命题：王仲仁 商胜平

一．（4×10=40分）本题共10小题，在1--7题每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，在8--10题每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。

1．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是(　　)

2．已知氢原子的能级图如图所示，现用光子能量介于10 eV～12.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是(　　)

A．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种

B．在照射光中可能被吸收的光子能量只有6种

C．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种

D．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种

3．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标系中，如图4所示中用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是(　　)

4．斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。则以下说法中正确的是(　　)

A．爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度

B．爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西

C．爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同

D．爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能

5. A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上。已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上，如图3所示。当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌边的距离为(　　)

A. B. x C．x D.x

6．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν＝kU。已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为(　　)

A. B. C．2he D.

7.荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献。惠更斯所做的碰撞实验可简化为：球1、球2、球3质量分别为m1、m2、m3，半径相同，并排悬挂在长度均为L的三根平行绳子上，彼此相互接触。现把质量为m1的小球拉开，上升到H高处释放，如图7所示，已知各球间碰撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，且碰撞时间极短，H远小于L，不计空气阻力。若三个球的质量不同，要使球1与球2，球2与球3相碰后，三个球具有同样的动量，则m1∶m2∶m3（ ）

A.2∶1∶3 B.3∶1∶2 C.1∶3∶6 D.6∶3∶1

8．关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是(　　)

A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

B．运动的微观粒子与光子不一样，当它们通过一个小孔时，有特定的运动轨道

C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的

D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

9．如图5甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的x－t图象。已知m1＝0.1 kg。由此可以判断(　　)

A．碰前m2静止，m1向右运动 B．碰后m2和m1都向右运动

C．由动量守恒可以算出m2＝0.3 kg D．碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能

10.一物体在运动过程中只受力F作用下，F随时间变化的图象如图所示，已知在t=1 s 时刻，物体的速度为零。则下列论述正确的是 ( )

A.0—3 s内，力F所做的功等于零，冲量也等于零

B.0—4 s内，力F所做的功等于零，冲量也等于零

C.第1 s内和第2 s内的速度方向相同，加速度方向相反

D.第3 s内和第4 s内的速度方向相同，加速度方向相同

二. 实验题（15分）

11．（5分）在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差(　　)

A．导轨安放不水平 B．小车上挡光板倾斜

C．两小车质量不相等 D．两小车碰后连在一起

解析：选AB.选项A中，导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；选项B中，挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，所以答案应为A、B.

12．（10分）某同学用图10所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

I．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕O．

II．将木板向右平移适当距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板在记录纸上留下压痕B．

III．把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，与b球相碰后，两球撞在木板上，并在记录纸上留下压痕A和C．

①（4分）本实验必须测量的物理量是 ．（填序号字母）

A．小球a、b的质量ma、mb B．小球a、b的半径r

C．斜槽轨道末端到木板的水平距离x D．球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h

E．小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间t

F．记录纸上O点到A、B、C的距离y1、y2、y3

②（6分）用本实验中所测得的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为 ．

三．（45分）本题共四个小题，解答时应写出必要的文字方程和重要演算步骤，只写出最后结果的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．（8分）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并在空中做各种动作的运动项目．一个质量为40 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0 m高处．已知运动员与网接触的时间为1.2 s．若把这段时间内网对运动员的作用力当做恒力处理，求此力的大小．(g取10 m/s2)

14．（10分）某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U称为反向遏止电压。根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能。现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，设电子的比荷为，求：

(1)阴极K所用金属的极限频率；

(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h。

15．（12分）甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平面上匀速相向行驶，速度大小均为v0＝6 m/s，甲乘的小车上有质量为m＝1 kg的小球若干，甲和他的小车及所带小球的总质量为M1＝50 kg，乙和他的小车的总质量为M2＝30 kg。现为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面为v′＝16.5 m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后，刚好可保证两车不致相撞。求此时：

(1)两车的速度各为多少？

(2)甲总共抛出了多少个小球？

16.（15分）光滑水平面上有一质量为M的滑块，滑块的左侧是一光滑的圆弧，圆弧半径为R＝1 m。一质量为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块。已知M＝4m，g取10 m/s2。若小球刚好没跃出圆弧的上端，求：

图5

(1)小球的初速度v0是多少？

(2)滑块获得的最大速度是多少？

黄梅一中2014年春季高二年级期中考试

物理试题答案

14.解析：(1)由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压，根据动能定理。

－eU1＝0－mv

－eU2＝0－mv

(2)由以上各式eU1＝hν1－W0

eU2＝hν2－W0

解得h＝

答案：(1)　(2)

15．(12分)解析：(1)两车刚好不相撞，则两车速度相等，由动量守恒定律得

M1v0－M2v0＝(M1＋M2)v

解得v＝1.5 m/s

(2)对甲及从小车上抛出的小球，由动量守恒定律得

M1v0＝(M1－n·m)v＋n·mv′

解得n＝15

答案：(1)1.5 m/s　(2)15

(2)小球到达最高点以后又滑回，滑块做加速运动，当小球离开滑块时滑块速度最大。研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守恒和动能守恒有：

mv0＝mv2＋Mv3

mv＝mv＋Mv

解得v3＝＝2 m/s

答案：(1)5 m/s　(2)2 m/s

备用题

1.如图所示，长1．8m的细绳悬挂在天花板上，另一端系一个质量m=2kg的小球，先将球放置距地面3．6m的天花板上，后让小球自由下落，当绳绷直时即绳断裂，球落地。设整个运动时间为1.0s。求绳断瞬间球受到的冲量是多大？

2.质量为1kg的炮弹，以800J的动能沿水平方向飞行时，突然爆炸分裂为质量相等的两块，前一块仍沿水平方向飞行，动能为625J，则后一块的动能为 （ ）

A．175J B．225J C．125J D．275J

3.一质量为M＝6 kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为6 kg，停在B的左端。质量为1 kg的小球用长为0.8 m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为0.2 m，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数μ＝0.1，为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，求：

图4

(1)木板B至少多长。

(2)从小球释放到A、B达到共同速度，球及A、B组成的系统损失的机械能。

解析：(1)mgl＝mv　mgh＝mv′

v1＝ ＝4 m/s

v1′＝ ＝2 m/s

球与A碰撞过程中，系统动量守恒

mv1＝－mv1′＋mAvA

解得vA＝1 m/s

物块A与木板B相互作用过程中

mAvA＝(mA＋M)v共

v共＝0.5 m/s

μmAgL＝mAv－(mA＋M)v

L＝ m

(2)ΔE＝mgl－mgh－(mA＋M)v

代入数据解得ΔE＝4.5 J

答案：(1) m　(2)4.5 J

4．如图所示，铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点，第二次以速度2v抽出纸条，则(　　)

A．铁块落地点在P点左边

B．铁块落地点在P点右边

C．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短

D．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长

解析：选AC.以不同的速度抽出纸条时，铁块所受摩擦力相同，抽出纸条的速度越大，铁块与纸条相互作用的时间越短，故铁块获得的速度越小，铁块平抛的水平位移越小，所以选项A、C正确．