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- 2021-04-15 发布
云南省保山市龙陵县一中2019—2020学年10月份考试
高二 物理
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。
一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)
1.下列有关核反应、核能和核电站的说法中正确的是( )
A． 由ΔE＝Δmc2可知，核反应过程如果有质量亏损，则能量不守恒
B． 铀块的大小是链式反应能否进行的重要因素
C． 裂变核反应堆中，通常用镉棒让快中子减速
D． 重核裂变比轻核聚变产能效率高
2.下列说法中正确的是( )
A． 质量大的物体，其德布罗意波长小 B． 速度大的物体，其德布罗意波长小
C． 动量大的物体，其德布罗意波长小 D． 动能大的物体，其德布罗意波长小
3.中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )
A．[(mD－mp－mn)c2－E] B．[(mD＋mn－mp)c2＋E]
C．[(mD－mp－mn)c2＋E] D．[(mD＋mn－mp)c2－E]
4.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是( )
A．H＋H→He＋n是核聚变反应 B．H＋H→He＋n是α衰变
C．Se→Kr＋2e是核裂变反应 D．U＋n→Xe＋Sr＋2n是β衰变
5.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0的子弹射中并且子弹嵌在其中．已知物体A的质量mA是物体B的质量mB的，子弹的质量m是物体B的质量的，弹簧压缩到最短时B的速度为( )
A． B． C． D．
6.如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v
水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )
A．v0＋v B．v0－v C．v0＋(v0＋v) D．v0＋(v0－v)
7.甲、乙是两辆额定功率相同而质量不同的卡车，它们都在平直的公路上同向行驶，若卡车所受运动阻力等于车重的k倍(k＜1)，则两车在行驶过程中( )
A． 有相同的最大速度 B． 有相同的最大动量
C． 有相同的最大动能 D． 速度相同时的加速度也相同
8.氡的半衰期是3.8天，下列说法正确的是( )
A． 升高温度，可以使氡的半衰期变短
B． 增加压强，可以使氡的半衰期变短
C． 4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克氡原子核
D． 4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个氡原子核
9.如图5所示，一辆小车静置于光滑水平面上，车的左端固定有一个水平弹簧枪，车的右端有一个网兜．若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中．从弹簧枪发射弹丸以后，下列说法中正确的是( )
A． 小车向左运动一段距离然后停下
B． 小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下
C． 小车一直向左运动下去
D． 小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动
10.以下几个核反应方程中，X代表α粒子的方程式是( )
A．He＋Be→C＋X B．Th→Pa＋X
C．H＋H→n＋X D．P→Si＋X
二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)
11.(多选)下列说法中，正确的是( )
A． 物体做曲线运动，其动量可能始终不变
B． 速度变化了动量必定变化了
C． 物体在不为零的恒力作用下运动，其动量可能始终不变
D． 所有做曲线运动的物体动量都在变化
12.(多选)光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )
A． 单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略
B． 当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp就不能忽略
C． 单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故
D． 以上解释都是不对的
13.(多选)某种金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示．则由图象可知( )
A． 任何频率的入射光都能产生光电效应
B． 入射光的频率发生变化时，遏止电压不变
C． 若已知电子电量e，就可以求出普朗克常量h
D． 入射光的频率为 3ν0时，产生的光电子的最大初动能为2hν0
14.(多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是( )
A．M、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、v3，且满足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3
B．m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，且满足Mv＝Mv1＋mv2
C．m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足Mv＝(M＋m)v′
D．M、m0、m速度均发生变化，M和m0的速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2
三、实验题(共2小题,共15分)
15.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图2所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B
(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.
图2
图3
(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(选填“A”或“B”)是与纸带甲的________(选填“左”或“右”)端相连．
(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．
16.小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，从打下的若干纸带中选出了如图1所示的一条纸带，已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离如纸带上所示．
（1）为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外，还需要的仪器有
A．刻度尺 B．铁架台 C．停表 D．天平
（2）图中两计数点的时间间隔为T= s．
（3）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度5=
m/s（结果保留3位有效数字），并填入表中．
（4）以速度v为纵轴、时间t为横轴在图2坐标纸上建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点，并作出小车运动的v﹣t图象．
（5）根据v﹣t图象可知，小车运动的加速度大小为 m/s2（结果保留3位有效数字）．
四、计算题
17.(动量和冲量的计算)质量为2 kg的小球从125 m的高空自由落下，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：
(1)第2 s内动量的变化量大小；
(2)从开始下落到落地这段时间内，重力的冲量大小．
18.如图，光滑水平地面上静止放置三个滑块A、B、C，A和B的质量均为2m，C的质量为m.A、B之间用一根水平轻质弹簧连接，B、C接触但不粘连，现给A施加一向右的瞬时冲量，使A获得一水平向右的初速度v0.在此后的运动过程中，求：
(1)C最终的速度大小．
(2)当弹簧第二次被压缩至最短时，弹簧储存的最大弹性势能．
19.一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s.设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次．
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度多大？
20.如图所示的三个小球的质量都为m，B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后A、B两球粘在一起．问：
(1)A、B两球刚刚粘合在一起的速度是多大？
(2)弹簧压缩至最短时三个小球的速度是多大？
(3)弹簧的最大弹性势能是多少？
【参考答案】
1.B 2.C 3.C 4.A 5.C 6.C 7.B 8.C 9.A 10.C
11.BD 12.ABC 13.CD 14.BC
15.(1)A 左
(2)0.2mfs1 0.2mfs3 0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2
【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．
(2)碰撞前两滑块的速度分别为：
v1＝＝＝0.2s1f
v2＝＝0.2s3f
碰撞后两滑块的共同速度：
v＝＝0.2s2f
所以碰前两滑块动量分别为：
p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，
总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；
碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.
要验证动量守恒定律，则一定有：
0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.
16.（1）A（2）0.1s（3）0.530（4）如图所示
（5）0.417
【解析】（1）因为打点计时器可以测量小车运动的时间，所以不需要秒表，该实验不需要测量小木块和小车的质量，不需要天平，在处理纸带时，需要刻度尺测量点迹间的距离．故选A．
（2）交流电的频率为50 Hz，知每隔0.02 s打一个点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出,知相邻计数点间的时间间隔为0.1 s．
第5个计数点的瞬时速度为：v5==0.530 m/s．
（3）利用描点法可画出速度﹣时间图象：
（4）根据v﹣t图象求出图线的斜率k，
所以小车加速度a==0.417 m/s2．
17.(1)20 kg·m/s (2)100 N·s
【解析】(1)第2 s内的初速度为
v1＝gt1＝10×1 m/s＝10 m/s，
第2 s内的末速度为
v2＝gt2＝10×2 m/s＝20 m/s，
所以第2 s内动量的变化量为Δp＝p2－p1＝mv2－mv1＝2×20 kg·m/s－2×10 kg·m/s＝20 kg·m/s
(2)由h＝gt2，得t＝＝5 s.
所以从开始下落到落地这段时间内，重力的冲量为I＝mgt＝100 N·s.
18.(1)0.8v0 (2)mv02
【解析】(1)弹簧第一次压缩至最短时弹性势能最大，此后第一次恢复原长时，C的速度达到最大值，设向右为正方向，由动量守恒定律可知：2mv0＝2mv1＋3mv2
由能量守恒可知：×2m×v02＝×2mv12＋×3m×v22
联立解得：v1＝－0.2v0，v2＝0.8v0
即C最终的速度大小为0.8v0.
(2)弹簧第二次压缩到最短时，A、B速度相等，以向右为正方向，故：2mv1＋2mv2＝4mv
解得：v＝0.3v0
故此时弹簧储存的弹性势能为：
Ep＝(2m)v12＋(2m)v22－(4m)v2＝mv02
19.(1)2 m/s (2)13.5 m/s
【解析】(1)选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解．设喷出三次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：(M－3m)v3－3mv＝0，故v3＝≈2 m/s
(2)发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M－20m)v20－20mv＝0，故v20＝≈13.5 m/s.
20.(1)(2)(3)mv02
【解析】(1)在A、B碰撞的过程中弹簧的压缩量是极其微小的，产生的弹力可完全忽略，即C球并没有参与作用，因此A、B两球组成的系统所受合外力为零，动量守恒，以v0的方向为正方向，则有：
mv0＝2mv1，解得v1＝.
(2)粘合在一起的A、B两球向右运动，压缩弹簧，由于弹力的作用，C球加速，速度由零开始增大，而A、B两球减速，速度逐渐减小，当三球相对静止时弹簧最短，此时三球速度相等．在这一过程中，三球和轻弹簧构成的系统动量守恒，有：
2mv1＝3mv2，解得v2＝v1＝.
(3)当弹簧被压缩最短时，弹性势能Ep最大，即：
Epm＝·2mv12－·3mv22＝mv02.