一、选择题（本题共14个小题，每小题3分，共42分.每小题给出的四个选项中，有的只有一个正确，有的多个正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分.错选的或不答的得0分）

1.关于物体的动量，下列说法正确的是（ ）

A.物体的动量越大，物体运动就越快

B.物体动量越大，惯性就越大

C.物体的动量的方向，一定沿着物体的运动方向

D.物体动量的方向，一定与物体的动量变化的方向相同

2.如图1所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是(　　)

A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多

B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些

C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光

D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

3.如图2所示，A、B两物体质量
，水平面光滑，当烧断细线后（原来弹簧被压缩），则下列说法正确的是 （ ）

A. 弹开过程中A的速率小于B的速率

B. 弹开过程中A的动量小于B的动量

C. A、B同时达到最大速度

D. 当弹簧恢复原长时，两物体同时脱离弹簧

4.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0 ，则(　　)

A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0

C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

5. 光滑水平面上半径相等的两金属小球A和B相向运动并发生对心碰撞，碰后两球均静止，若两球的质量之比为
，则两球碰前的速度关系为 （ ）

A.方向相同，大小之比为1：3 B.方向相同，大小之比为3：1

C.方向相反，大小之比为1：3 D.方向相反，大小之比为3：1

6随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 （ ）

A.核电厂的核能来自于重核的裂变

B.天然放射现象表明原子核内部有电子

C.轻核聚变反应方程有

D.核子在结合成原子核时出现质量亏损
，其能量也要相应减少，即

7. 如图3所示，一枚手榴弹开始时在空中竖直向下落，到某位置时爆炸成a、b两块同时落地，其中a落地时飞行的水平距离OA大于b落地时飞行的水平距离OB，下列说法正确的是 （ ）

A.爆炸瞬间a、b两块的速度大小相等

B.爆炸瞬间a、b两块的速度变化量大小相等

C.a、b两块落地时的速度大小相等

D.爆炸瞬间a、b两块的动量变化大小相等

8. 如图4所示，2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨双缝干涉实验”装置进行电子干涉实验，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）

A.光具有波动性

B.光具有波、粒二象性

C.微观粒子也具有波动性

D.微观粒子也是一种电磁波

9. 如图5所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的以初速度
向右运动，与车厢比来回碰撞n次后，静止在车厢中，此时车厢的速度为 （ ）

A.
，水平向右 B.0

C.
，水平向右D.
，水平向左

10.氢原子的能级如图6所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV，下列说法正确的是 （ ）

A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发电离

B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应

C.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光

D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光

11．如图7所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA， B的质量为mB， mA>mB．最初人和车都处于静止状态，现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B相对地面的速度大小相等，则车（ ）

A．静止不动 B．向右运动

C．向左运动 D．左右往返运动

12.如图8所示，印度第一艘自主研发的核潜艇于2009年7月26日正式下水，成为世界第六个拥有核潜艇的国家．核动力潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇．在核反应中有一种是一个
原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应，其裂变方程为
，则下列叙述正确的是(　　)

A．X原子核中含有54个质子

B．X原子核中含有53个中子

C．裂变时释放能量是因为亏损的质量变成了能量

D．裂变时释放能量，出现质量亏损，质量数不守恒

13．如图9所示，长为a的轻质细线，一端悬挂在O点，另一端接一质量为m的小球，组成一个能绕O点自由转动的振子，现有n个这样的振子以相等的间隔b（b>2a）成一直线悬于光滑的平台上，且悬点距台面的高度均为a，今有一质量为m的小球以水平速度v沿台面射向振子，且与振子碰撞时无能量损失，为使每个振子被小球碰后都能在竖直面内转一周，则入射小球的速度不能小于 （ ）

A.
B.
C.
D.

14.质量相等的A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静止于光滑水平面上.当用板挡住小球A而释放小球B时，B球被弹出落于距桌边为s的水平地面上，如图10所示.问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球的落地点距桌边为 （ ）

A. s/2 B.
C. s D.

二、填空题（本题共4个小题，共18分）

15.（4分）一个物体静置于光滑水平面上，

外面扣一个质量为M的盒子，如图11所示。现给盒子一初速度
，盒子运动的v-t像呈周期性变化，如图12所示 。据此可知盒内物体的质量为 。

16.（4分）太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。以上核反应过程的核反应方程

，

一次这样的过程释放的核能为 MeV

17.（4分）质子、中子和氘核的质量分别为ｍ１、ｍ２、ｍ３，质子和中子结合成氘核时，发出γ射线，已知普朗克恒量为ｈ，真空中光速为ｃ，则γ射线的频率υ＝ ______ ．

18.（6分）用如图13所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：

①先测出可视为质点的两滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面之间的动摩擦因数；查出当地的重力加速度g；

②用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B恰好紧靠在桌边；

③剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地的水平位移
，滑块A沿桌面滑行的距离
（未滑出桌面）.

为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它的字母 ，如果弹簧弹开过程动量守恒，需满足的关系式为 .

三、计算题（本题共4个小题，共40分）

19.（8分）如图14所示，在水平面上放置质量M=0.8kg的木块，一颗质量为m=50g的子弹以
的水平速度射入木块并留在其中，

此后两者一起运动。若木块与地面间的动摩擦因数
，求木块在地面上滑行的距离。（取
）

20.（8分）如图15所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．

(1)求此时光电子的最大初动能的大小．

(2)求该阴极材料的逸出功．

21.（12分）如图16所示，质量为M的小车A左端固定一根轻弹簧，车静止在光滑水平面上，一质量为m的小物块B从右端以速度v0冲上小车并压缩弹簧，然后又被弹回，回到车右端时刚好与车保持相对静止．求

(1)这过程弹簧的最大弹性势能EP为多少？

(2)全过程系统摩擦生热Q多少？

22.（12分）（1）氢原子能级图如图17所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量为多少电子伏特？一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1能级的过程中，可能辐射多少种不同频率的光子？

（2）静止的锂核Li俘获一个速度为8×106 m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核He，它的速度大小是8×106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，求反应后产生的另一个粒子的速率．

高二物理参考答案

一、选择题

1.答案 C

提示 动量不同于速度，A错；动量也不同于惯性，B错；动量是矢量，其方向即为速度方向，C对；动量和动量变化是意义完全不同的物理量，动量变化的方向与该段时间内冲量的方向相同，D错。

2.答案 AD

解析 α粒子散射实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转．因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、极少数，故A、D正确．

3.答案 ABD

提示 在弹簧弹开过程中，有
，因
，所以
，A正确；只要弹簧还没有恢复原长，就对两个物块均有弹力作用，弹力为零（即弹簧恢复原长）时，A、B速度同时达到最大，此后两物体脱离弹簧，C、D均正确.

4.答案 AB

解析 由光电效应方程hν＝hν0＋Ekm知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生光电子，其最大初动能Ekm＝hν－hν0＝2hν0－hν0＝hν0，故A、B正确，D错误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C错．

5.答案 D

提示 根据动量守恒，
，所以
，D对.

6.答案 AD

解析 核电厂的核能来自于重核的裂变，A正确．天然放射现象放射出的β射线是高速运动的电子流，是由原子核中的中子变成质子后产生的，选项B错误．写核反应方程时应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则，选项C正确．根据质能方程的意义即可知选项D正确。

7.答案 D

解析 由题意知爆炸后a、b的竖直分速度大小相等，即竖直方向两个的动量没有发生变化。由a的水平位移大小大于b的水平位移大小，可知a获得的水平分速度大小大于b获得的水平分速度大小，A、B、C均错；但水平方向动量守恒，所以a、b的动量变化必大小等，D正确.

8．答案 C

解析 因干涉现象是波的特征，所以，既然电子通过双缝出现了干涉条纹，说明电子（微观粒子）具有波动性。故正确选项应为C.

9.答案 C

提示 物体和车厢组成的系统所受合外力为零，物体与小车碰撞n次的过程中系统的动量守恒，设m相对车厢静止时，M、m的共同速度为v，取向右方向为正，有：
，所以
，方向向右，C正确.

10.答案 ABC

解析 处于n=3能级的氢原子发生电离时，至少要吸收
的能量，已知可见光的能量范围在1.62eV~3.11Ev，则紫外线光子能量必高于3.11eV，更高于1.51eV，A项对；大量氢原子从高能级向n=3点的步能级跃迁时，光子的最高能量为1.51eV，最低能量为
，处在红外波段，故B项对；大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出6种不同频率的光，分别对应
、
、
、
、
、
，C项对，D项错；

11.答案 C

解析 A和B与小车作用过程中系统动量守恒，开始都静止，总动量为零．由于mA>mB，两人速度大小相等，则A向右的动量大于B向左的动量，故小车应向左运动，正确答案为C．

12.答案 A

解析 由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有54个质子，78个中子，故A正确，B、D错，释放能量不是质量变成了能量，而是亏损的质量以能量的形式释放，C错．

13.答案 C

提示 由于小球与振子碰撞无能量损失，每次小球与振子、振子与小球碰撞后均交换速度。振子完成完整圆周运动在最低点的最小速度应为
，则
，又：
，所以可解得：
，因此，只有入射小球的速度不小于
，就可使所有振子完成完整的圆周运动.

14.答案 D

提示 当板挡住A球释放B球时，弹簧的弹性势能全部转换为B的动能，即
.撤去挡板，将A、B同时释放，系统动量和机械能都守恒，即
，
；又设落地时间为t，
，
；

联立解得：

二、填空题

15.答案 M

解析 设物体的质量为m，
时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动能守恒定律可得：

，
时刻物体与盒子右侧壁碰撞使盒子速度又变为
，说明碰撞没有能量损失，则

联立可解得：

16.答案 （1）
（2）3.26 MeV

解析 （1）根据质量数守恒和电荷数守恒，可知空中应为

(2)根据质能方程可得：

ΔE＝Δmc2＝(2×2.013 6 u－3.015 0 u－1.008 7 u)×931.5 MeV＝3.26 MeV.

17.答案

解析 核反应中释放的能量ΔＥ＝Δｍｃ２以释放光子的形式释放出来，由于光子的能量为hυ，依能量守恒定律可知：hυ=Δｍｃ２据此便可求出光子的频率。

质子和中子结合成氘核：
Ｈ+
ｎ
Ｈ+γ这个核反应的质量亏损为：

Δｍ＝ｍ１＋ｍ２－ｍ３

根据爱因斯坦质能方程 ΔＥ＝Δｍｃ２

此核反应放出的能量 ΔＥ＝（ｍ１＋ｍ２－ｍ）c2以γ射线形式放出，由Ｅ＝hυ可得γ射线的频率：υ=

18.答案 还需测出B落地前的高度h以及落地的水平位移
，测出A在桌面上停止运动前的位移

或

解析 要测出B的初速度，还需测出B落地前的高度h.

对B：根据平抛运动规律得：
，
，由此可得：

对A：根据牛顿第二定律得：
，
，可解得：

如果弹簧弹开过程动量守恒，需满足：

即：
或

三、计算题

19. 答案 25m

解析 对子弹射中木块的过程，根据动量守恒定律可得：

可得：

设子弹与木块在水平地面上一起运动距离为s，据动能定理可得：

可解得：

20. 答案 0.6 eV　1.9 eV

解析 设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为
，阴极材料逸出功为

当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此

由光电效应方程：

由以上二式：
,

所以此时最大初动能为0.6 eV，该材料的逸出功为1.9 eV.

21. 答案

解析 全过程系统动量守恒，小物块将弹簧压缩到最短和被弹回到车右端的两个时刻，系统的速度是相同的，都满足：mv0＝(m+M)v ①

由于这两个时刻速度相同，说明小物块从车左端返回车右端过程中弹性势能的减小恰好等于系统内能的增加，即弹簧的最大弹性势能EP恰好等于返回过程的摩擦生热，而往、返两个过程中摩擦生热是相同的，所以EP是全过程摩擦生热Q的一半．Q＝2EP ②

全过程由能量守恒和转化定律得

③

由①②③得

22.答案 (1)13.6　 6 （2）8×106 m/s

解析 （1）根据氢原子能及图可知，要使处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，即发生电离，则需吸收的能量应为13.6eV.

根据N=( n－1) n/2可知：一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1能级的过程中可能辐射的光谱线条数为：

（2）此核反应的方程式为

设中子质量为m，则氦核质量为4m，氢核质量为3m，由动量守恒定律可得：

mv1＝4mv2＋3mv3，v3＝－8×106 m/s

即：反应后所产生的另一个粒子的速度大小为8×106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相反．