2014-2015学年下期高二第二次精英对抗赛物理试卷

一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。其中1-10题为单选题，11-12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．以下说法正确的是（ ）

A．汤姆生发现电子并提出了原子核式结构模型

B．查德威克通过实验证实了原子核内存在中子

C．放射性元素放出的β粒子就是原子的核外电子

D．结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

2.下列光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ）

A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子

C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著

D．大量光子的行为往往显示出粒子性

3．一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法中正确的是（ ）

A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变

B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加

C．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加

D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加

4．在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用哪种方法（ ）

A．增加光照时间 B．增大入射光的波长

C．增大入射光的强度 D．增大入射光频率

5.船和人的总质量为M，原来静止在水面上，质量为m的人从船头水平跳出后，船获得的反冲速度为V，则人跳出去时的速度为（ ）

A．MV/m B．(m-M)V/m C．MV/(M-m) D．mV/(M+m)

6．如图所示，放在光滑水平地面上的小车质量为M，它两端各有弹性挡板P和Q，车内表面动摩擦因数为μ。质量为m的物体放在车上，在极短时间内给物体施加向右的冲量I，物体与Q作弹性碰撞，后又返回，再与P作弹性碰撞，这样物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后，最终物体的速度为（ ）

A.0 B.I/m C.I/(M+m) D.无法确定

7．下列说法正确的是（ ）

A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性

B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小

C．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点

D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性

8．目前，在居室装修中经常用到花岗石、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ）

A．铀核（
U）衰变为铅核（
Pb）的过程中，要经过8次衰变和10次
衰变

B．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期

C．放射性元素发生
衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的

D．
射线与射线一样都是电磁波，但射线穿透本领比
射线强

9．如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（ ）

A．当氢原子从
状态跃迁到
状态时，辐射

出0.66eV的光子

B．波尔理论认为原子的能量是不连续的，电子的轨道

半径是连续的

C．波尔理论也能很好地解释复杂原子的光谱

D．大量处在
能级的氢原子可以被13eV的电子碰

撞而发生跃迁

10．如图所示，将质量为2m的长木板静止地放在光滑水平面上，一质量为m的小铅块（可视为质点）以水平初速v0由木板A端滑上木板，铅块滑至木板的B端时恰好与木板相对静止.已知铅块在滑动过程中所受摩擦力始终不变.若将木板分成长度与质量均相等的两段后，紧挨着静止放在此水平面上，让小铅块仍以相同的初速v0由左端滑上木板，则小铅块将 （ ）

A．滑过B端后飞离木板

B．仍能滑到B端与木板保持相对静止

C．在滑到B端前就与木板保持相对静止

D．以上三答案均有可能

11．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能
与入射光频率的关系图象。由图象可知（ ）

A．该金属的逸出功等于

B．该金属的逸出功等于

C．入射光的频率为2
时，产生的光电子的最大初动能为

D．当入射光的频率大于
时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

12．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险。已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为Pu→X＋He＋γ，下列有关说法正确的是(　　)

A．X原子核中含有92质子

B．100个Pu经过24 100年后一定还剩余50个

C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加

D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力

二、选择填空（每题6分，共12分）

13.下列的若干叙述中，正确的是__________ (填正确答案标号。选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得0分）

A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

B．对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能 Ek与照射光的频率成线性关系

C．一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半

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，原子的能量也减小了

E．将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用

14. 以下说法符合物理学史的是

A．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元

B．康普顿效应表明光子具有能量

C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性

D．汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构。

E．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的．

三、计算题（要求写出必要的文字说明和重要演算步骤，共40分）

15．(9分)如图所示，在固定的光滑水平杆(杆足够长)上，套有一个质量为m=0.5 kg的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为M=1.98kg的木块，现有一质量为m0=20g的子弹以v0=100m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间，g取10m/s2)，求：

①圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；

②木块所能达到的最大高度．

16.(9分)如图所示,质量为m=245g的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5kg的

木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为=0· 4。质

量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射人物块并留在其中(时间极短),g

取10m/s2。子弹射入后,求:

（i）物块相对木板滑行的时间;

(Ⅱ )物块相对木板滑行的位移。

17.(10分)如图所示为两块质量均为m，长度均为L的木板放置在光滑的水平桌面上，木块1质量也为m（可视为质点），放于木板2的最右端，木板3沿光滑水平桌面运动并与叠放在下面的木板2发生碰撞后粘合在一起，如果要求碰后木块1停留在木板3的正中央，木板3碰撞前的初速度v0为多大？已知木块与木板之间的动摩擦因数为(。

18. (12分)如图所示，轻弹簧的两端与质量均为2m的B、C两物块固定连接，静止在光滑水平面上，物块C紧靠挡板但不粘连．另一质量为m的小物块A以速度v0从右向左与B发生弹性正碰，碰撞时间极短可忽略不计．(所有过程都在弹簧弹性限度范围内)求：

(1)A、B碰后瞬间各自的速度；

(2)弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比．

高二物理答案

1-12 B C C D B C A C D C BC AD

13.ABE 14. ACE

15．（1）99J（2）0.01m

解析：

①子弹射入木块过程，动量守恒，则有

v=1m/s

机械能只在该过程有损失，损失的机械能为

②木块（含子弹）在向上摆动过程中，木块（含子弹）和圆环水平方向动量守恒，则有：

根据机械能守恒定律有

联立解得h=0.01m

16子弹打入木块过程，由动量守恒定律得 m0v0＝(m0＋m )v1 …… ……………（2分）

木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律得(m0＋m )v1 ＝(m0＋m+M )v2 ……（1分）

对子弹木块整体，由动量定理得 －μ(m0＋m)gt＝(m0＋m) (v2－v1) ……………（2分）

联立解得物体相对小车的滑行时间
………………………………（1分）

由能量守恒定律得 μ(m0＋m)gd＝(m0＋m) v12－(m0＋m+M ) v22………………（2分）

联立解得 d＝3 m……………………………………………………………………（1分）

17.

（2）解：设第3块木块的初速度为V0,对于3、2两木块的系统，设碰撞后的速度为V1，据动量守恒定律得：mV0=2mV1  (2分)

对于3、2整体与1组成的系统，设共同速度为V2，则据动量守恒定律得：

2mV1=3mV2  (2分)

第1块木块恰好运动到第3块正中央，则据能量守恒有：

 (3分)

18解:（1）A、B发生弹性正碰，碰撞过程中，A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒，以A、B组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，

由动量守恒定律得：
（1分）

在碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：
（1分）

联立解得：
（1分） ,
；（1分）

（2）弹簧第一次压缩到最短时，B的速度为零，该过程机械能守恒，

由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能：
（1分）

从弹簧压缩最短到弹簧恢复原长时，B、C与弹簧组成的系统机械能守恒，

弹簧恢复原长时，B的速度
，速度方向向右，C的速度为零，

从弹簧恢复原长到弹簧第一次伸长最长时，B、C与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，弹簧伸长最长时，B、C速度相等，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
（1分）

由机械能守恒定律得：
（1分）

解得：
，（1分）

弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比：
（1分）