2018-2019学年云南省玉溪一中高二下学期期中考试物理试题 解析版
玉溪一中2018-2019学年下学期高二年级期中考
物理学科试卷
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得3分，选错的得0分）
1.在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是
A. 原子中存在着带负电的电子
B. 正电荷在原子内是均匀分布的
C. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
D. 原子只能处于一系列不连续的能量状态中
【答案】C
【解析】
【详解】在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，故选C.
2.动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图象如图所示，则下列说法正确的是
A. 动力车的初速度为10 m/s
B. 刹车过程动力车的加速度大小为2.5 m/s2
C. 刹车过程持续的时间为8s
D. 从开始刹车时计时，经过2 s，动力车的位移30m
【答案】D
【解析】
【详解】由图可得 （m/s），根据匀变速直线运动的位移时间公式 x=v0t+at2
，得 =at+v0，对比可得，v0=20m/s，a=-5m/s2．即刚刹车时动力车的速度大小为20m/s，刹车过程动力车的加速度大小为5m/s2．故AB错误。刹车过程持续的时间为，故C错误。经过2 s，动力车的位移 ，选项D正确.
3.一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示．则
A. 2～6s时间内物体的加速度为0.5m/s2 B. 物块的质量为1kg
C. 整个过程中，物体所受摩擦力始终为2N D. 0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功30J
【答案】D
【解析】
试题分析：2～6s时间内物体的加速度为，选项A错误；2～6s时间内由牛顿定律：，即3-f=0．75m；6～8s时间内物体匀速运动，此时F=f，即f=2N；可得m=1．33kg，选项B错误；开始的2s内物体静止，所受的摩擦力为静摩擦力，大小为1N，故整个过程中，物体所受摩擦力不是始终为2N ，选项C错误； 0～10s时间内，物体的位移，则物体克服摩擦力所做的功Wf=fs=30J．选项D正确；故选D．
考点：v-t图像；牛顿定律的应用
【名师点睛】此题考查读图获取信息的能力，注意根据需要选取合适的阶段；要能通过图像知道物体在各个阶段的运动情况；能根据牛顿定律列出方程求解．
4.
用单色光照射金属钛表面，发生光电效应。从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图所示。下列说法中错误的是
A. 钛的逸出功为6.67×10－19 J
B. 钛的极限频率为1.0×1015 Hz
C. 由图线可求得普朗克常量为6.67×10－34 J·s
D. 频率为0.8×1015 Hz的入射光能使钛发生光电效应
【答案】D
【解析】
【详解】当最大初动能为零时，入射光的频率等于金属的极限频率，则v0=1.0×1015Hz，可知逸出功W0=hv0=6.67×10-34×1×1015J=6.67×10-19J，故AB正确。根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，图线的斜率等于普朗克常量，则，故C正确。频率为0.8×1015 Hz
Q1 B. X是，Q2>Q1
C. X是，Q2Δm1，故Q2>Q1，D错误，B正确，故选B.
7.下列说法正确的是
A. 液体中悬浮的颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，布朗运动越明显
B. 用“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
C. 温度升高，每个分子的动能都增大，导致分子平均动能增大
D. 冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气
【答案】B
【解析】
【详解】液体中悬浮
颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，越容易达到平衡，布朗运动越不明显；故A错误；用“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积，选项B正确；温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，选项C错误；冰箱内低温食品的热量不可能自发地传到了冰箱外高温的空气，之所以内部温度降低是因为压缩机工作的原因，同时消耗了电能；故D错误；
8.静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是
A. B.
C. R1∶R2＝84∶1 D. R1∶R2＝207∶4
【答案】C
【解析】
【详解】若是α衰变，则新核和α粒子向相反的方向射出，新核和α粒子偏转方向相反，做匀速圆周运动的轨迹外切，由题意知，两圆内切，所以该核的衰变是β衰变，于是根据质量和电量守恒就能写出衰变方程，所以选项AB错误。洛仑兹力提供向心力求得半径公式，又由于衰变前后动量守恒，即m1v1=m2v2，所以半径之比等于电量的反比，从而求出半径之比为84：1，所以选项C正确，选项D错误。
二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全得2分，有选错得0分）
9.关于内能，下列说法中正确的是
A. 若把氢气和氧气看成理想气体，则具有体积、质量和温度都相同的氢气和氧气的内能相等
B. 相同质量的0℃水的分子势能比0℃冰的分子势能大
C. 物体吸收热量后，内能一定增加
D. 一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
【答案】BD
【解析】
【详解】温度相同说明分子的平均动能相同；质量和温度都相同的氢气和氧气（视为理想气体），氧气单个分子的质量大，故分子数量少，故氢气的内能大，故A错误；因0℃的水变成0℃的冰要放出热量，则相同质量的0℃水的分子势能比0℃冰的分子势能大，选项B正确； 物体吸收热量后，若对外做功，则气体的内能不一定增加，选项C错误；一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，因体积变大对外做功，则吸收的热量大于增加的内能，选项D正确.
10.如图所示，在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场，有两个电荷量、质量均相同的正、负粒子(不计重力)，从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中
A. 运动轨迹的半径相同
B. 重新回到边界所用时间相同
C. 重新回到边界时速度大小和方向相同
D. 重新回到边界时与O点距离不相等
【答案】AC
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律得： 得：，由题q、v、B大小均相同，则r相同。故A正确。粒子的运动周期，则知T相同。根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ，轨迹的圆心角也为2π-2θ，运动时间t=T。同理，负离子运动时间t=T，显然时间不等。故B错误。
正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同。故C正确。根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ，r、θ相同，则S相同。故D错误。
11.如图质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f．经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，则：
A. 此时物块的动能为（F－f）（s＋l），动量为（F－f）t
B. 此时小车的动能为f（s+l），动量为f t
C. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs
D. 这一过程中，物块和小车产生的内能为f l
【答案】AD
【解析】
【详解】对物块分析，物块的位移为l+s，根据动能定理得，（F-f）（l+s）=mv2-0，则知物块到达小车最右端时具有的动能为（F-f）（l+s）。由动量定理：（F-f）t=mv，则物块的动量为（F－f）t，故A正确，小车的位移为s，因此根据动能定理有，小车受到的摩擦力为f，对小车动量定理有；B错误。根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F（l+s）=△E+Q，则物块和小车增加的机械能为△E=F（l+s）-fl．故C错误；系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，大小为f l。故D正确。
12.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是
A. M带负电荷，N带正电荷
B. M在b点的动能小于它在a点的动能
C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
【答案】ABC
【解析】
试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．
D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC
考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题关键是根据曲线运动条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化。
【此处有视频，请去附件查看】
13.如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于能级，下列说法中正确的是
A. 这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B. 这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eV
C. 从能级跃迁到能级时发出光波长最长
D. 这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
【答案】AC
【解析】
根据知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，A正确；由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，．故B错误；从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，C正确；一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，D错误．
14.一定质量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da最后回到原状态，其p－T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是
A. 在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
B. 在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
C. 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D. 气体在a、c两状态的体积相等
【答案】BD
【解析】
【详解】在过程da中，气体压强不变，温度升高，体积变大，则气体对外做功，内能增加，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项A错误；在过程bc
中，等压变化，温度降低，内能减小△U＜0，体积减小，外界对气体做功，根据PV/T＝C，即PV=CT， da过程中，气体对外界做功，因为，所以，在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功，故B正确。在过程cd中温度不变，内能不变△U=0，等温变化压强与体积成反比，压强大体积小，从c到d体积减小，外界对气体做正功W＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，所以W=|Q|，所以在过程cd中气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功，故C错误；根据气体状态方程PV/T=C，得P＝CT/V，p-T图象的斜率k＝C/V，a、c两点在同一直线上，即a、c两点是同一等容线上的两点，体积相等，故D正确；
二、非选择题（本题共5小题。第15、16小题为填空题，第17～19小题为计算题，考生根据要求作答）
15.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是__________（选填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为__________，加速度大小为__________（结果均保留2位有效数字）
【答案】 (1). 从右向左 (2). 0.25 (3). 0.67
【解析】
【分析】
(1)依据小车在手轻推一下，则做减速运动，结合各点间距，即可判定运动方向；
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
【详解】(1)由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；
(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：，根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度，得：，那么加速度的大小为 0.038m/s2.
【点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
16.如图，用“碰撞实验器”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。
(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，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m2
静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。（小球质量关系满足m1> m2）
接下来要完成的必要步骤是__________。(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________[用(2)中测量的量表示]。
【答案】 (1). C (2). ADE (3). m1·OM＋m2·ON＝m1·OP
【解析】
【详解】（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故选C．
（2）实验时，先让入射球m1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m2静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必需的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．故选ADE．
（3）若两球相碰前后动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：m1OP=m1OM+m2ON
17.如图所示为质谱仪上的原理图，M为粒子加速器，电压为U1＝5000V；N为速度选择器， 磁场与电场正交，磁感应强度为B1＝0.2T，板间距离为d ＝0.06m；P为一个边长为l的正方形abcd的磁场区，磁感应强度为B2＝0.1T，方向垂直纸面向外，其中dc的中点S开有小孔，外侧紧贴dc放置一块荧光屏。今有一比荷为的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区，正离子刚好经过小孔S 打在荧光屏上。求：
（1）粒子离开加速器时的速度v；
（2）速度选择器的电压U2；
（3）正方形abcd边长l。
【答案】（1）（2）（3）0.16m
【解析】
解：（1）粒子经加速电场U1加速，获得速度v，由动能定理得：
qU1=mv2
解得v=m/s．
（2）在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得
Eq=qvB1即
得：U2=B1dv=0.2×0.06×1×106V=1.2×104V
（3）在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有，
故粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径：r===0.1m．
由几何关系：
所以，正方向的边长：m
答：（1）粒子离开加速器时的速度是1×106m/s；
（2）速度选择器的电压是1.2×104V；
（3）正方形abcd边长是0.16m．
【点评】解决本题的关键掌握动能定理，以及知道在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡．
18.如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端(B、C可视为质点)，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg，A与B的动摩擦因数为μ=0.5；开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)并粘在一起，经过一段时间，B刚好滑至A的右端而没掉下来．求长木板A的长度．(g＝10 m/s2)
【答案】
【解析】
试题分析：A与C碰遵守动量守恒：
B在A上滑行，A、B、C组成的系统动量守恒，且遵守能量守恒
解得：
考点：动量守恒定律及能量守恒定律的应用
【名师点睛】本题考查动量守恒定律的应用问题，要注意分析物体的运动过程，选择不同的系统作为研究对象，运用动量守恒定律进行分析求解．
19.如图所示，上端开口的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量为m的导热性能良好的活塞A和质量也为m的绝热活塞B分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体P和Q，两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T0，气缸的截面积为S，外界大气压强为且不变，现对气体Q缓慢加热。求：
①当活塞A恰好到达汽缸上端时，气体Q的温度；
②在活塞A上再放一个质量为m的物块C，继续给气体Q加热，当活塞A再次到达汽缸上端时，气体Q的温度。
【答案】(1) (2)
【解析】
（1）设Q开始的体积为V1，活塞A移动至恰好到达汽缸上端的过程中气体Q做等压变化，体积变为2 V1
有
得气体Q的温度为 T1＝2T0
（2）设放上C继续加热过程后P的体积为V2，气体P做等温变化
而
得
此时Q的体积
由理想气体状态方程得
得此时气体Q的温度为
