人教版 甘肃省武威市民勤县第三中学 2017-2018学年第二学期 高二物理期末试卷(选修3-5

甘肃省武威市民勤三中2017—2018学年度高二下学期期末考试
物理试题
一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分．4、5小题是多项选择，全部选对得4分，选对而不全得2分，有选错或不选的得0分．）
1. 下面关于质点的说法，正确的是（）
A. 只有体积很小的物体才可以当作质点
B. 平动的物体可以看作质点．
C. 转动的物体能看作质点
D. 体积很大的物体不能当作质点。

【答案】B
【解析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，所以体积小的物体不一定可看做质点，体积大的物体不一定不能看做质点，例如研究地球绕太阳公转时，地球的形状和大小可以忽略，地球就可以看成质点，选项AD错误；平动的物体可以看做质点，要看它的形状对分析的问题有没有影响，所以B正确；转动的物体在研究物体转动时肯定不能看作质点，选项C错误；故选B.
点睛：本题是常见的题型，关键抓住把物体看作质点的条件行判断，不是看物体的绝对体积和质量，而要看物体的大小和形状对所研究的问题是不是没有影响或影响可忽略不计．
2. 如图是一个初速度为V0沿直线运动物体的速度图象，经过时间t速度为V t，则在这段时间内物体的平均速度和加速度a的情况是（）
A. >
B. <
C. a是恒定的
D. a是随时间t变化而增大的
【答案】A
【解析】由图可知，物体做加速度减小的加速运动，连接图象的起点和终点可得到一个匀变速直线运动，如图所示：
点睛：v-t图象中图象的斜率表示物体的加速度，则根据斜率可求得加速度的变化；由图象的面积可得出物体通过的位移。

3. 一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面,把它在空中运动的时间分为相等的三段,如果它在
第一段时间内的位移是1.2m,那么它在第三段时间内的位移是( )
A. 1.2 m
B. 3.6 m
C. 6.0 m
D. 10.8 m
【答案】C
【解析】根据自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，从静止开始相等时间间隔内的位移之比为：1：3：5得：它在第二段时间内的位移为：
它在第三段时间内的位移为：
则总高度，D正确．
4. (双项选择)汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～50 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示。

下面的有关说法中正确的是( )
A. 汽车行驶的最大速度为20 m/s
B. 汽车在40～50 s内的速度方向和0～10 s内的速度方向相反
C. 汽车在50 s末的速度为零
D. 在0～50 s内汽车行驶的总位移为850 m
【答案】AD
【解析】试题分析：由图可知，汽车先做匀加速运动，10后速度为v=at=20m/s，10-40s匀速运动，40-50s，匀减速运动，所以最大速度为20m/s，故A正确；50s末速度为v′=v-at=20-10=10m/s，所以汽车一直沿直线
向一个方向运动，速度方向相同，故BC错误；匀加速运动的位移为：x1=t1=100m，匀速直线运动的位移为：x2=vt=20×30m=600m，匀减速直线运动的位移为：，则总位移
x=x1+x2+x3=100+600+150m=850m．故D正确．故选AD。

考点：匀变速直线运动的规律
【名师点睛】解决本题的关键理清汽车的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，本题也可以根据速度时间图线进行研究。

5. (双项选择)如图所示,质量为m的人用绳子通过定滑轮把一个物体沿光滑的斜面向上拉,若不计滑轮的摩擦和绳子的质量,则人向右缓慢移动的过程中( )
A. 绳子的拉力不变
B. 人受到的支持力不变
C. 人受到地面的摩擦力增大
D. 人对绳子的拉力增大
【答案】AC
【解析】试题分析：设斜面的倾角为α．对物体而言，人缓慢向右移动，物体缓慢上升，保持平衡，由平衡条件得：绳子的拉力T=mgsinα，可见T保持不变．故A正确，D错误．以人为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得：f=Tcosθ；N=m人g-Tsinθ；人向右缓慢移动的过程中，θ减小，而T不变，则f增大，N 增大．故B错误，C正确．故选AC
考点：物体的平衡条件的运用.
【名师点睛】本题是两个物体的平衡问题，采用隔离法研究，关键是分析受力，先以物体为研究对象，根据平衡条件分析绳子拉力如何变化，再对人进行分析，根据平衡条件得出地面对人的支持力与摩擦力的表达式，即可判断其变化；要养成作力图的良好习惯.
6. 如图所示，作用于坐标原点O的三个力平衡，已知三个力均位于xOy平面内，其中力F1的大小不变，方向沿y轴负方向；力F2的大小未知，方向与x轴正方向的夹角为θ．则下列关于力F3的判断正确的是：( )
A. 力F3只能在第二象限．
B. 力F3与F2夹角越小，则F2与F3的合力越小．
C. 力F3的最小值为F1cosθ．
D. 力F3可能在第三象限的任意区域．
【答案】C
【解析】三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；
通过作图可以知道，当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小，等于F1cosθ，故A正确；由于三力平衡，F2与F3的合力始终等于F1，故B错误；当F1、F2的合力F在第一象限时，力F3在第三象限，故C错误；通过作图可知，当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向，而三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上，故D错误；故选A．7. 为了说明光的本性，牛顿提出了光的微粒说，惠更斯提出了光的波动说，如今人们对光的本性有了更进一步的认识，在下面四幅示意图所表示的实验中，属于探索光的波动性的( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A图是α粒子散射实验，依据此实验卢瑟福提出了原子核式结构学说，与光的性质无关。

故A错误。

B图是研究双缝干涉实验装置，干涉是波的特有性质，因此双孔干涉实验说明光具有波动性。

故B正确。

C图是光电效应的实验，说明光具有粒子性。

故C错误。

D图是三种射线在磁场偏转的实验，能判定射线的电性，不能说明光的性质。

故D错误。

故选B。

8. 下列关于放射性现象的说法中,正确的是( )
A. 原子核发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4
B. 原子核发生α衰变时,生成核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C. 原子核发生β衰变时,生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1
D. 单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的
【答案】D
【解析】试题分析：根据原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变，原子核发生α衰变时，要释放能量，故质量要发生亏损．半衰期是对大量放射性元素的统计规律，是由元素本身决定，与原子核所处环境、状态无关；同时要明确发生半衰期次数、衰变前总质量、衰变后质量之间的关系．
解：A、α衰变时，电荷数少2，质量数少4，核子数少4，故中子数少2．故A错误．
B、原子核发生α衰变时，要释放能量，故质量要发生亏损，故B错误．
C、原子核发生β衰变后电荷数增加1，质量数不变，故C错误．
D、半衰期是对大量放射性元素的统计规律，是由元素本身决定，与原子核所处环境、状态无关，故D正确．
故选：D．
点评：本题要注意半衰期的定义以及有关半衰期运算，要明确α衰变，β衰变的实质，知道生成的新核的电荷数、质量数、中子数．
9. 已知氘核、氚核和氦核的质量分别为、、，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时释放的能量是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据爱因斯坦质能方程为△E=△mc2，此核反应放出的能量△E=（m1+m2-m3）c2，A正确。

故选A。

10. 静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后得到两个圆形轨迹，经测量轨迹半径之比为42:1，则（）
A. 反冲核的核电荷数与粒子电荷数的比为42：1
B. 反冲核的速率与粒子速率的比为1：42
C. 反冲核的质量与粒子的质量比为42：1
【答案】A
【解析】放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒。

由半径公式可得轨迹半径与电量成反比，则反冲核的核电荷数与粒子电荷数的比为42：1；而它们的速率与质量成反比，根据可知，它们的周期与它们的比荷成反比。

由于这里没有告知放射后两带电粒子的质量关系，所以无法得出它们的速率、周期间的关系。

故选A。

点睛：放射性元素放射后，两带电粒子的动量是守恒．正好轨迹的半径公式中也有动量的大小，所以可以求出半径与电荷数的关系．
D反冲核运动的周期与粒子的运动周期比为1：42
11. 如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短.将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中（）
A. 动量守恒,机械能守恒
B. 动量不守恒,机械能不守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒
D. 动量不守恒,机械能守恒
【答案】B
【解析】此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中水平方向受到墙壁对系统的向右的作用力，所以系统的动量不守恒；子弹在进入木块的过程中，子弹相对于木块有一定的位移，所以子弹与木块组成的系统有一定的动能损失，所以系统的机械能也不守恒．故D正确，ABC错误．故选D.
点睛：分析清楚物体运动过程、掌握系统动量守恒的条件、机械能守恒的条件是解题的关键，以及知道当系统只有动能和势能之间相互转化时，系统机械能守恒．分析清楚运动过程即可正确解题．
12. 如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。

以下说法正确的是
（）
A. a比b先到达S，它们在S点的动量不相等
B. a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等
C. a比b先到达S，它们在S点的动量相等
D. b比a先到达S，它们在S点的动量不相等
【答案】A
【解析】a物体做自由落体运动,运动时间为t1,b物体沿圆弧轨道下滑的过程中,其竖直方向分运动的加速度在任何高度都小于重力加速度.又a､b两物体竖直方向位移相等,所以b物体下滑到S的时间t2>t1,故A正确,B ､C､D､错误.
视频
二．填空题（13题16分，每空2分；14题4分，每空1分，共20分。

请将答案填写在题中横线上．）
13. 如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出来，则相邻两个计数点的时间间隔是T=______________，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。

（电源频率为50HZ,所有计算结果保留两位小数）
（1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm)
平均值
由此可以得出结论：在__________________________范围内，相等时间内相邻的位移之差相等，所以小车的运动是_______________________。

（2)利用S2和S1，求加速度的公式为a=______________，加速度大小为______________ m/s2.
（3）利用逐差法，根据a n-3=,可求出加速度的平均值，=_________m/s2
（4）求A点的瞬时速度公式为V A=______________，速度大小为______________ m/s
【答案】(1). 0.1 (2). (1)误差允许，(3). 匀加速直线运动(4). （2），(5). 1.60m/s2
(6). (3) 1.58m/s2(7). (4), (8). 0.36m/s
【解析】相邻两个计数点的时间间隔是T=5×0.02s=0.1s；
（1）由此可以得出结论：在误差允许范围内，相等时间内相邻的位移之差相等，所以小车的运动是匀加速直线运动；
（2)利用S2和S1，求加速度的公式为a=，加速度大小为.
（3）利用逐差法，根据a n-3=,可求出加速度的平均值
（4）求A点的瞬时速度公式为V A=，速度大小为
......
......
14. 以下是四个核反应方程，请把X1、X2、X3和X4代表的核符号填写在核反应方程后面的空格内.
（1）（2）
（3）（4）
则X1：__________；X2：__________；X3：__________；X4___________.
【答案】(1). (2). (3). (4).
【解析】根据质量数和电荷数守恒得X1的电荷数为0，质量数为1，所以X1是中子；同理X2的电荷数为1，质量数为0，所以X2为正电子；X3的电荷数为2，质量数为4，所以X3是氦原子核；X4的电荷数为-1，质量数为0，所以X4是负电子．
三．计算题（本题共3个小题，共32分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不得分，有数值计算的题，必须明确写出数值和单位．）
15. 如图所示，水平面上有一个倾角为θ＝30°的斜劈，质量为m。

一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为a＝30°，整个系统处于静止状态。

（1）求出绳子的拉力T；
（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力f m等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止，k 值必须满足什么条件？
【答案】（1）（2）
【解析】（1）对小球：受到重力mg、斜面的支持力和绳子的拉力T三个力作用，受力分析如图所示：
由平衡条件得：，解得：；
（2）对整体：受到总重力2mg、地面的支持力和摩擦力f，绳子的拉力T，如图所示：
则由平衡条件得：
依题意，有：解得：
点睛：本题涉及多个物体的平衡问题，考查灵活选择研究对象的能力，关键是分析受力情况，作出受力分
析图；首先以小球为研究对象，根据平衡条件应用正交分解法求解绳子的拉力，然后对整体研究，根据平衡条件求出地面对斜劈的静摩擦力f，当时，整个系统能始终保持静止。

16. 已知氢原子基态的电子轨道半径r1＝0.53×10－10 m，基态的能级值为E1＝－13.6 eV.
(1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．
(2)计算这几条光谱线中最长的波长．
【答案】（1）（2）6.58×10－7m
【解析】（1）当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线．如图所示：
（3）从n=3向n=2跃迁，发出的光子频率最小，波长最长，故：
解得：
17. 如图所示，质量为M的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上．质量为m的小球以速度v1向物块运动．不计一切摩擦，圆弧小于90°且足够长．求小球能上升到的最大高度H和物块的最终速度V。

【答案】
【解析】试题分析：系统水平方向动量守恒，全过程机械能也守恒．在小球上升过程中，由水平方向系统动量守恒得：mv1=（M+m）v
由系统机械能守恒得：mv12=（M+m）v2+mgH
解得：．
小球和物块水平方向满足动量守恒，整个作用过程中无能量损失满足机械能守恒，令木块的最终速度为v2，小球的最终速度为v3，
根据动量守恒有：mv1=Mv2+mv3①
根据机械能守恒有：mv12＝Mv22+mv32．
解得．
考点：动量守恒定律及能量守恒定律
【名师点睛】本题主要考查了动量守恒定律和机械能守恒定律的直接应用，知道小球上升到最高点时，竖直方向速度为零，水平方向动量守恒，难度适中。