江西省臨川實驗學(xué)校2017-2018學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題

臨川實驗學(xué)校20172018學(xué)年下學(xué)期期中考試高二物理試卷總分：110分考試時間：90分鐘選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，1～6小題只有一個選項正確，7～10小題有多個選項正確，全選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）1．光滑水平桌面上有P、Q兩個物塊，Q的質(zhì)量是P的n倍．將一輕彈簧置于P、Q之間，用外力緩慢壓P、Q．撤去外力后，P、Q開始運動，P和Q的動量大小的比值為（）A．n2 B．n C． D．12．在光電效應(yīng)的實驗結(jié)果中，與光的波動理論不矛盾的是（）A．光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頻率C．光電流隨著入射光增強而變大D．入射光頻率越大，光電子最大初動能越大3．處于n=3能級的大量氫原子，向低能級躍遷時，輻射光的頻率有（）A．1種 B．2種 C．3種 D．4種4．放射性元素A經(jīng)過2次α衰變和1次β衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動了（）A．1位 B．2位 C．3位 D．4位5．如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運動．以平衡位置O為原點，建立Ox軸．向右為x的軸的正方向．若振子位于N點時開始計時，則其振動圖象為（）A． B． C． D．6．一束單色光由空氣進入水中，則該光在空氣和水中傳播時（）A．速度相同，波長相同 B．速度不同，波長相同C．速度相同，頻率相同 D．速度不同，頻率相同7．質(zhì)量為M的物塊以速度V運動，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正撞，碰撞后兩者的動量正好相等，兩者質(zhì)量之比可能為（）A．2 B．3 C．4 D．58．一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動．F隨時間t變化的圖線如圖所示，則（）A．t=1s時物塊的速率為1m/sB．t=2s時物塊的動量大小為4kg?m/sC．t=3s時物塊的動量大小為5kg?m/sD．t=4s時物塊的速度為零9．三束單色光1、2和3的波長分別為λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分別用這三束光照射同一種金屬．已知用光束2照射時，恰能產(chǎn)生光電子．下列說法正確的是（）A．用光束1照射時，不能產(chǎn)生光電子B．用光束3照射時，不能產(chǎn)生光電子C．用光束2照射時，光越強，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多D．用光束2照射時，光越強，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大10．氫原子能級如圖，當氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時，輻射光的波長為656nm，以下判斷正確的是（）A．氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射光的波長大于656nmB．用波長為325nm的光照射，可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級C．一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長633nm的光照射，不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級二、填空題（本大題共2小題，共12分。）11．（6分）氫原子基態(tài)的能量為E1=﹣13.6eV．大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)．由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為﹣0.96E1，頻率最小的光子的能量為eV（保留2位有效數(shù)字），這些光子可具有種不同的頻率．12.(6分)某波源S發(fā)出一列簡諧橫波，波源S的振動圖象如圖所示．在波的傳播方向上有A、B兩點，它們到S的距離分別為45m和55m．測得A、B兩點開始振動的時間間隔為1.0s．由此可知①波長λ=m；②當B點離開平衡位置的位移為+6cm時，A點離開平衡位置的位移是cm．三、計算題（本大題共5小題，共58分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.（10分）某個質(zhì)點的簡譜運動圖象如圖所示，求振動的振幅和周期．14.（12分）在光滑水平面上有一凹槽A，中央放一小物塊B，物塊與左右兩邊槽壁的距離如圖所示，L為1.0m，凹槽與物塊的質(zhì)量均為m，兩者之間的動摩擦因數(shù)μ為0.05，開始時物塊靜止，凹槽以v0=5m/s初速度向右運動，設(shè)物塊與凹槽槽壁碰撞過程中沒有能量損失，且碰撞時間不計，g取10m/s2，求：（1）物塊與凹槽相對靜止時的共同速度；（2）從凹槽開始運動到兩者相對靜止物塊與右側(cè)槽壁碰撞的次數(shù)。15.（12分）A、B兩種光子的能量之比為2：l，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA、EB．求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功．16.（14分）如圖，在足夠長的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A點位于B、C之間，A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使A以某一速度向右運動，求m和M之間應(yīng)滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞．設(shè)物體間的碰撞都是彈性的．17.(附加題10分）某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板（面積略大于S）；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g．求：（1）噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；（2）玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度。

臨川實驗學(xué)校20172018學(xué)年下學(xué)期期中考試答案一．選擇題（共10小題）1．【解答】解：撤去外力后，系統(tǒng)不受外力，所以總動量守恒，設(shè)P的動量方向為正方向，則根據(jù)動量守恒定律有：PP﹣PQ=0故PP=PQ；故動量之比為1；故D正確，ABC錯誤。故選：D。2．【解答】解：ABD、根據(jù)波動理論，認為只要光照射的時間足夠長、足夠強就能發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子的初動能就大，但實驗中金屬表面沒有溢出電子的實驗結(jié)果；光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，發(fā)生是瞬時的，且入射光頻率越大，光電子最大初動能越大，這與光的波動理論相矛盾，故ABD錯誤；C、波動理論認為光強度越大，光電流越大；光電效應(yīng)中認為光強度越大，光子越多，金屬表面溢出的光電子越多，即光電流越大，所以該實驗結(jié)果與波動理論不矛盾，故C正確。故選：C。3．【解答】解：現(xiàn)有大量的氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，當這些氫原子向低能級躍遷時，輻射光子的頻率為n==3種。選項C正確，ABD錯誤。故選：C。4．【解答】解：原子核經(jīng)過一次α衰變，電荷數(shù)減小2，所以經(jīng)過2次α衰變后電荷數(shù)減小4；同時，經(jīng)過一次β衰變，電荷數(shù)增加1；所以元素A經(jīng)過2次α衰變和1次β衰變后電荷數(shù)減小3，則生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正確，ABD錯誤；故選：C。5．【解答】解：由題意：設(shè)向右為x正方向，振子運動到N點時，振子具有正方向最大位移，所以振子運動到N點時開始計時振動圖象應(yīng)是余弦曲線，故A正確，BCD錯誤。故選：A。6．【解答】解：傳播速度由介質(zhì)決定，光在真空中傳播速度最大，進入水中，速度減??；光波屬于電磁波，其頻率由波源決定，所以一束單色光由空氣進入水中，頻率不變；由λ=可知，頻率不變，速度減小，則波長減小，故ABC錯誤，D正確。故選：D。7．【解答】解：根據(jù)動量守恒和能量守恒得，設(shè)碰撞后兩者的動量都為P，則總動量為2P，根據(jù)動量和動能的關(guān)系有：P2=2mEK，根據(jù)能量的關(guān)系得，由于動能不增加，則有：，得1≤，故A、B正確，C、D錯誤。故選：AB。8．【解答】解：A、前兩秒，根據(jù)牛頓第二定律，a==1m/s2，則0﹣2s的速度規(guī)律為：v=at；t=1s時，速率為1m/s，A正確；B、t=2s時，速率為2m/s，則動量為P=mv=4kg?m/s，B正確；CD、2﹣4s，力開始反向，物體減速，根據(jù)牛頓第二定律，a=﹣0.5m/s2，所以3s時的速度為1.5m/s，動量為3kg?m/s，4s時速度為1m/s，CD錯誤；故選：AB9．【解答】解：AB、依據(jù)波長與頻率的關(guān)系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射時，恰能產(chǎn)生光電子，因此用光束1照射時，不能產(chǎn)生光電子，而光束3照射時，一定能產(chǎn)生光電子，故A正確，B錯誤；CD、用光束2照射時，光越強，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多，而由光電效應(yīng)方程：Ekm=hγ﹣W，可知，光電子的最大初動能與光的強弱無關(guān)，故C正確，D錯誤；故選：AC。10．【解答】解：A、從n=3躍遷到n=2的能級時，輻射光的波長為656nm，即有：h，而當從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射能量更多，則頻率更高，則波長小于656nm。故A錯誤。B、當從n=1躍遷到n=2的能級，需要吸收的能量為△E=（﹣3.4﹣（﹣13.6））×1.6×10﹣19J，根據(jù)A選項分析，則有：，解得：λ=122nm；故B錯誤；C、根據(jù)數(shù)學(xué)組合=3，可知一群n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線。故C正確。D、同理，氫原子的電子從n=2躍遷到n=3的能級，必須吸收的能量為△E′，與從n=3躍遷到n=2的能級，放出能量相等，因此只能用波長656nm的光照射，才能使得電子從n=2躍遷到n=3的能級。故D正確。故選：CD。二．填空題（共2小題）11．【解答】解：氫原子基態(tài)的能量為E1=﹣13.6eV．大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)．由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為﹣0.96E1，即躍遷到最高能級能量E=0.04E1=﹣0.544eV，即處在n=5能級；頻率最小的光子的能量為△E′=﹣0.544eV﹣（﹣0.85eV）=0.31eV，根據(jù)=10，所以這些光子可具有10種不同的頻率．故答案為：0.31；1012．【解答】解：①由振動圖象可知，T=2s，A、B兩點開始振動的時間間隔為1.0s，所以AB間的距離為半個波長，所以λ=2×（55﹣45）m=20m②AB兩個點之間始終相差半個周期，所以當B點離開平衡位置的位移為+6cm時，A點離開平衡位置的位移是﹣6cm故答案為：20，﹣6．四．解答題（共5小題）13．【解答】解：由圖讀出振幅A=10cm（2簡諧振動方程x=Asin（3分）代入數(shù)據(jù)﹣10=10sin（3分）得T=8s答：振動的振幅為10cm和周期為8s（214．【解答】解：（1）設(shè)兩者間相對靜止時的速度為v，由動量守恒定律得：mv0=2mv（3分）解得：v=（1分）（2）物塊與凹槽間的滑動摩擦力f=μN=μmg（1分）設(shè)兩者間相對靜止前，相對運動的路程為s1，由動能定理得：（3分）解得：s1=12.5m（2分）已知L=1m，可推知物塊與右側(cè)槽壁共發(fā)生6次碰撞。（2分）15．【解答】解：由光子能量公式和動量公式知，A、B兩種光子的動量之比等于A、B兩種光子的能量之比為2：l；（6分）由EA=E1﹣W和EB=E2﹣W聯(lián)立得W=EA﹣2EB．（6分）答：A、B兩種光子的動量之比為2：l；金屬的逸出功為W=EA﹣2EB．16.【解答】解：A向右運動與C發(fā)生碰撞的過程中系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒，選取向右為正方向，設(shè)開始時A的速度為v0，第一次與C碰撞后C的速度為vC1，A的速度為vA1．由動量守恒定律、機械能守恒定律得：mv0=mvA1+MvC1①（2分）②（2分）聯(lián)立①②得：vA1=③vC1=④（2分）可知，只有m＜M時，A才能被反向彈回，才可能與B發(fā)生碰撞．（1分）A與B碰撞后B的速度為vB1，A的速度為vA2．由動量守恒定律、機械能守恒定律，同理可得：vA2==⑤（3分）根據(jù)題意要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，應(yīng)有：vA2≤vC1⑥（2分）聯(lián)立④⑤⑥得：m2+4mM﹣M2≥0解得：，（另一解：舍去）所以m與M之間的關(guān)系應(yīng)滿足：（2分）答：m和M