1、山西省长治市第二中学2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。第1-8小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第9-12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）1.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前。这样做可以（）A. 减小球对手的冲量B. 减小球对人的冲击力C. 减小球的动量变化量D. 减小球的动能变化量【答案】B【解析】【详解】试题分析：根据动量定理，篮球以一定得速度减小为零，因此当动量的变化一定，则冲量也一样，
2、因速度变化一样，因此动能变化一样，增大作用时间可减少作用力；运动员接篮球时，篮球的动量由某一值减到零，接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样可以增加篮球和运动员的作用时间，从而减少篮球对运动员的冲击力，选项B正确。考点：动量定理的应用。2.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
3、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。3.关于物质波，下列说法正确的是()A. 速度相等的电子和质子，电子的波长长B. 动能相等的电子和质子，电子的波长短C. 动量相等的电子和中子，中子的波长短D. 甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍【答案】A【解析】试题分析：由可知，动量大的波
4、长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长A对；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式p可知，电子的动量小，波长长B错；动量相等电子和中子，其波长应相等C错；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的，D错；故答案选A.考点：物质波 动能 动量点评：德布罗意波的波长与粒子的质量速度的乘积有关，即由粒子的动量决定，根据德布罗意波的波长公式计算比较即可4.朝鲜“核危机”举世瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚这种由铀衰变而产生。则下列判断中正确的是（ ）A. 与具
5、有相同的中子数B. 与核内具有相同的质子数C. 经过2次衰变产生D. 经过1次衰变产生【答案】C【解析】【详解】A.核内有145个中子，核内有147个中子，所以与具有不同中子数，故A不符合题意；B.核内有94个质子，核内有92个质子，所以与具有不同的质子数，故B不符合题意；CD. 发生一次衰变核子数不变，质子数就增加一个，所以这种钚239可由铀239衰变两次得到，即n=2，所以经过2次衰变产生，故C符合题意，D不符合题意。5. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出( )A. 甲光的频率大于乙光的频率
6、B. 乙光的波长大于丙光的波长C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【答案】B【解析】根据eU截=mvm2=h-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长,故B正确同一金属，截止频率是相同的，故C错误丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能故D错误故选B6.氢原子的能级如图，当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子a，当氢
7、原子从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（ ）A. 光子a的能量大于光子b的能量B. 光子a的波长小于光子b的波长C. b光比a光更容易发生衍射现象D. 若a为可见光，则b有可能为紫外线【答案】D【解析】【详解】ABC.氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级的能级差小于从n=3的能级跃迁到n=1的能级时的能级差，根据Em-En=h，知，光子a的能量小于光子b的能量。所以a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，a光比b光更容易发生衍射现象，故ABC不符合题意；D. 因为a光的频率小于b光的频率，所以若a为可见光，则b有可能为紫外线，故D符合题意。7.以
8、下是物理学史上3个著名的核反应方程x+Li2y，y+Nx+O，y+Bez+C。x、y和z是3种不同的粒子，其中z是A. 粒子B. 质子C. 中子D. 电子【答案】C【解析】【详解】将上述三个方程相加，整理后得，根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确。8.质子和中子质量分别为m1和m2，当它们结合成氘核时，产生能量E，并以射线的形式放出。已知普朗克常数为h，真空中的光速为c，则氘核的质量和射线的频率的表达式分别为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】根据爱因斯坦质能方程解得：氘核的质量射线的频率A. 与上述计算结果不相符，故A不符合题意；B. 与
9、上述计算结果相符，故B符合题意；C. 与上述计算结果不相符，故C不符合题意；D. 与上述计算结果不相符，故D不符合题意。9.如图所示，是某次试验中得到的甲.乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是（ ）A. W甲W乙B. W甲W乙C. E甲E乙D. E甲= E乙【答案】AC【解析】【详解】AB.根据光电效应方程得：Ekm=h-W0=h-h0又Ekm=qUc解得：知Uc-图线；当Uc=0，=0；由图象可知，金属甲的极限频率小于金属乙，则金属甲的逸出功小于乙的，即W甲W乙，故A
10、符合题意，B不符合题意；CD.如果用v0频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同的频率入射光时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此E甲E乙，故C符合题意，D不符合题意。10.关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ）A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C. 比结合越大，原子核越不稳定D. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【答案】AB【解析】【详解】A.原子的结合能等于核子在结合成原子核的过程中释放的能量，也是把原子核分解成核子所需吸收的最
11、小能量，A正确B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确C.比结合能越大，结合过程中核子平均释放能量越大，原子核越稳定，C错误D.自由核子组成原子核时，根据爱因斯坦质能方程其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，D错误11.如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球（可认为质点）自左端槽口 A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内，则下列说法正确的是（ ）A. 小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B. 小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C. 小球在槽内运动的
12、全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D. 球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒【答案】D【解析】【详解】小球经过槽的最低点后，在小球沿槽的右侧面上升的过程中，槽也向右运动，小球离开右侧槽口时相对于地面的速度斜向右上方，小球将做斜抛运动而不是做竖直上抛运动，故A错误；小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功。故B错误；小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功。但球对槽作用力做正功，两者之和正好为零。所
13、以小球与槽组成的系统机械能守恒。故C错误；小球在槽内运动的前半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，而小球在槽内运动的后半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，故D正确；故选D。【点睛】考查动量守恒定律与机械能守恒定律当球下落到最低点过程，由于左侧竖直墙壁作用，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，但小球机械能守恒当球从最低点上升时，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，但小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒12.用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n（n2）的激发态。此时出现的氢光谱中有N条谱线，其中波长的最大值为
14、。现逐渐提高入射电子的动能，当动能达到某一值时，氢光谱中谱线数增加到N条，其中波长的最大值变为。下列各式中可能正确的是（ ）A. N=N nB. N=N n1C. D. 【答案】AC【解析】【详解】当用电子轰击处于基态的氢原子时使氢原子激发到量子数为n的激发态，则其向下跃迁有n-1条的谱线，而处于n-1的能级的电子继续向更低能级跃迁，产生n-2条谱线，处于n-2能级的电子继续向更低的能级跃迁，产生n-3条谱线，处于第2能级的电子继续向基态跃迁，产生1条谱线，故总共产生N=1+2+3+（n-1）条。波长最大即频率最小的是从n能级向n-1能级跃迁是产生的谱线。而提高入射电子的动能，电子将被激发到n
15、能级，且nn，同理向较低能级跃迁时产生的谱线的条数为N=1+2+3+（n-1）+（n-1）而能级越高能级差越小，故辐射的光谱中最大波长光谱的波长将变得更长。故C正确。故NN+n故A正确，而B错误。故选：AC。视频二、实验题（本题共15分。第13小题6分；第14小题9分。）13.气垫导轨是常用的一种实验仪器它是利用气泵 使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮 在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：A用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；B调整气垫导轨，使导
16、轨处于水平；C在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；D用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；E按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2本实验中还应测量的物理量是 ，利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 【答案】（1）B的右端至D板的距离L2（2）【解析】【详解】因系统水平方向动量守恒即mAvAmBVB0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA，VB，即有：mAmB0，所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2。
17、分析可知验证动量守恒定律的表达式是：mAmB014.通过半径相同的两个小球“验证碰撞中的动量守恒”的实验，让质量为m1的小球从斜槽轨道上某处自由滚下，与静止在轨道末端的质量为m2的小球发生对心碰撞（如图所示），则：（1）两小球质量及大小关系应满足_：A、m1=m2B、m1m2C、m1m2D、大小相等E、没有限制（2）实验必须满足的条件是_；A、轨道末端必须是水平的B、斜槽轨道必须尽可能光滑C、两个小球的材质必须相同D、入射球m1每次必须是从同一高度由静止释放（3）实验中必须测量的物理量是_；A、小球的质量m1和m2B、桌面离地面的高度HC、小球m1的初始高度hD、小球m1单独落下的水平距离OB
18、E、小球m1和m2碰后的水平距离OA、OCF、测量小球m1或m2的直径（4）本实验我们要验证等式：_是否成立。【答案】 (1). B (2). AD (3). ADE (4). 【解析】（1）验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选：B；（2）小球从斜槽滑出做平抛运动，可知斜槽的末端必须水平，但是斜槽不一定需要光滑，只要入射球m1每次必须是从同一高度由静止释放，使得平抛运动的初速度相等即可故选：AD（3）小球粒子轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，m1v1=m1v1+m2v2两边同时乘以时间t，则有：m1v1t=m1v1t+m
19、2v2tm1OB=m1OA+m2OC则实验需要测出：小球的质量、小球的水平位置OB，OA，OC，故选：ADE；（4）由（2）可知，实验需要验证的表达式为：m1OB=m1OA+m2OC点睛：实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹三、计算题（本题共4小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.某光源能发出波长为0.61m的可见光，用它照射某金属能发生光
20、电效应，产生光电子的最大初动能为0.25eV已知普朗克常量h=6.631034Js，光速c=3108m/s求：上述可见光中每个光子的能量；该金属的逸出功 【答案】(1)E2.07eV (2)W0=1.82eV【解析】【详解】光子的能量为：根据光电效应方程Ekm=hv-W0得金属的逸出功为：W0=hv-EKm=2.07-0.25eV=1.82eV【点睛】该题考查光子的能量以及光电效应方程Ekm=hv-W0，解决本题的关键掌握光电效应方程，知道光子能量与波长的关系16.一群氢原子处于量子数n4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由n4能级跃迁到n
21、2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用下图中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？【答案】（1）6种 （2） (3) E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应最大初动能为0.65eV【解析】试题分析：（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子（2）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等于两能级间
22、的能级差，即（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应 根据光电效应方程得，17.已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能(质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV.除了计算质量亏损外，的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?【答案】（1）（2）3.26Mev（3）0.45Mev【解析】（1）由质量数与核电荷数守恒可知，核
23、反应方程式： ；（2）质量亏损为：m=2.01362-（3.0150+1.0087）=0.0035u，释放的核能为：E=mc2=931.50.0035Mev=3.26Mev；（3）设中子和核的质量分别为m1、m1，速度分别为v1、v2反应前每个氘核的动能是E0，反应后动能分别为EK1=3.12MeV、EK2核反应过程系统动量守恒，以种子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m1v1-m2v2=0，由能量守恒定律得：2E0+E=Ek1+Ek2，Ek1=m1v12，Ek2=m2v22，解得：E0=0.45MeV；点睛：对于核反应书写核反应方程要根据质量数和电荷数守恒的原则；原子核间的作用，要抓住微
24、观粒子的碰撞相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量守恒18.如图所示，“L”形槽固定在光滑水平面，槽的曲面部分光滑，水平部分粗糙且长度d=2m，上方有水平向右的匀强电场，场强E=102N/C不带电的绝缘物体B静止在槽的水平部分最左端，在槽的最右端并排放置一个与它等高的，足够长的木板C，足够远处有竖直的挡板PABC质量均为m=1kg，现将带正电的电量q=5102C，物体A从槽的曲面上距B的竖直高度为h=0.8m处由静止释放，已知A.B与槽的水平部分及C的上表面的动摩擦因数均为=0.4A与B，C与P的碰撞过程时间极短且碰撞过程中无机械能损失A.B均可看作质点且A的电量始终保持不变，g取10m
25、/s2求：(1)A与B第一次碰撞后B的速度；(2)A与B第二次碰撞后B的速度；(3)物体B最终停在距离木板C左端多远处【答案】(1) 4m/s (2) 2m/s (3) 0.5m【解析】【详解】(1)A与B第一次碰撞前，由机械能守恒定律得解得：v0=4m/s规定向右为正方向，碰撞过程动量守恒：mv0=mvA+mvB机械能守恒：解得：vA=0，vB=4m/s (2)A与B第一次碰撞后A做匀加速直线运动，加速度大小B做匀减速速直线运动，根据牛顿第二定律得加速度大小B速度减到零所需的时间为B的位移位移为而A作匀加速直线运动1s发生的位移为所以当B的速度减到零以后才发生第二次碰撞，第二次碰撞前A的速度由动量守恒定律及机械能守恒可得：A B第二次碰撞后B获得的速度vB=2m/s(3)A与B完成第二次碰撞后A将静止此时B刚好滑上C的上表面，B与C在第一次与挡板P碰前的共同速度为mvB=2mv1；代入数据得：v1=1m/sC与P碰后向左运动，因为B与C动量大小相同，方向相反，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得mv1mv1=2mv2代入数据得：v2=0最终BC静止，B的动能全部转化为内能，由能量守恒得：而Q=mgs故B距离C的左端：s=0.5m【点睛】