1、宁夏石嘴山市第三中学2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）一、单项选择题（每小题3分，共30分）1. 下列说法错误的是（）A. 根据可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力B. 动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时用起来更方便C. 力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它是一个标量D. 易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力【答案】C【解析】【详解】A根据可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力，选项A正确，不符合题意；B由A的分析可知，动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时
2、用起来更方便，选项B正确，不符合题意；C力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，冲量有大小和方向，它是一个矢量，选项C错误，符合题意；D根据动量定理，易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了在动量变化一定的情况下，延长作用时间以减小作用力，选项D正确，不符合题意。故选C。2. 下列叙述中符合物理学史的有（）A. 汤姆生通过研究阴极射线实验发现了电子和质子的存在B. 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的C. 牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把得到的彩色光带叫做光谱D. 玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说【答案】C【解析】【详解】A
3、汤姆生通过研究阴极射线实验发现了电子的存在，没有发现质子，选项A错误；B卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，提出原子核式结构学说，选项B错误；C牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把得到的彩色光带叫做光谱，选项C正确；D玻尔提出的原子模型，没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，选项D错误。故选C。3. 下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）A. 天然放射现象中产生的射线速度与光速差不多，穿透能力强B. （铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234）C. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为D. 丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型【答案】B【解析】【详解】
4、A天然放射性现象中产生的射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱故A错误；B核放出一个粒子，电荷数少2，质量数少4，则电荷数为90，质量数234，变为，故B正确；C高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为故C错误；D英国科学家卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，故D错误。故选B。4. “两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风。下列核反应方程中，属于研究“两弹”的基本核反应方程的是（） A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】研究“两弹”的基本核反应方程的是核聚变方程和核裂变方程，是核裂变方程，是核聚变方程，是人工核反应方程，是衰变方
5、程，故C正确，ABD错误。故选C。5. 如下图所示，在光滑的水平面上放置有两木块A和B，A的质量较大，现同时施加大小相等的恒力F使它们相向运动，然后又同时撤去外力F，A和B迎面相碰后合在一起，则A和B合在一起后的运动情况是（）A. 停止运动B. 因A的质量较大而向右运动C. 因B的速度较大而向左运动D. 运动方向不确定【答案】A【解析】【详解】设作用力F作用的时间为t，则A的末动量pA=FtB的末动量pB=-Ft碰撞过程中满足动量守恒定律，所以（mA+mB）v=pA+pB=0所以碰撞后它们合在一起，则停止运动。故A正确。故选A。6. 关于云室探测射线，下列说法中正确的是（）A. 云室内充满过饱
6、和蒸气，射线经过时可显示射线运动的轨迹B. 云室中径迹直而清晰的是射线C. 云室中径迹细而长的是射线D. 云室中显示粒子径迹的原因是蒸气电离，即使放入磁场中也无法判断射线所带电荷的正负【答案】A【解析】【详解】A云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹。故A正确；B粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向；由于粒子的电离本领大，沿途产生的离子多，所以射线在云室中的径迹直而粗，故B错误；C由于射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹；径迹细而弯曲的是射线，故C错误；D把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向，
7、就可以判断射线所带电荷的正负，故D错误。故选A。7. 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为，氦离子能级的示意图如图所示。以下关于该基态的氦离子说法正确的是（）A. 该基态氦离子吸收某种光子发生跃迁，当能量为E43.4eV时，氦离子最稳定B. 能量为48.4eV的光子，能被该基态氦离子吸收而发生跃迁C. 一个该基态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后，向低能级跃迁能辐射6种频率的光子D. 该基态氦离子吸收一个光子后，核外电子的动能增大【答案】B【解析】【详解】A原子的能量最低状态时原子最为稳定，A错误；B吸收48.4eV的光子，则能量为-6eV，能跃迁到第3能级
8、，B正确；C一个该基态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后，能量为-3.4eV，从n=1跃迁到n=4，只释放一种频率的光子，C错误；D吸收一个光子后，由低能级向高能级跃迁，则轨道半径增大，根据得轨道半径增大，则v减小，则动能减小，故D错误。【点睛】当光子的能量和某两个能级之间的能量差相等时才能被吸收，即体现能量的量子化。8. 1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：nX，X原子序数和质量数分别为()A. 15和28B. 15和30C. 16和30D. 17和31【答案】B【解析】【详解】设X的质量数为M，电荷数为A，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知解得M=
9、30，A=15故其原子序数15，质量数为30，故B正确，ACD错误。故选B。9. 如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b，C正确10. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如下图
10、所示，那么氡核的衰变方程应为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，则粒子和反冲核带同种电荷。静止的氡原子核衰变，衰变后粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反。粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，则解得：粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径大圆与小圆的直径之比为42：1，所以粒子与反冲核的电荷量之比为1：42。综上，结合核反应质量数和电荷数守恒，则B项正确，ACD三项错误。故选B。二、多项选择题（每小题4分，共24分，全部选对得4分，对而不全得2分）11. 如图所示，小车放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走
11、，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是() A. A、B质量相等，但A比B的速率大B. A、B质量相等，但A比B的速率小C. A、B速率相等，但A比B的质量大D. A、B速率相等，但A比B的质量小【答案】AC【解析】A、B两人与车组成系统动量守恒，开始时系统动量为零；两人相向运动时，车向左运动，车的动量向左，由于系统总动量为零，由动量守恒定律可知，A、B两人的动量之和向右，A的动量大于B的动量；如果A、B的质量相等，则A的速度大于B的速度，故A正确，B错误；如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，故C正确，D错误；故选AC12. A、B两球沿一直线运动并发生正碰。如图所示为两球碰撞前后
12、的位移一时间图象。a、b分别为A、B两球碰撞前的位移时间图线，c为碰撞后两球共同运动的位移时间图线，若A球质量是，则由图可知（）A. A、B碰撞前的总动量为B. 碰撞时A对B所施冲量为C. 碰撞前后A的动量变化为D. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为【答案】BD【解析】【详解】由xt图象可知，碰撞前有：A球的速度B球的速度碰撞后A、B两球的速度相等，为对A、B组成的系统，由动量守恒定律有解得AA与B碰撞前的总动量为；选项A错误；B由动量定理可知，碰撞时A对B所施冲量为选项B正确；C碰撞前后A的动量变化选项C错误；D碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能代入数据解得选项D正确。故选BD。13
13、. 天然放射性元素（钍）经过一系列衰变和衰变之后，变成（铅）。下列说法中正确的是（）A. 衰变的过程共有6次衰变和4次衰变B. 铅核比钍核少8个质子C. 衰变所放出的电子来自原子核核外轨道D. 钍核比铅核多24个中子【答案】AB【解析】【详解】ABD根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少90-82=8个质子，少16个中子；发生衰变是放出，发生衰变是放出电子，设发生了x次衰变和y次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=904x+208=232解得x=6y=4故衰变过程中共有6次衰变和4次衰变，故AB正确，D错误。C原子核发生衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的，故C错
14、误。故选AB。14. 如图所示，质量为m的小球A静止于光滑的水平面上，在球A和墙之间用轻弹簧连接，现用完全相同的小球B以水平速度与A相碰撞，碰撞后两球粘在一起压缩弹簧。不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E，从球A被碰撞到回到原静止位置的过程中弹簧对A、B整体的冲量大小为I，则下列表达式中正确的是（）A. B. C. D. 【答案】AD【解析】【详解】A、B碰撞过程，设向左为正方向，对A、B系统运用动量守恒定律得可得碰撞后A、B一起压缩弹簧，当A、B的速度减至零时弹簧的弹性势能最大，根据能量守恒定律可知最大弹性势能从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中，设向右为正方向，对A、B整
15、体运用动量定理可得弹簧对A、B的冲量为故A、D正确，B、C错误；故选AD。15. 下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( )A. B. C. D. 【答案】AC【解析】：A选项是光滑的水平，子弹与木板系统受合外力等于零，动量守恒；B图剪断细线后，竖直墙壁对左边木块有弹力作用，系统合外力不为零，动量不守恒；C图两球在匀速下落系统合外力等于零，细线断裂后，系统合外力仍然等于零，所以系统动量守恒；D图木块加速下滑，动量不守恒，所以选择AC16. 原子核的平均结合能曲线如下图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（）A. 核的结合能约为14MeVB. 核比核更稳定C. 两个核结合成核时释放能量D
16、. 核中核子的平均结合能比核中的大【答案】BC【解析】【详解】A由图知核的比结合能约为7MeV，所以结合能约为47MeV=28MeV选项A错误；B由图知核的比结合能比核的比结合能大，所以核比核更稳定，选项B正确；C两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的，释放能量，选项C正确；D由图知核中核子的平均结合能比核中的小，选项D错误。故选BC。三、填空题（每空2分，共10分。把正确答案填写在题中的横线上。）17. 如下图质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，现人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地面移动的距离_，_。【答案】 (1)
17、. (2). 【解析】【详解】12人和气球静止在空中，人和气球整体所受合力为0，当人沿绳梯运动时，人和气球的动量守恒，即人和气球的动量大小相等、方向相反，所以任意时刻人和气球的速率之比人和气球对于地面移动的距离之比据几何关系有联立解得、18. 粒子散射实验的实验现象：_粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有_粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至_90，也就是说它们几乎被“撞了回来”（绝大多数、多数、少数、大于、小于）【答案】 (1). 绝大多数 (2). 少数 (3). 大于【解析】【详解】123粒子散射实验的实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进
18、，但有少数粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”。四、实验题（每空3分共9分）19. 下图为一弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定，在金属管两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管径且与弹簧不固连）。现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。然后按下述步骤进行实验：用天平测出两球质量、；用刻度尺测出两管口离地面的高度h；记录两球在水平地面上的落点P、Q。回答下列问题：(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有_。（已知重力加速度g）A弹簧的压缩量B两球落点P、Q到对
19、应管口M、N的水平距离、C小球直径D两球从管口弹出到落地的时间、(2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为=_(3)由上述测得物理量来表示，如果满足关系式_，就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。【答案】 (1). B (2). (3). 【解析】【详解】(1)1弹射装置在将两小球弹射出金属管过程中，弹簧的弹性势能转化为两小球的动能，则题中已测出了两球质量、，两管口离地面的高度h；再测出两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离、，即可算出两球离开管口的速度，从而计算出弹簧的弹性势能，故选B。(2)2小球离开管口做平抛运动时，有，则两球离开管口的速度、则弹性势能的表达式(3)3若弹射过程中两
20、小球组成的系统动量守恒，则即五、计算题（5分+8分+10分+12分+12分，共47分。要求写出主要方程式和重要演算步骤，需要受力分析的要有明确的图示，运算结果要有准确描述和单位，只有最终结果的不得分。）20. 是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min，能衰变为和一个未知粒子。(1)写出该衰变的方程；(2)已知容器中原有纯的质量为m，求5min后容器中剩余的质量。【答案】(1) ；(2)【解析】【详解】(1)衰变的方程为(2)半衰期为2.5min，则经过5min后发生2次衰变，则容器中剩余的质量为21. 如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.1m
21、，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B，水平面上有一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着小球B运动，经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。设两小球均可以看做质点，它们的碰撞时间极短，且已知小球A与水平面间的动摩擦因数=0.25，g取10m/s2，求：(1)两小球碰撞前A的速度大小；(2)小球B运动到最高点C时对轨道的压力。【答案】(1)2m/s；(2)4N，方向竖直向上【解析】【详解】(1)碰前对A由动量定理有解得(2)对A、B碰撞前后动量守恒碰撞前后动能保持不变由以上各式解得又因为B球在轨道上机械能守恒解得在最高点C对小球B有解得由牛顿第三定律知
22、小球对轨道的压力的大小为4N，方向竖直向上22. 如下图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，A、B间动摩擦因数为，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，已知重力加速度为g，求：(1)A、B最后的速度大小和方向；(2)在平板车与小木块相对滑动的过程中，B的加速度大小及A对B的冲量大小。【答案】(1)，方向向右；(2)，【解析】【详解】(1)最后A不会滑离B，表示A、B具有相同的速度，设此速度为v，根据动量守恒定律可得解得方向与B的方向相同，向右。(2)对B，由牛顿第二定律得B的加速度大小对B，由动量定理
23、可得A对B的冲量23. 如图甲所示，静止在匀强磁场中的核俘获一个速度为 v07.7104m/s 的中子而发生核反应，即，若已知的速度大小v22.0104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当 旋转三周时，粒子旋转几周？【答案】(1)；跟v0的方向相反；(2)3：40；(3)2周【解析】【详解】(1) 核俘获中子的过程，系统动量守恒，设中子质量为mn，的质量为mH，粒子的质量为m则mnv0=mHv1+mv2即：负号表示跟v0的方向相反。(2) 两个粒子都做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力
24、，由得：在磁场中半径之比为(3) 运动周期为：则，设粒子转3周的时间内，反冲核旋转n周，则有nTH=3Ta代入数据得：n=2周24. 如下图所示，质量为的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。滑道CD部分粗糙，长为，动摩擦因数，其他部分均光滑。现让质量为的物块（可视为质点）自A点由静止释放，取。求：(1)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(2)物块最终停止的位置。【答案】(1)2.8J；(2)D点。【解析】【详解】(1)对于物块和滑道组成的系统在整个过程中，系统水平方向不受外力，则系统水平方向动量守恒。当物块和滑道速度相同时，弹簧的弹性势能最大，由于系统的初动量为零，所以根据动量守恒可知，当弹簧的弹性势能最大时，物块和滑道的速度均为零。设弹簧具有的最大弹性势能为Epm。由能量守恒有Epm=m1gR-m1gL解得Epm=2.8J(2)只有在滑块经过CD间时才有机械能损失，所以最终物块将停在C、D之间。对整个过程，设滑块在CD间滑行的总路程为s。由能量守恒有m1gR=m1gs解得s=3m因为 s=15L，所以m1最终停在D点。
