物理解析版江苏省常州市田家炳高级中学学年高二下学期期末考试物理试题精校Word版Word格式文档下载.docx
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需要经过x次α衰变和y次β衰变,根据质量数和电荷数守恒则有:
93=2x-y+83,4x=237-209,所以解得:
x=7,y=4,即衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变,故B错误;
衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变,所以衰变过程中共有4个中子转变为质子,故C正确;
根据衰变前后质量数守恒可知,不可能放出一个α粒子,故D错误。
所以C正确,ABD错误。
3.一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则
A.质点一定做匀变速直线运动
B.质点单位时间内速度的变化量相同
C.质点可能做圆周运动
D.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
【答案】B
【分析】
正确理解和应用牛顿第二定律解决力与运动的关系,明确物体做曲线运动的条件,明确匀速圆周运动所受外力特点;
【详解】A、若所施加的外力方向与物体运动方向在同一直线上,则物体做匀变速直线运动,但如果力与初速度不在同一直线上,则物体做曲线运动,故A错误;
B、质点的加速度恒定,根据加速度定义式可知速度的变化量在单位时间内是相同的,故B正确;
C、匀速圆周运动所受外力为变力,始终指向圆心,由于所施加的是恒力,则物体受到的合力为恒力,因此不可能做匀速圆周运动,故C错误;
D、由牛顿第二定律可知,质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同,但是速度方向不一定与恒力的方向相同,故D错误。
【点睛】本题考查了物体做曲线运动的条件以及牛顿第二定律等基础知识的应用,要注意明确恒力作用下物体可以做曲线运动,但不可能做匀速圆周运动。
4.物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁,a始终处于静止状态.如图所示,当F逐渐增大时下列说法中正确的是( )
A.a受的摩擦力有两个
B.a与b间的摩擦力大小随F的增大而增大
C.a受的摩擦力大小不随F的增大而变化
D.b相对a的运动趋势方向竖直向下
与a接触的面有两个,墙与a接触面,但墙壁光滑,不存在摩擦力,a与b接触面,存在摩擦力,所以a受到的摩擦力只有一个,方向竖直向上,由于a处于静止,所以a受到的重力和摩擦力是一对平衡,故a与b间的摩擦力大小等于重力与F无关,故AB错误C正确;
如果b与a接触面光滑,则a相对b向下滑动,所以b相对a有向上运动的趋势,D错误;
【点睛】判断摩擦力存在与否的两个条件,一是接触面是否光滑和有弹力,二是两者是否具有相对运动或者相对运动趋势,在判断摩擦力大小变化时,需要注意是静摩擦力还是滑动摩擦力,静摩擦力可以根据共点力平衡条件分析,与接触面间的压力无关
5.如图,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点,此时OB′与OA之间的夹角θ<
90°
.设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法正确的是
A.FOA一直减小
B.FOA一直增大
C.FOB一直减小
D.FOB先增大后减小
【答案】A
以结点O为研究对象,分析受力,作出轻绳在B和B′两个位置时受力图,由图分析绳的拉力变化;
【详解】以结点O为研究对象,分析受力:
重力G、绳OA的拉力FOA和绳BO的拉力FOB,如图所示:
根据平衡条件知,两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反,作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图,由图看出,FOA逐渐减小,FOB先减小后增大,当
时,FOB最小,故A正确,BDC错误。
【点睛】本题运用图解法研究动态平衡问题,也可以根据几何知识得到两绳垂直时,轻绳OB的拉力最小来判断。
二、多项选择题:
本题共5小题,每小题4分,共计20分。
每小题有多个选项符合题意。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答得0分。
6.下列关于光谱的说法正确的是()
A.炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱
B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素
C.连续光谱是不能用来作光谱分析的
D.我们能通过月光的光谱分析鉴别月球的物质成份
【答案】AC
光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案,发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱;
发射光谱有两种类型:
连续光谱和明线光谱,连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱;
【详解】A.炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱,故A正确;
B.太阳光谱是吸收光谱,其中的暗线,说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素,故B错误;
C.连续光谱是不能用来作光谱分析的,故选项C正确;
D、光谱分析要使用明线谱或吸收光谱,而月亮的光是反射的太阳光,故D错误;
【点睛】本题是考查光谱与光谱分析,要求学生理解与掌握即可。
7.一遥控玩具小车在平直路上运动的位移一时间图象如图所示,则
A.前15s内汽车的位移为30m
B.20s末汽车的速度为—1m/s
C.前5s内汽车的加速度为3m/s
D.前25s内汽车做单方向直线运动
【答案】AB
位移时间图线的斜率表示速度,对应的纵坐标表示汽车的位移;
【详解】A、由图象可知,
内汽车的位移为
,故A正确;
B、汽车在
时做匀速直线运动,速度为
,故B正确;
C、汽车在前
内向正方向做匀速直线运动,所以前
内加速度为0,
内静止,
内反向做匀速直线运动,故CD错误。
【点睛】解决本题的关键知道位移时间图象的物理意义,知道图线斜率表示的含义。
8.在平直路上行驶的一节车厢内,用细线悬挂着一个小球,细线与竖直方向的夹角为θ,水平地板上的O点在小球的正下方,当细线被烧断,小球落在地板上的P点,则
A.P与O重合
B.当车向左运动时P在O点的左侧
C.当车向右运动时P在O点的右侧
D.当车向右运动时P在O点的左侧
【答案】BD
当细线被烧断,小球以此时车厢的速度为初速度做平抛运动,而车厢做加速运动,分车向左向右两种情况进行分析即可解答;
【详解】由题意可知,车在做加速度向右的运动,可能是加速向右,线断后做平抛运动,由于车是加速的,故车的位移大于球的水平位移,P在O点的左侧;
若车向左运动则是减速运动,车的位移小于球的水平位移,P在O点的左侧,故选项BD正确,选项AC错误。
【点睛】本题要注意根据小球的状态分析车的运动情况,知道细线烧断后小球做平抛运动。
9.质量相同的木块A、B用轻弹簧相连,置于光滑水平面.现用一水平恒力F推A,则由开始到弹簧第一次压缩到最短的过程中
A.A,B速度相同时,加速度aA=aB
B.A,B速度相同时,加速度aA<
aB
C.A,B加速度相同时,速度vA<
vB
D.A,B加速度相同时,速度VA>
根据物体的受力情况,分析两物体的运动情况,确定加速度和速度如何变化,分析加速度相等时速度关系,当弹簧压缩最短时,两物体的速度相同,由牛顿第二定律分析加速度的关系;
【详解】水平恒力F推木块A,在弹簧第一次压缩到最短的过程中,A做加速度逐渐减小的加速运动,B做加速度逐渐增大的加速运动,在
之前
,故经过相等的时间,A增加的速度大,B增加的速度小,所以,在
时
;
当
时,弹簧的压缩量最大,弹力最大,设为
,若
,则A在此之前一直做加速度逐渐减小的加速运动,B做加速度逐渐增大的加速运动,由于
,所以
,故BD正确,AC错误。
【点睛】本题考查运用牛顿运动定律对含有弹簧的系统进行动态分析的能力,要抓住弹力的可变性进行分析。
10.如图所示为一输送带装置,传送带与水平方向夹角为θ,以速度v0顺时针匀速转动.从流水线上下来的工件每隔一段时间有一个落到输送带下端的A点(可以认为初速度为零),经传送带运送到与上端B点等高的平台上,再由工人运走.已知传送带与工件间的动摩擦因数有μ>
tanθ.工件在传送带上运动过程中,其速度V、加速度a随时间变化的图象可能正确的是( )
B.
C.
D.
【答案】CD
对工件受力分析如图,
由于μ>tanθ,故沿传送带运动方向工件将做匀加速直线运动,以后将存在两种可能性:
(1)一直匀加速运动到B点;
(2)匀加速一段距离,工件与传送带相对静止,而后改为匀速运动对应此两种情况,答案应为CD。
故选CD。
【点睛】首先明确工件运动的两种可能情形,而后逐个分析选项,采用排除法解决,物体在传送带上的运动情形往往都对应此两种情形,要加以注意。
三、填空题:
本题共2题,第10题4分,第11题4分,第12题6分,共计14分,请将解答填写在答题卡相应位置。
11.某实验小组成员用如图所示装置研究光电效应规律,其中光电管的极限频率为υ0,用某种单色光照射光电管,调节滑动变阻器的滑片,使电流计的示数刚好为零,此时电压表的示数为U0,则照射光的频率为_______,保持滑动变阻器的滑片位置不变,增大照射光的强度,则电流表的示数_________(填“仍然为零”或“不为零”)(已知普朗克常数为h).
【答案】
(1).
(2).仍然为零
从图中可知,所加的电压为反向电压,电流计的读数恰好为零,此时电压表的示数为U0,可知光电子的最大初动能,根据光电效应方程
,求出照射光的频率,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,与入射光的频率有关;
【详解】电流计的读数恰好为零,此时电压表的示数为
,知光电子的最大初动能为
.
根据光电效应方程有:
解得:
光电子的最大初动能与入射光的强度无关,与入射光的频率有关,所以增大入射光的强度,电流计的读数仍为零。
【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程
,以及知道光电子的最大初动能与入射光的强度无关,与入射光的频率有关。
12.如图给出了氢原子的四个能级、大量氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有_____种,其中能量最高的光子能量为__eV
【答案】
(1).6;
(2).12.75
任意两个能级间产生一次跃迁,发出一种频率的光子,氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多共产生6种频率不同的光子;
【详解】由于氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有
根据玻尔理论分析得知,氢原子从
跃迁到
能级时放出的光子能量最大,则能量最高的光子能量为
。
【点睛】解决本题的关键知道能级跃迁能极差与光子能量的关系。
13.有同学利用如图所示的装置来探究求合力的方法:
在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是(____)
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是(____)
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为图中________(选填“甲”或“乙”)是正确的.
【答案】
(1).BCD
(2).A(3).甲
(1)两头挂有钩码的细绳跨过两光滑的固定滑轮,另挂有钩码的细绳系于O点(如图所示).由于钩码均相同,则钩码个数就代表力的大小,所以O点受三个力处于平衡状态,由平行四边形定则可知:
三角形的三个边表示三个力的大小,根据该规律判断哪组实验能够成功.
(2)为验证平行四边形,必须作图,所以要强调三力平衡的交点、力的大小(钩码的个数)与力的方向;
(3)明确“实际值”和“理论值”的区别即可正确解答.
【详解】
(1)对O点受力分析
OA
OB
OC分别表示三个力的大小,因为三共点力处于平衡,所以0C等于OD.因此三个力的大小构成一个三角形.
A项、以钩码的个数表示力的大小,则不能构成三角形,故A不正确.
B项、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构成等腰三角形,所以B选项是正确的.
C项、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构成等边三角形,所以C选项是正确的
D项、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构成直角三角形,所以D选项是正确的
所以BCD选项是正确的
(2)为验证平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,是从力的三要素角度出发,要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向,所以A选项是正确的,BCD错误.
所以A选项是正确的.
(3)
这个力一定沿绳子方向,但
、
合成的力方向不一定在竖直方向,故甲图对
【点睛】掌握三力平衡的条件,理解平行四边形定则,同时验证平行四边形定则是从力的图示角度去作图分析,明确“理论值”和“实际值”的区别.
14.下列说法正确的是______
A.放热的物体,其内能也可能增加
B.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有的方向性
C.布朗运动说明了组成固体颗粒的分子的无规则运动
D.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大
改变物体的内能有两种方式:
做功和热传递,根据热力学第一定律分析内能的变化;
能量耗散现象是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性;
温度是分子平均动能的标志,物体的温度升高,分子的平均动能增大,并不是每一个分子动能都增大;
【详解】A、改变物体内能的方式有两种:
做功与热传递,放热的物体如果外界对它做功,它的内能可能增加,故A正确;
B、由热力学第二定律可知,能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有的方向性,故B正确;
C、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动,是由大量分子撞击引起的,反应了液体分子的无规则运动,故C错误;
D、温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大,故D错误。
【点睛】本题考查了热学内容,涉及的知识点较多,但难度不大,熟练掌握基础知识即可解题,平时学习要注意基础知识的学习、掌握与应用。
15.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,正确的是
A.甲图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力均为零
B.乙图中,由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况,可知温度T1<
T2
C.丙图中,在固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,从石蜡熔化情况可判定固体薄片必为非晶体
D.丁图中,液体表面层分子间相互作用表现为斥力,正是因为斥力才使得水黾可以停在水面上
甲图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等,合力为零,故A错误;
如图中,氧气分子在T2温度下速率大的分子所占百分比较多,所以T2温度较高,故B正确;
由图可以看出某固体在导热性能上各向同性,可能是多晶体或者非晶体,故C错误;
丁图中,昆虫水蝇能在水面上不陷入水中,靠的得液体表面张力的作用,故D错误。
所以B正确,ACD错误。
16.如图所示为一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C的p-
图象,其中AB段是一段圆弧,A、B两点的连线与
轴平行,BC为延长线过原点的直线,则从状态A变化到状态B气体内能____(填“增加”、“不变”或“减少”);
从状态B变化到状态C气体_____(填“吸收”或“放出”)热量.
【答案】
(1).减小;
(2).放出
根据
,整理得
,CT即为图象各点到原点O连线的斜率,分析斜率变化即可分析出温度变化,进而分析出内能的变化情况,结合热力学第一定律即可判断出从状态B变化到状态C气体气体与外界热量交换的情况;
【详解】因为是一定质量的理想气体,所以:
,其中C为定值,整理得:
图象上各点到原点O连线的斜率即为CT,如图所示,
从A到B过程中图象上各点到原点O连线的斜率CT逐渐减小,所以温度T逐渐减小,故从状态A变化到状态B气体内能减小;
B到C的过程中图象各点到原点O连线的斜率CT不变,所以温度T不变,故内能不变:
,根据热力学第一定律:
,可得:
根据图象可知B到C的过程中,体积变小,外界对气体做功,所以:
所以:
,即:
从状态B变化到状态C气体放出热量。
【点睛】本题考查气体定律的综合运用,解题关键是要根据图象推导出表达式,分析斜率的含义,结合热力学第一定律分析求解,注意CT表示的是图象上各点到原点O连线的斜率,不是图象曲线本身的斜率。
17.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为K,N滴溶液的总体积为V。
在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓,如图所示,测得油膜占有的正方形小格数为Y。
(1)用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为________________。
(2)油酸分子直径约为________________。
(2).
(1)N滴油酸酒精溶液的总体积为V,那么N滴溶液中纯油酸的体积kV,则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
(2)油膜法测量分子直径实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜,那么油酸分子的直径,等于薄膜厚度,即为
点晴:
本题关键理解并掌握实验的原理,建立分子模型.在用油膜法估测分子的大小实验中,我们做了些理想化处理,认为油酸分子之间无间隙,油酸膜为单层分子,明确该实验的实验原理即可正确解答本题。
18.一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为TA=300K,试求:
①气体在状态C时的温度TC,
②若气体在AB过程中吸热1000J,则在AB过程中气体内能增加了多少?
【答案】
(1)375K;
(2)400J
①、A与D状态的温度相同,借助D到C得过程确定C的温度;
②、根据体积的变化确定气体变化中做功的正负,结合热力学第一定律确定内能的变化;
【详解】①D→A为等温线,则
,C到D过程由盖吕萨克定律得:
得到:
②A到B过程压强不变,体积变大气体对外做功
由
由热力学第一定律
,则气体内能增加,增加
【点睛】本题中气体的变化注意状态参量的对应,在热力学第一定律的应用中注意做功和热量的正负问题。
五、计算题:
本题共4小题,共计51分。
解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
19.用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(
),发生核反应后生成氚核和α粒子。
生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反,氚核与α粒子的速度之比为7∶8,中子的质量为m,质子的质量可近似看成m,光速为c.
(1)写出核反应方程;
(2)求α粒子的速度大小;
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能,求出质量亏损。
(1)
(2)
(1)根据质量数和电荷数守恒,书写核反应方程;
(2)根据动量守恒定律求解α粒子的速度;
(3)根据爱因斯坦质能方程求解核质量亏损;
(1)根据质量与电荷数守恒,则有:
(2)由动量守恒定律得
由题意得
,解得:
,
(3)氚核和α粒子的动能之和为
释放的核能为
由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为
【点睛】核反应遵守两大基本规律:
能量守恒定律和动量守恒定律,注意动量守恒定律的矢量性。
20.起跳摸高是学生常进行的一项活动。
某中学生身高1.80m,质量70kg。
他站立举臂,手指摸到的高度为2.10m.在一次摸高测试中,如果他下蹲,再用力瞪地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到高度为2.55m。
设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s。
不计空气阻力,(g=10m/s2).求:
(1)他跳起刚离地时的速度大小;
(2)从蹬地到离开地面过程中重力的冲量的大小;
(3)上跳过程中他对地面平均压力的大小。
(1)3m/s
(2)
(2)1000N
人跳起后在空中运动时机械能守恒,由人的重心升高的高度利用机械能守恒可求得人刚离地时的速度;
人在与地接触时,地对人的作用力与重力的合力使人获得上升的速度,由动量定理可求得地面对他的支持力,再由牛顿第三定律可求得他对地面的平均压力;
(1)跳起后重心升高
根据机械能守恒定律:
(2)根据冲量公式可以得到从蹬地到离开地面过程中重力的冲量的大小为:
,方向竖直向下;
(3)上跳过程过程中,取向上为正方向,由动量定理
即:
,将数据代入上式可得
根据牛顿第三定律可知:
对地面的平均压力
【点睛】本题中要明确人运动的过程,找出人起跳的高度及人在空中运动的高度,从而正确选择物理规律求解。
21.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°
,物体甲及人均处于静止状态,已知si
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