【文档说明】【精准解析】河南省林州市林虑中学2019-2020学年高二下学期开学检测物理试题.pdf,共(14)页,298.939 KB,由小赞的店铺上传
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-1-林虑中学2018级高二下学期开学检测物理试题一、单选题(本大题共9小题,共45)1.下列说法不正确的是()A.目前世界上各国的核电站都是利用轻核聚变反应放出的能量B.压力和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响C.在光电效应现象中,从金属表面逸
出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增大【答案】A【解析】【详解】A.目前世界上各国的核电站都是利用核裂变放出的能量,故A错误;B.放射性元素的半衰期与压力和温度无关
,故B正确;C.根据光电效应方程k0EhWν知,从金属表面逸出的光电子最大初动能与入射光的频率有关,故C正确;D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子总能量增大,根据222evkmrr知,电子动能减小,故
D正确。本题选不正确的,故选A。2.下列说法正确的是()A.衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的B.铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中,要经过8次衰变和6次衰变C.21083Bi的半衰期是5天,100克21083Bi经过10天后还剩下50克D.密
立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【答案】B【解析】【详解】A.衰变的实质是原子核内部的中子转化为一个质子和一个电子,电子从原子核内-2-喷射出来,A错误;B.铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的
过程中,每经一次衰变质子数少2,质量数少4;而每经一次衰变质子数增1,质量数不变;由质量数和核电荷数守恒知,α衰变次数23820684m次衰变次数8292826n次B正确;C.设原来Bi的质量为0m,衰变后剩余质量为m则有10501110025g22(
)()tTmm即可知剩余Bi质量为25g,C错误;D.密立根油滴实验表明电子的电荷量是分离的,玻尔提出核外电子的轨道是分立的不连续的,D错误。故选B。3.原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法
正确的是()A.42He核的结合能约为14MeVB.8936Kr核比14456Ba核更稳定C.三个中子和三个质子结合成63Li核时放出能量D.在核反应235189144192036560UnKrBa3n中,要吸收热量【答案】BC【解析】-3-【详
解】A.根据图像可知42He的平均结合能约为7MeV,核子数为4,所以结合能约为47MeV28MeVA错误;B.平均结合能越大,原子核越稳定,所以8936Kr核比14456Ba核更稳定,B正确;C.核子结合
成原子核时会质量亏损放出核能,即结合能,所以三个中子和三个质子结合成63Li核时放出能量,C正确;D.重核裂变会质量亏损,所以会释放能量,D错误。故选BC。4.以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正
确的是()A.一个处于第四能级的氢原子向基态跃迁时,最多将向外辐射六种不同频率的光子B.20个U原子核经过两个半衰期后一定剩下5个C.轻核聚变反应方程234112H+HHe+X中,X表示电子D.一个光子与一个静止的电子碰撞而散射,
其频率会发生改变【答案】D【解析】【详解】A.一个处于第四能级的氢原子向基态跃迁时,最多向外辐射三种不同频率的光子,故A错误;B.半衰期是大量放射性元素原子核衰变的统计规律,故B错误;C.根据质量数守恒可知X的质量数2341m
电荷数1120z则X为10n,故C错误;D.光子与电子碰撞后,电子能量增加,故光子能量減小,根据Eh可知,光子的频率减小,故D正确。故选D。5.关于物体的动量,下列说法中正确的是()A.物体的动量越大,其惯性也越
大-4-B.同一物体的动量越大,其动能不一定越大C.物体的加速度不变,其动量一定不变D.物体在任一时刻的动量方向一定与该时刻的速度方向相同【答案】D【解析】【详解】A.物体的动量越大,表明质量与速度的乘积越大,但惯性(质量)不一定越大,故A错误;B.对
于同一物体,质量一定,动量越大,则速度越大,动能也就越大,故B错误;C.物体的加速度不变,则速度一定变化,动量一定变化,故C错误;D.由pmv可知,动量的方向始终与速度的方向相同,故D正确。6.如图所示,质量m
1=10kg的木箱,放在光滑水平面上,木箱中有一个质量为m2=10kg的铁块,木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接,木箱与铁块一起以v0=6m/s的速度向左运动,与静止在水平面上质量M=40kg的铁箱发生正碰,碰后铁箱的速度为v=2m/s,忽略一切摩擦阻力,碰撞时间极短,弹簧始终在弹性
限度内,则A.木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/sB.当弹簧被压缩到最短时木箱的速度大小为4m/sC.从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹力对木箱的冲量大小为20N·sD.从碰后瞬间到
弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹性势能的最大值为160J【答案】D【解析】对木箱和铁箱碰撞的瞬时,根据动量守恒定律:1011mvmvMv,解得v1=-2m/s,方向与原方向相反,选项A错误;当弹簧被压缩到最短时,木箱和铁块共速,由动量守恒:201112()mvmvmmv共
,解得v共=2m/s,选项B错误;从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹力对木箱的冲量大小为111()10(22)40ImvmvNs共,方向向左,选项C错误;从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹性势
能的最大值为222112012111()222PEmvmvmmv共,带入数据解得EP=160J,选项D正确;故选D.-5-点睛:此题考查动量守恒定律以及能量守恒定律的应用;对三个物体的相互作用过程要分成
两个小过程来分析,在木箱和铁箱作用时,认为铁块的动量是不变的;解题时注意选择研究过程,注意正方向.7.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中,子弹、两木块和弹簧组成的系统()A.动量
守恒,机械能守恒B.动量不守恒,机械能守恒C.动量守恒,机械能不守恒D.动量不守恒,机械能也不守恒【答案】C【解析】【详解】在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中,子弹、两木块和弹簧组成的系统所受的合外力为零,则系统的动量守恒,在此过程中,除弹簧弹力做
功外还有摩擦力对系统做功,所以系统机械能不守恒,故ABD错误,C正确。故选C。8.装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为A.201mvmB.2012mvmmC.201cosmvmD.2012c
osmvmm【答案】D【解析】火炮发射炮弹的过程中水平方向动量守恒,以向右为正方向,根据动量守恒定律得-6-2012cos0mvmmv,解得2012cosmvvmm,故D正确,ABC错误;故选D.【点睛】火炮发射炮弹的过程
中水平方向动量守恒,根据动量守恒定律得出火炮后退的速度大小.9.如图所示,一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一质量m=1.0kg的小木块A,现以地面为参考系,给A和B以大小均为4.0m/s、方向
相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A并没有滑离B板.站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动,则在这段时间内的某时刻木板B相对地面的速度大小可能是()A.2.4m/sB
.2.8m/sC.3.0m/sD.1.8m/s【答案】A【解析】【分析】A先向右匀减速到零,再反向做匀加速运动.根据系统动量守恒,求出A速度为零时B的速度,和A、B速度相等时的速度,确定A加速时,B的可能
的速度范围,即可解得.【详解】以A、B组成的系统为研究对象,系统动量守恒,取水平向右方向为正方向,从A开始运动到A的速度为零过程中,由动量守恒定律得:(M–m)v0=MvB1,解得:vB1=2.67m/s,当从开始到AB速度相同的过程中,取水平向右方向为正方向,由动量守恒定律得:(M–m)v0=
(M+m)vB2,解得:vB2=2m/s,则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为2m/s<vB<2.67m/s,故选A.二、多选题(本大题共3小题,共15分)10.氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是()-7-A.
氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656nmB.用波长为325nm的光照射可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C.大量处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633nm的光照射不能使氢原子从n=
2跃迁到n=3的能级【答案】CD【解析】试题分析:从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656nm,即有:191.513.41.610656hcnm(()),而当从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射能量更多,则频率更高,则波长小于656nm.故A错误.当从n=2
跃迁到n=1的能级,释放的能量:hc=[-3.4-(-13.6)]×1.6×10-19,则解得,释放光的波长是λ=122nm,则用波长为122nm的光照射,才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级.故B错误.根据数学组合233C,可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱
线,故C正确;同理,氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级,必须吸收的能量为△E′,与从n=3跃迁到n=2的能级,放出能量相等,因此只能用波长656nm的光照射,才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级.故D正确.
故选CD.考点:波尔理论11.如图所示,半径和动能都相等的两个小球相向而行,甲球质量m甲大于乙球质量m乙,水平面是光滑的,两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况()A.甲球速度为零,乙球速度不为零
B.两球速度都不为零C.乙球速度为零,甲球速度不为零D.两球都以各自原来的速率反向运动-8-【答案】AB【解析】【详解】由动能Ek=12mv2与动量p=mv,得到动能与动量的关系式:p=2kmE,由于两球的动能相等,而甲球质量m甲大于乙球质量m乙,所以p甲>p乙,碰撞前总动量向右.由动量守恒定
律,碰撞后若甲球速度为零,而乙球向右,则总动量向右,所以选项A正确.由动量守恒定律,碰撞后若甲、乙球速度均不为零,合为一整体向右,则总动量也向右,所以选项B正确.若乙球速度为零,则甲球一定向左运动,则总动量向左,与动量守恒不相符,所以选项C错误.
两球都以各自原来的速率反向运动,由于总动量大小向左,所以与动量守恒不相符,所以选项D错误.故选AB.【点睛】关于碰撞问题要注意:①碰撞前后动量守恒.②碰撞前后动能不会增加,即能量守恒.③与实际情况相符,
即碰撞后,不能穿越,最多也只能合为一整体.12.如图所示,A、B两物体的质量ABmm,中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧,放在平板小车C上后,A、B、C均处于静止状态,若地面光滑,则在细绳被剪断后,A、B尚未从C上滑离之前,A、B在C上沿相反方向滑动过程中()A.
若A、B与C之间的摩擦力大小相同,则A、B组成的系统动量守恒,A、B、C组成的系统动量也守恒B.若A、B与C之间的摩擦力大小相同,则A、B组成的系统动量不守恒,但A、B、C组成的系统动量守恒C.若A、B与C之间的摩擦
力大小不相同,则A、B组成的系统动量不守恒,A、B、C组成的系统动量也不守恒D.若A、B与C之间的摩擦力大小不相同,则A、B组成的系统动量不守恒,但A、B、C组成的系统动量守恒【答案】AD【解析】【详解】当A、B两物体组成一个系统时,弹簧的弹力为内力,而A、B与C
之间的摩擦力为外力.当A、B与C之间的摩擦力等大反向时,A、B组成的系统所受的合外力为零,系统动量-9-守恒;当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时,A、B组成的系统所受的合外力不为零,系统动量不守恒,而对于组成的系统由于弹簧的弹力及A、B与C之间的摩擦力均为内力,故不论A、B与C之间的摩擦
力大小是否相等,A、B与C组成的系统所受的合外力均为零,系统的动量守恒。故AD正确,BC错误。故选AD。三、实验探究题(本题共10分)13.用如图所示的实验装置可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部
分碰撞前后的动量关系,地面水平,图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,用天平测量两个小球的质量m1、m2,先让人射球1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后,把被碰小球2静置于轨道的水平部分,再将入射球1从斜
轨S位置静止释放,与小球2相撞,并多次重复,分别找到球1、球2相碰后平均落地点的位置M、N,测量平抛射程OM、ON。①关于本实验下列说法正确的是__________.A.入射球1的质量应比被碰小球2质量大B.小球与斜槽间的摩擦对实验有影响C.人射球1必须从同一高度释放D
.两小球的半径可以不同②若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_______________(用题中测量的量表示)③若两个小球质量均未知,只知道m1>m2,则只需验证表达式_________成立,可证明发生的碰撞是弹性碰撞。(用题中测量的量表示)【答案
】(1).AC(2).112mOPmOMmON(3).OMOPON【解析】【详解】(1)[1]A.为保证入射小球不反弹,入射小球的质量应比被碰小球质量大,故A正确;B.被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定,两球下落高度相同,时间相同,所以水平
速度可以用水平位移数值表示即可,小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响,故B错误;-10-C.小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间相等,小球的水平位移与小球的初速度成正比,所以入射球必须从同一高度释放.故C正确;D.由于是一维碰撞,所以两球的半径相同,否则就不
是对心碰撞,验证起来要困难得多,故D错误。故选AC。(2)[2]要验证动量守恒定律定律,即验证111223mvmvmv小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,上式两边同时乘以t得111223mvtmvtmvt解得112mO
PmOMmON(3)[3]由动量守恒和能量守恒有112mOPmOMmON222121111222mOMmONmOP联立解得OMOPON四、计算题(本大题共3小题,每题10分)14.一个静止在磁场中的22688Ra
(镭核),发生α衰变后转变为氡核(元素符号为Rn)。已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直。设镭核、氡核和α粒子的质量依次是1m、2m、3m,衰变的核能都转化为氡核和α粒子的动能。求(1)写出衰变方程;(2)氡核和α粒子在匀强磁场中
做匀速圆周运动的轨道半径之比;(3)氡核的动能kE。【答案】(1)222486222688RaRnHe;(2)143;(3)2123323mmmmcEmm【解析】-11-【详解】(1)由质量数和电荷数守恒得衰变方程为226222488862RaRnHe(2)根据2vqvBmr
得mvrqB两个粒子动量等大,由半径公式mvrqB知1rq,得12218643rr(3)由质能方程得2123Emmmc,因为2k2pEm可知两粒子动量跟质量成反比,因此氡核分配到的动能为2123323mmmmcEmm15.如图所示,木块
A的质量mA=1kg,足够长的木板B的质量mB=4kg,质量为mC=2kg的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦.现使A以v0=10m/s的初速度向右匀速运动,与B碰撞后将以vA′=4m/s的速度弹回.求:(1)B运动过程中的最大速
度.(2)C运动过程中的最大速度.-12-【答案】(1)3.5m/s,方向向右(2)73m/s,方向向右【解析】【详解】(1)碰后瞬间B速度最大,选向右为正方向,由动量守恒定律得mAv0=mA(-vA′)+mBvB所以vB=011014=4AAABmvmvmm/s=3.
5m/s方向向右(2)B、C以共同速度运动时,C速度最大,选向右为正方向,由动量守恒定律得mBvB=(mB+mC)vC所以vC=43.5=42BBBCmvmmm/s=73m/s方向向右16.如图所示,在光滑水平面上使滑块A以
2m/s的速度向右运动,滑块B以4m/s的速度向左运动并与滑块A发生弹性正碰,已知滑块A、B的质量分别为1kg、2kg,滑块B的左侧连有轻弹簧,求:(1)当滑块A的速度减为0时,滑块B的速度大小;(2)两滑块相距最
近时滑块B的速度大小;(3)两滑块相距最近时,弹簧的弹性势能的大小.【答案】(1)−3m/s,方向向左;(2)−2m/s,方向向左;(3)12J【解析】【详解】(1)以向右为正方向,A、B组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,当滑块A的速度减为0时,由动量守恒定律得:mAvA+m
BvB=mBvB'vB'=−3m/s,方向向左;-13-(2)两滑块相距最近时速度相等,设相等的速度为v.根据动量守恒得:mAvA+mBvB=(mA+mB)v,解得:v=−2m/s,方向向左;(3)两个物体的速度相等时,弹簧压缩最短,弹性势能最大,根据
系统的机械能得,弹簧的最大弹性势能为:222111222pAABBABEmvmvmmv可解得:12JPE【点睛】对于A、B构成的系统,在A压缩弹簧过程中,系统的合外力为零,满足动量守恒,根据动量守恒定律求解即可.当两个物体的速度相等时,弹簧压缩最短,弹
性势能最大,根据系统的机械能列式求解.-14-