=h1，E2E1=E1 =h2，则=故答案为：18一群氢原子处于量子数n=4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：氢原子可能发射6种频率的光子.氢原子由量子数n=4的能级跃迁到 n=2的能级时辐射光子的能量是2.55电子伏【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发射不同频率光子的种数；根据EmEn=hv求出辐射光子的能量【解答】解：根据=6知，氢原子可能发射6种不同频率的光子根据E4E2=hv知，辐射的光子能量E=1.08（3.14）=2.55eV，故答案为：6，2.5519图示是某金属发
26、生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率 的关系图象，可知该金属的逸出功为h0若入射光的频率为20，则产生的光电子最大初动能为h0已知普朗克常量为h【考点】爱因斯坦光电效应方程【分析】根据光电效应方程Ekm=hvW0和eUC=EKm得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，从而进行判断【解答】解：当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0从图象上可知，逸出功W0=hv0根据光电效应方程，Ekm=hvW0=hv0若入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为h0，故答案为：h0，h020氢原子的能级如图所示，氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁所放出的光子
27、，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为12.09eV，用一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为0.66eV【考点】氢原子的能级公式和跃迁【分析】能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据光电效应的条件求出金属的逸出功，再根据光电效应方程得出光电子的最大初动能【解答】解：原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子的能量为13.601.51=12.09eV，当光子能量等于逸出功时，恰好发生光电效应，所以逸出功W0=12.09eV从能级n=4向n=1跃迁所放出的光子能量为13.60.85eV=12.75eV，根据光电效应方程得，最大初
28、动能Ekm=hvW0=12.7512.09=0.66eV故答案为：12.09，0.66四、计算题21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，求两球a、b的质量之比；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【考点】动量守恒定律；功能关系【分析】（1）b球下摆过程中，只有重力做功，由动能定理可以求出碰前b球的速度；碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律列方程，两球向左摆动过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理列方程，解方程组可以求出两球质量
29、之比（2）求出碰撞过程中机械能的损失，求出碰前b求的动能，然后求出能量之比【解答】解：（1）b球下摆过程中，由动能定理得：m2gL=m2v020，碰撞过程动量守恒，设向左为正方向，由动量守恒定律可得：m2v0=（m1+m2）v，两球向左摆动过程中，由机械能守恒定律得：（m1+m2）v2=（m1+m2）gL（1cos），解得： =（1）：1=（1）：1（2）两球碰撞过程中损失是机械能：Q=m2gL（m1+m2）gL（1cos），碰前b球的最大动能为：Eb=m1v02，=【1（1cos）】：1=（1）：1答：（i）两球a、b的质量之比为（1）：1（ii）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最
30、大动能之比为（1）：122如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，（1）整个系统损失的机械能；（2）A与挡板分离时，A的速度（计算结果可用根号表示）【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】（1）A、B接触的过程中AB系统的动量守恒，根据动量守恒定律求出当AB速度相同时的速度大小，B与C接触的瞬间，B、C组成的系统动量守恒，求出碰撞瞬间BC的速度，根据能量守恒求出整个系统
31、损失的机械能（2）对于整个过程，A、B、C和弹簧组成的系统遵守动量守恒和能量守恒，可列式求解A与挡板分离时A的速度【解答】解：（1）取向右为正方向对A、B相撞的过程中，对AB组成的系统，由动量守恒定律得：mv0=2mv1，解得AB相等的速度为：v1=0.5v0B与C接触的瞬间，B、C组成的系统动量守恒，有：m0.5v0=2mv2解得：v2=所以整个系统损失的机械能为：E=m（0.5v0） 22m（）2=（2）对于整个过程，A、B、C和弹簧组成的系统遵守动量守恒和能量守恒，则得： mv0=mvA+2mvBC；=E+联立解得：vA=0.28v0，方向与v0相反答：（1）整个系统损失的机械能为；（2）A与挡板分离时，A的速度为0.28v0，方向与v0相反2016年6月14日