河南省三门峡市陕州中学高二物理下学期第二次精英对抗赛试题(无答案)

2015-2016学年下期高二第二次精英对抗赛
物 理 试 卷
时间：90分钟 满分：100分
一、选择题（其中9-12为多选）
1．U 23892衰变成Th 23490，之后Th 23490衰变成Pa 23491，Pa 处于高能级，它向低能级跃迁时辐射一个粒子．在这个过程中，
前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是
A ．α粒子、β粒子、光子
B ．α粒子、光子、β粒子
C ．β粒子、光子、中子
D ．光子、电子α粒子
2．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚
239（Pu 23994），这种钚239可由铀239（U 23992）经过n 次β衰变而产生，则n 为
A ．2
B ．239
C ．145
D ．92
3．如图所示，物块A 、B 静止在光滑水平面上，且B A m m >，现用大小相等的两个力F 和F /分别作用在A 和B 上，使A 、B 沿一条直线相向运动，然后又先后撤去这两个力，使这两个力对物体做的功相同，接着两物体碰撞并合为一体后，它们
A ．可能停止运动
B ．一定向右运动
C ．可能向左运动
D ．仍运动，但运动方向不能确定
4．当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28．30MeV 的能量，当三个粒子结合成一个碳核时，放出7．26MeV 的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为
A ．21．04MeV
B ．35．56MeV
C ．92．16MeV
D ．77．64MeV
5．一只小球沿光滑水平面运动，垂直撞到竖直墙上．小球撞墙前后的动量变化量为
p ∆，动能变化量为E ∆，下列关于
p ∆和E ∆说法中正确的是 A ．若p ∆最大，则E ∆也最大；
B ．若
p ∆最大，则E ∆一定最小； C ．若p ∆最小，则E ∆也最小；
D ．若p ∆最小，则
E ∆一定最小
6．月球上特有的能源材料He 32，总共大约有100万吨，这是由于太阳风里带有大量中子打入月表面的X 粒子中，
形成He 32，月球表面稀薄气体里，每立方厘米中有数个He 32分子，收集这些
He 32可以在月球上建立He 32
发电站，其中X 粒子应该为 A ．He 52 B ．He 424 C ．He 323
D ．H 112
7．如图，K-介子衰变的方程为0ππK +→--，其中K-介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电。

一个
K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们的半径R K -与R π-之比为2∶1。

π0介子的轨迹未画出。

由此可知π-介子的动量大小与π0介子
的动量大小之比为
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶6
8．为了模拟宇宙大爆炸的情况，科学家们使两个带正电的重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈
碰撞。

若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有
( )
A ．相同的速率
B ．相同的质量
C ．相同的动能
D ．大小相同的动量9.如图1所示，带有斜面的小
车A 静止于光滑水平面上，现B 以某一初速度冲上斜面，在冲到斜面最高点的过程中 （ ）
A.若斜面光滑，系统动量守恒，系统机械能守恒
B.若斜面光滑，系统动量不守恒，系统机械能守恒
C.若斜面不光滑，系统水平方向动量守恒，系统机械能不守恒
D.若斜面不光滑，系统水平方向动量不守恒，系统机械能不守恒 10．关于放射性同位素应用的下列说法中错误的是
A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的
B ．利用射线的贯穿性可以为金属探伤，但射线对人体细胞伤害太大不能进行人体的透视
C ．用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种
D ．用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害
11．地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算。

测得该岩石中
现含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半，铀
238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，
图中N 为铀238的原子数，N0为铀和 铅的总原子数．由此可以判断
出
A ．铀238的半衰期为90亿年
B ．地球的年龄大致为45亿年
C ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶4
D ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3
12．太赫兹辐射（1THz=1012Hz ）是指频率从0.3THz 到10THz 、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电
磁辐射区域，所产生的T 射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4THz 的T 射线激光器，从而使T 射线的有效利用成为现
实。

已知普朗克常数h=6.63×10－34J·s，关于4.4THz 的T 射线，下列说法中错误的是
A ．它在真空中的速度为3.0×108m/s
B ．它是某种原子核衰变时产生的
C ．它的波长比可见光短
D ．它的光子的能量约为2.9×10－21J B A 图1
二、实验题
13.某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图 (b)所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图（b）所示；⑧测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．
（2）已知打点计时器每隔0．02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为______kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是__________________________．
三、本题共4小题，．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．
14．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应。

根据这一理论，在太阳内
部4个氢核（1
1H）转化成1个氦核（
4
2He）和2个正电子（
1e）并放出能量。

已知质子质量mp＝1.0073u，
α粒子的质量mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u，1u的质量对应931.5 MeV的能量，（1）写出该热核反应方程；
（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留两位有效数字）
15．一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：
（1）氢原子可能发射几种频率的光子？
（2）氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是多少电子
伏？[来（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生
光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？
几种金属的逸出功
金属铯钙镁钛
逸出功W/eV 1．9 2．7 3．7 4．1
16如图，在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上，物体A和小车B正沿着斜面上滑，A的质量为mA=0．50kg，B的质量为mB=0．25kg，A始终受到沿斜面向上的恒力F的作用．当A追上B时，A的速度为vA=1．8m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好为零，A、B相碰，相互作用时间极短，相互作用力很大，碰撞后的瞬间，A的速度变为v1=0．6m/s，方向沿斜面向上．再经T=0．6s，A的速度大小变为v2=1．8m/s，在这一段时间内A、B没有再次相碰．已知A与斜面间的动摩擦因数μ=0．15，B与斜面间的摩擦力不计，
已知：sin37°=0．6，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）A、B第一次碰撞后B的速度；
（2）恒力F的大小．
17．如图，质量为M的平板车P，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平
板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上．一不可伸长的轻质细绳长
为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不
计）．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低
点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是
平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M:m=4:1，重力加速度为
g．求：
（1）小物块Q离开平板车时速度为多大？
（2）平板车P的长度为多少？。