江西省赣州市兴国三中高二物理下学期第四次月考试卷（含解析）.doc

2014-2015学年江西省赣州市兴国三中高二（下）第四次月考物理试卷一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，第1题第7题只有一项符合题目要求，第8题第10题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1关于近代物理，下列说法正确的是（）a普朗克发现了电子b贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象c射线是高速运动的氦原子d爱因斯坦将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征2下列有关光的说法正确的是（）a光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子b大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性c光有时是波，有时是粒子d康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量3关于半衰期，以下说法正确的是（）a同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长b升高温度可以使半衰期缩短c氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个d氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克4现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m=1.671027 kg，可以估算德布罗意波长=1.821010 m的热中子动能的数量级为（）a1017 jb1019 jc1021 jd1024 j5如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一匀强磁场和匀强电场共存的区域（方向如图），下面的判断中正确的是（）a射到b的一定是射线或射线b射到b的一定是射线c射到b的一定是射线d射到b的一定是射线6本题中用大写字母代表原子核e经衰变成为f，再经衰变成为g，再经衰变成为h上述系列衰变可记为下式：efgh另一系列衰变如下：pqrs已知p是f的同位素，则（）aq是g的同位素，r是h的同位素br是e的同位素，s是f的同位素cr是g的同位素，s是h的同位素dq是e的同位素，r是f的同位素7原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为en=，式中n=1，2，3表示不同能级，a是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是（）a ab ac ad a8如图所示，在光滑的水平面上，小车m内有一弹簧被a和b两物体压缩，a和b的质量之比为1：2，它们与小车间的动摩擦因数相等，释放弹簧后物体在极短时间内与弹簧分开，分别向左、右运动，两物体相对小车静止下来，都未与车壁相碰，则（）a小车始终静止在水平面上bb先相对小车静止下来c最终小车水平向右匀速运动d最终小车静止在水平面上9矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图上述两种情况相比较（）a子弹对滑块做功一样多b子弹对滑块做的功不一样多c系统产生的热量一样多d系统产生热量不一样多10静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示，则（）a粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反b原来放射性元素的原子核电荷数为90c反冲核的核电荷数为88d粒子和反冲粒子的速度之比为1：88二、填空题（第11小题5分，12小题5分，第13小题4分，共14分）11关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是（）a n+heo+x，符号“x”表示电子b be+hec+x，符号“x”表示中子c namg+e是衰变d u+nba+kr+3n是裂变e u+nxe+sr+2n是聚变12下列说法正确的是 （）a某放射性原子核经过2次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个b卢瑟福认为，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中c太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应d根据波尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小e根据波尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小13利用光电管产生光电流的电路如图所示电源的正极应接在端（填“a”或“b”）；若电流表读数为8a，则每 秒从光电管阴极发射的光电子至少是个（已知电子电量为 l.61019c）三.计算题（本题共4小题，共45分.按题目要求作答解答题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氢原子的能级公式：en=e1（n=1，2，3，），其中e1为基态能量，其数值为e1=13.6ev问：大量的氢原子在n=4的定态时，可放出几种频率的光？其中最小频率等于多少hz？15用波长为4107 m的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3104 t的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2cm（电子电荷量e=1.61019 c，其质量m=9.11031 kg）求：（1）紫光光子的能量；（2）光电子的最大初动能；（3）该金属发生光电效应的极限频率16两个动能均为0.35mev的氘核对心正碰，聚变后生成氦3（he），同时放出一个中子已知氘核的质量为3.34261027kg，氦3的质量为5.00491027kg，中子的质量为1.67451027kg假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能求：（1）写出上述核反应方程；（2）核反应中释放的核能；（3）核反应中产生的氦3的动能17如图所示，质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长l=15m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数=0.5，取g=10m/s2求（1）物块在车面上滑行的时间t；（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少2014-2015学年江西省赣州市兴国三中高二（下）第四次月考物理试卷参考答案与试题解析一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，第1题第7题只有一项符合题目要求，第8题第10题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1关于近代物理，下列说法正确的是（）a普朗克发现了电子b贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象c射线是高速运动的氦原子d爱因斯坦将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征【分析】汤姆生发现了电子；射线是高速运动的氦核流；根据光电效应方程得出最大初动能与照射光频率的大小关系；玻尔将量子观念引入原子领域，能够很好解释氢原子光谱，但不能解释氦原子光谱特征【解答】解：a、电子是汤姆生发现的，故a错误；b、贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故b正确；c、射线是高速运动的氦核流，不是氦原子，故c错误；d、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故d错误故选：b2下列有关光的说法正确的是（）a光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子b大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性c光有时是波，有时是粒子d康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量【分析】惠更斯的“波动说”，而爱因斯坦的“光子说”说明光既具有波动性又具有粒子性，光电效应现象是产生光电子，康普顿效应说明，粒子具有能量和动量【解答】解：a、光电效应现象中能产生光电子，但不是光子转化为电子，故a错误b、光的波动性是大量光子表现出来的现象，粒子性是少数粒子具有的性质，故b正确c、光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性；故c错误；d、康普顿效应表明实物粒子也具有能量和动量，但光子不是实物粒子；故d错误；故选：b3关于半衰期，以下说法正确的是（）a同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长b升高温度可以使半衰期缩短c氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个d氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克【分析】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【解答】解：a、半衰期由元素本身决定，与原子核所处环境、状态无关；故a错误，b错误c、半衰期是对大量原子核的统计规律，对于单个或者少数是不成立的，故c错误d、氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天即经过2个半衰期，还剩余1克氡原子核，故d正确；故选d4现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m=1.671027 kg，可以估算德布罗意波长=1.821010 m的热中子动能的数量级为（）a1017 jb1019 jc1021 jd1024 j【分析】热中子的动能由热中子的质量与速度求出，然而速度则是由=与p=mv算出【解答】解：由德布罗意波公式=得p= 而p=mv，则v=m/s=2.18103m/s所以e=j=3.971021j因此热中子的动能的数量级为：1021j故选：c5如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一匀强磁场和匀强电场共存的区域（方向如图），下面的判断中正确的是（）a射到b的一定是射线或射线b射到b的一定是射线c射到b的一定是射线d射到b的一定是射线【分析】射线分别带正电和负电，在电磁场中受到电场力和洛伦兹力，射线不带电，不受电场力和洛伦兹力【解答】解：因为射线不带电，所以射到b点的一定不是射线；射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力：若电场力大于洛伦兹力，说明射线是；若洛伦兹力大于电场力说明是射线故a正确，bcd错误故选：a6本题中用大写字母代表原子核e经衰变成为f，再经衰变成为g，再经衰变成为h上述系列衰变可记为下式：efgh另一系列衰变如下：pqrs已知p是f的同位素，则（）aq是g的同位素，r是h的同位素br是e的同位素，s是f的同位素cr是g的同位素，s是h的同位素dq是e的同位素，r是f的同位素【分析】知道、衰变特点，利用衰变过程中电荷数、质量数守恒即可求解本题【解答】解：衰变使电荷数少2，新原子在元素周期表中位置前移2位；衰变使电荷数多1，新原子在元素周期表中位置后移1位由pqrs，可得p是s的同位素，又p是f的同位素，即p、f、s为同位素；e经衰变成为f，r经衰变成为s，则e、r是同位素；f经衰变成为g，p经衰变成为q，则g、q也是同位素，故acd错误b正确故选b7原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为en=，式中n=1，2，3表示不同能级，a是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是（）a ab ac ad a【分析】根据能级公式算出第1能级和第2能级能量，从而算出原子从2能级向1能级跃迁时释放的能量，而该能量使n=4能级上电子恰好电离后剩余能量即为俄歇电子的动能【解答】解：由题意可知n=1能级能量为：e1=a，n=2能级能量为：，从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量为：从n=4能级能量为：，电离需要能量为：所以从n=4能级电离后的动能为：，故abd错误，c正确故选c8如图所示，在光滑的水平面上，小车m内有一弹簧被a和b两物体压缩，a和b的质量之比为1：2，它们与小车间的动摩擦因数相等，释放弹簧后物体在极短时间内与弹簧分开，分别向左、右运动，两物体相对小车静止下来，都未与车壁相碰，则（）a小车始终静止在水平面上bb先相对小车静止下来c最终小车水平向右匀速运动d最终小车静止在水平面上【分析】a、b和小车组成的系统动量守恒，根据a、b对小车的摩擦力大小关系两物体的静止时间；再对整个系统分析，根据动量守恒定律确定小车的运动规律【解答】解：a、a、b的质量之比为1：2，动摩擦因数相等，则a对小车的摩擦力小于b对小车的摩擦力，b对小车的摩擦力向右，a对小车的摩擦力向左，可知小车向右运动释放弹簧后物体在极短时间内与弹簧分开，弹簧弹开的瞬间，b的速度小于a的速度，两物体的加速度大小相等，可知b先相对于小车静止，故b正确，a错误c、因为a、b和小车组成的系统动量守恒，可知，两物体相对小车静止时，由于开始总动量为零，最终相对于小车静止，可知最终小车静止在水平面上，故c错误，d正确故选：bd9矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图上述两种情况相比较（）a子弹对滑块做功一样多b子弹对滑块做的功不一样多c系统产生的热量一样多d系统产生热量不一样多【分析】子弹嵌入滑块的过程，符合动量守恒，所以我们判断出最后它们的速度是相同的，然后利用动能定理或者是能量守恒进行判断【解答】解：最终子弹都未射出，则最终子弹与滑块的速度相等，根据动量守恒定律知，两种情况下系统的末速度相同a、子弹对滑块做的功等于滑块动能的变化量，滑块动能的变化量相同，则子弹对滑块做功一样多故a正确，b错误c、根据能量守恒定律得，系统初状态的总动能相等，末状态总动能相等，则系统损失的能量，即产生的热量一样多故c正确，d错误故选ac10静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示，则（）a粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反b原来放射性元素的原子核电荷数为90c反冲核的核电荷数为88d粒子和反冲粒子的速度之比为1：88【分析】核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得小粒子与反冲核的电荷量之比【解答】解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反由于释放的粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动由bqv=得：r=若原来放射性元素的核电荷数为q，则对粒子：r1=对反冲核：r2=由于p1=p2，得r1：r2=44：1，得q=90反冲核的核电荷数为902=88它们的速度大小与质量成反比，故d错误正确选项为a、b、c答案：abc二、填空题（第11小题5分，12小题5分，第13小题4分，共14分）11关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是（）a n+heo+x，符号“x”表示电子b be+hec+x，符号“x”表示中子c namg+e是衰变d u+nba+kr+3n是裂变e u+nxe+sr+2n是聚变【分析】解答本题需要掌握：根据质量数和电荷数守恒正确书写核反应方程；明确裂变和聚变反应特点【解答】解：ab、根据质量数和电荷数守恒可知a中n+heo+x，符号“x”表示质子，b中be+hec+x，符号“x”表示中子，故a错误，b正确；c、namg+e是衰变，故c正确；de、裂变是一个重原子分裂为两个或更多较轻原子核、并在分裂时释放中子并伴随巨大能量的释放的过程，而聚变是轻核结合成质量数较大的核，故d中是裂变反应，e中不是聚变反应，故d正确，e错误故选：bcd12下列说法正确的是 （）a某放射性原子核经过2次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个b卢瑟福认为，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中c太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应d根据波尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小e根据波尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小【分析】根据质量数和电荷数守恒判断；卢瑟福提出原子的核式结构，而正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中是汤姆生的认为；太阳内部发生的核聚变反应；玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的；氢原子从高能级到低能级辐射光子，放出能量，能量不连续，轨道也不连续，由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增大，电势能减小【解答】解：a、根据质量数和电荷数守恒，某放射性原子核经过2次衰变质子数减少4，一次衰变质子数增加1，故核内质子数减少3个，故a正确b、卢瑟福的实验提出了带核的原子结构模型：原子是由原子核和核外电子构成，故b错误；c、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故c正确；d、玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，d错误；e、能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故e正确；故选：ace13利用光电管产生光电流的电路如图所示电源的正极应接在a端（填“a”或“b”）；若电流表读数为8a，则每 秒从光电管阴极发射的光电子至少是51013个（已知电子电量为 l.61019c）【分析】由于电子带负电，因此要在回路中形成电流，a应该与电源的正极相连，根据q=it，求出每秒流过的电量，然后根据可求出光电子的数目【解答】解：从光电管阴极k发射的光电子，要在回路中定向移动形成电流，a端应该与电源的正极相连，这样电子出来即可被加速，从而在回路中形成电流；每秒在回路中通过的电量为：q=it 所以产生的光电子数目至少为： 联立得：n=51013个故答案为：a，51013三.计算题（本题共4小题，共45分.按题目要求作答解答题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氢原子的能级公式：en=e1（n=1，2，3，），其中e1为基态能量，其数值为e1=13.6ev问：大量的氢原子在n=4的定态时，可放出几种频率的光？其中最小频率等于多少hz？【分析】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种频率不同的光子根据玻尔理论e=emen（mn）分析，哪种跃迁所发出的光子能量最小，频率就最小【解答】解：根据c=6，知氢原子在n=4的定态时发出6种频率的光根据玻尔理论e=emen（mn）分析得知，氢原子从n=4跃迁到n=3能级时放出的光子频率最小，则有：e4e3=hmin；得到min=hz=1.61014hz答：大量的氢原子在n=4的定态时，可放出6种频率的光，其中最小频率等于1.61014hz15用波长为4107 m的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3104 t的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2cm（电子电荷量e=1.61019 c，其质量m=9.11031 kg）求：（1）紫光光子的能量；（2）光电子的最大初动能；（3）该金属发生光电效应的极限频率【分析】紫光光子的能量e=hf=h，根据r=，知v=，可以求最大初动能，据光电效应方程得，ekm=hhf0，求金属发生光电效应的极限频率【解答】解：（1）紫光光子的能量，则有e=hf=h，代入数据，解得：e=4.971019j；（2）根据r=，知v=，光电子的最大初动能可用ek=，代入数据，解得：ek=1.81019j；（3）据光电效应方程得，ekm=hhf0，该金属发生光电效应的极限频率f0=4.751014hz；答：（1）紫光光子的能量4.971019j；（2）光电子的最大初动能1.81019j；（3）该金属发生光电效应的极限频率4.751014hz16两个动能均为0.35mev的氘核对心正碰，聚变后生成氦3（he），同时放出一个中子已知氘核的质量为3.34261027kg，氦3的质量为5.00491027kg，中子的质量为1.67451027kg假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能求：（1）写出上述核反应方程；（2）核反应中释放的核能；（3）核反应中产生的氦3的动能【分析】（1）根据核反应方程的质量数与质子数守恒，即可求解；（2）根据质能方程求出释放能量，即可求解；（3）根据动量守恒定律，结合能量守恒定律，