2017-2018学年江西省奉新县第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

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2017-2018学年江西省奉新县第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

江西省奉新县第一中学2017-2018学年高二下学期第一次月考 物理试题 一、选择题 ‎1. 电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm(波长越短,分辨率越高),如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下,质子显微镜的最高分辨率将( )‎ A. 小于0.2 nm B. 大于0.2 nm C. 等于0.2 nm D. 以上说法均不正确 ‎【答案】A ‎【解析】根据德布罗意波长公式知,质子的质量大于电子的质量,相同速度的质子比相同速度的电子动量大,则质子的德布罗意波长小,分辨率高,则最高分辨率将小于0.2nm,故A正确,B、 C、D错误;‎ 故选A。‎ ‎【点睛】当粒子的德布罗意波长越大,衍射能力越强,则显微镜的分辨率越低。‎ ‎2. 用绿光照射一光电管能产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应( )‎ A. 改用红光照射 B. 增大绿光的强度 C. 增大光电管上的加速电压 D. 改用紫光照射 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析:根据光电效应方程知,知光电子的最大初动能与入射光的频率有关,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光的强度以及加速电压无关.故D正确,‎ 考点:考查了光电效应 ‎3. 某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,真空中光速为c,普朗克常量为h,则该激光器每秒发射的光量子数为 ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】每个光子的能量,设每秒(t=1s)激光器发出的光子数是n,‎ 则,即:,,故A正确,B、C、D错误;‎ 故选A。‎ ‎【点睛】求出每个光子的能量,每秒内发出的光子数与每个光子能量的乘积是激光器每秒做的功,每个光子的能量。‎ ‎4. 根据玻尔原子结构理论,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后,下列判断正确的是( )‎ A. 原子的能量增加,电子的动能减少 B. 原子的能量减少,电子的动能增加 C. 原子的能量减少,电子的动能减少 D. 原子的能量增加,电子的动能增加 ‎【答案】B ‎【解析】电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,放出光子,总能量减小;根据,可知半径越小,动能越大,故A、C、D错误,B正确;‎ 故选B。‎ ‎【点睛】电子绕核运动时,半径减小,电场力做正功,势能减小,总能量减小;根据库仑力提供向心力可分析动能变化,和卫星绕地球运动类似。‎ ‎5. 用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示,在网罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ,a、b端接电源, Ⅳ是一小块放射性同位素镅241,它能放射出一种很容易使气体电离的粒子平时镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离,在a、b间形成较强的电流. 发生火灾时, 烟雾进入网罩内,烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子,导致电流发生变化,电路检测到这种变化从而发生警报.下列有关这种报警器的说法正确的是 ( ) ‎ A. 镅241发出的是粒子,有烟雾时电流增强 B. 镅241发出的是粒子,有烟雾时电流减弱 C. 镅241发出的是粒子,有烟雾时电流增强 D. 镅241发出的是粒子,有烟雾时电流减弱 ‎【答案】B ‎【解析】:三种射线中α射线的电离本领最强,当有烟尘时,由于烟尘吸收空气中的离子和α粒子,所以电流会减弱.故B正确.‎ ‎6. 原子核 经放射性衰变①变为原子核,继而经放射性衰变②变为原子核,再经放射性衰变③变为原子核。放射性衰变 ①、②和③依次为( )‎ A. α衰变、β衰变和β衰变 B. β衰变、β衰变和α衰变 C. β衰变、α衰变和β衰变 D. α衰变、β衰变和α衰变 ‎【答案】A ‎【解析】根据α、β衰变特点可知:经过一次α衰变变为,经过1次β衰变变为,再经过一次β衰变变为,故B、C、D错误,A正确;‎ 故选A。‎ ‎7. μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用.如图3所示为μ氢原子的能级图.假定用动能为E的电子束照射容器中大量处于n=1能级的μ氢原子,μ氢原子吸收能量后,至多发出6种不同频率的光,则关于E的取值正确的是( )‎ ‎ ‎ A. E=158.1 eV B. E>158.1 eV C. 2371.5 eV<E<2428.4 eV D. 只能等于2371.5 eV ‎【答案】C ‎【解析】μ子吸收能量后从n=1能级跃迁到较高m能级,然后从m能级向较低能级跃迁,若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级,则辐射的能量最大,否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定,将继续向基态和更低的激发态跃迁,即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光,故总共可以产生的辐射光子的种类,解得:m=4,即μ子吸收能量后先从n=1能级跃迁到n=4能级,然后从n=4能级向低能级跃迁.因为是吸收电子发生跃迁故吸收电子能量的最小值为(-158.1eV)-(-2529.6eV)=2371.5 eV;最大值为:(-101.2eV)-(-2529.6eV)=2428.4 eV,故C正确,ABD错误,故选C;‎ 点睛:本题需要同学们理解μ子吸收能量后从较低能级跃迁到较高能级,而较高能级不稳定会自发的向较低能级跃迁,只有跃迁到基态后才能稳定,故辐射光子的种类 ,这是高考的重点,我们一定要熟练掌握.‎ ‎8. 如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是:( )‎ A. 小球在半圆槽内运动的全过程中,只有重力对它做功 B. 小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C. 小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D. 小球离开C点以后,将做竖直上抛运动。‎ ‎【答案】B ‎【解析】A、小小球在半圆槽内运动的B到C过程中,除重力做功外,槽的支持力也对小球做功,故A错误;‎ B、小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,水平方向合外力为零,故小球与半圆槽动量守恒,故B正确;‎ C、小球在槽内运动的前半过程中,左侧物体对槽有作用力,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒,故C错误;‎ D、小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,故D错误;‎ 故选B。‎ ‎【点睛】小球自左端槽口A点的正上方从静止开始下落于光滑的圆弧槽,且槽置于光滑的水平面上,由于槽的左侧有一竖直墙壁,只有重力做功,小球的机械能守恒,当小球在半圆槽内运动的B到C过程中,槽也会向右运动.水平方向满足动量守恒.在运动过程中,仍只有重力做功,小球与槽组成的系统机械能守恒,.小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动。‎ ‎9. 如图所示是某金属在光的照射下,光电子最大初动能Ek与入射光频ν 的关系图象,由图象可知 ( ) ‎ A. 该金属的逸出功等于E B. 该金属的逸出功等于hν0‎ C. 入射光的频率为ν0时,产生的光电子的最大初动能为E D. 入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E ‎【答案】BD ‎【解析】根据光电效应方程Ekm=hv-W0得,纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功,等于E,故A正确;当最大初动能为零时,入射光的能量等于逸出功,即等于hv0‎ ‎,故B正确;入射光的频率ν0时,等于极限频率,恰能发生光电效应,最大初动能为零.故C错误;根据光电效应方程可知,入射光的频率变为原来的2倍,由于逸出功不变,最大初动能为E,故D正确。所以ABD正确,C错误。‎ ‎10. 下面关于光的波粒二象性的说法中,正确的说法是 ( )‎ A. 大量光子产生的效果往往显示出波动性,个别光子产生的效果往往显示出粒子性 B. 光不可能同时既具有波动性,又具有粒子性 C. 光在传播时往往表现出的波动性,光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性 D. 频率越大的光其粒子性越显著,频率越小的光其波动性越显著。‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】A、光既具有粒子性,又具有波动性,大量的光子波动性比较明显,个别光子粒子性比较明显,故A正确; B、光的波粒二象性是指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性,二者是统一的,故B错误; C、光在传播时往往表现出的波动性,光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性,故C正确; D、在光的波粒二象性中,频率越大的光其粒子性越显著,频率越小的光其波动性越显著,故D正确。‎ 点睛:光的波粒二象性是指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性;大量的光子波动性比较明显,个别光子粒子性比较明显。‎ ‎11. 如图所示,水平地面上O点的正上方竖直自由下落一个物体m,中途炸成a,b两块,它们同时落到地面,分别落在A点和B点,且OA>OB,若爆炸时间极短,空气阻力不计,则( )‎ A. 落地时a的速率大于b的速率 B. 落地时在数值上a的动量大于b的动量 C. 爆炸时a的动量增加量数值大于b的增加量数值 D. 爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析:爆炸后,两物体在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,因为 ‎,运动时间相同,所以左边的物体的水平速度大,右边的物体的水平速度小,在竖直方向上的速度相同,所以落地时的速度,故落地时a的速度大于b的速度,A正确,在爆炸的瞬间,水平方向ab两物体动量守恒,所以有,在竖直方向上下落高度相同,所以重力的冲量相同,即竖直方向的动量相等,所以落地时,ab的动量矢量和大小相等,B错误;爆炸时a的动量增加量数值等于b的增加量数值,C错误;因为,所以,因为爆炸过程中的动量相同,所以根据,可得,质量越小,增加的动能越大,故D正确 故选AD 考点:考查了动量守恒定律的应用 点评:把握爆炸过程动量守恒,爆炸后在水平方向上做匀速直线运动,‎ ‎12. 质量为M的物块以速度V运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等。两者质量之比M/m可能是( )‎ A. 5 B. 4 C. 3 D. 2‎ ‎【答案】CD ‎...............‎ 故选CD。‎ ‎【点睛】根据动量守恒定律,以及在碰撞的过程中动能不增加,通过这两个关系判断两个物体的质量关系。‎ 二、填空题 ‎13. 人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位,指出他们的主要成绩。‎ ‎(1)___________________________________________________‎ ‎(2)___________________________________________________‎ ‎【答案】 (1). 卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就) (2). 玻尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱(或其他成就)‎ ‎【解析】卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型;玻尔把量子理论引入原子模型,次将量子化观念引入到微观领域,并成功解释了氢光谱;‎ 故答案为:①卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型;②玻尔首次将量子化观念引入到微观领域,成功解释了氢光谱。‎ ‎14. 如图所示,相距为d的两平行金属板A、B足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克常量为h,金属板B的逸出功为W,电子质量为m,电荷量e,则:‎ ‎(1)光电子的最大初动能为_______________________________‎ ‎(2)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能为______________‎ ‎【答案】 (1). (1)-W. (2). −W+eU ‎【解析】【分析】当光电子以最大初动能逸出,且方向垂直与B板,所需的时间最短,结合动能定理求出到达A板时的动能;‎ 解:(1)当光电子以最大初动能逸出,且方向垂直与B板,所需的时间最短,‎ 根据光电效应方程得,最大初动能为: ;‎ ‎(2)能以最短时间到达A板的光电子,是初动能最大且垂直于板面B板的电子,设到达A板的动能为EKA;根据动能定理得:,则到达A板的动能为:。‎ ‎15. 某实验小组在“实验:探究碰撞中的不变量”的实验中,采用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来进行探究。图中PQ是斜槽,QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近末端的地方,让A球仍从位置G自静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中的O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在平面,米尺的零点与O点对齐。‎ ‎(1)碰撞后B球的水平射程应取为_______cm。‎ ‎(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?________________‎ A、水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离;‎ B、A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离;‎ C、测量A球或B球的直径;‎ D、测量A球或B球的质量(或两球质量之比);‎ E、测量G点相对水平槽面的高度。‎ ‎【答案】 (1). (1)64±0.5 (2). (2)A、B、D ‎【解析】(1)由图可知,落点中心位置约为64.8cm; 故说明碰撞后B球的水平射程为64.8cm.‎ ‎(2)根据实验的原理知,mAv0=mAv1+mBv2,即 ,可知需要测量的物理量有:水平槽上未放B球时,A球落点位置到O点的距离;A球与B球碰撞后,A球和B球落点位置到O点的距离;A球和B球的质量(或两球质量之比).不需要测量G点的高度和两球的直径;故ABD正确,C错误.故选ABD.‎ 点睛:本题考查验证动量守恒定律的内容;掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系,是解决本题的关键.注意体会利用平抛运动的时间相同来获取抛出速度的基本方法.‎ 三、计算题 ‎16. 氢原子处于基态时,原子能量E1=-13.6eV,已知电子电量e =1.6×10—19C,‎ ‎(1)若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?‎ ‎(2)若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz,今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠,试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?‎ ‎【答案】(1)8.21×1014Hz(2)四条 ‎【解析】【分析】根据光子的能级公式求频率,再根据发生光电效应的条件判断可以发生光电效应的谱线条数;‎ 解:(1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,最小频率的电磁波的光子能量应为:‎ 代入数据解得:‎ ‎(2)由于钠的极限频率为,则使钠发生光电效应的光子的能量至少为:‎ ‎;‎ 一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子,要使钠发生光电效应,应使跃迁时两能级的差,所以在六条光谱线中有E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应。‎ ‎17. 如图所示,一个有界的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T,磁场方向垂直于纸面向里,MN是磁场的左边界。在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A,内装放射物质(镭), 发生α衰变生成新核Rn(氡)。放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子,此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m。‎ ‎ ‎ ‎①试写出Ra的衰变方程; ‎ ‎② 求衰变后Rn(氡)的速率.(质子、中子的质量为1.6×10-27kg,电子电量e=1.6×10-19C).‎ ‎【答案】(1) (2)4.5×105m/s 解:①衰变方程:;‎ ‎②衰变后α粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力 由牛顿第二定律得:‎ 衰变过程系统动量守恒,以α粒子的速度方向为正方向,‎ 由动量守恒定律得:‎ 代入数据解得:‎ ‎18. 如图所示,质量为m的人和质量均为M的两辆小车A、B处在一直线上,人以速度vo跳上小车A,为了避免A、B相撞,人随即由A车跳上B车,问人至少要以多大的速度从A车跳向B车才能避免相撞?‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析:人跳上A车根据动量守恒求得人和A车的共同速度,人跳离A车后根据动量守恒求得车的速度和人的速度,再根据人和B车组成的系统水平方向动量守恒求得人和B车的共同速度,再根据不相撞的条件求解速度满足的条件。‎ 设人跳离A车时的速度为V1,A车的速度为V2,人落在B车上B车的速度为V3‎ 则人跳上A车后由动量守恒有:‎ ‎ mv0=mV1+MAV2           ‎ 人跳离A车时由动量守恒有:‎ ‎ mV1=(MB+m)V3          ‎ 两车避免相撞的条件是: V3≥V2‎ 以上联立解得: ‎ 点睛:本题主要考查了动量守恒,抓住人和车水平方向满足动量守恒,关键是选择好动量守恒的系统,再根据避免碰撞的速度条件求解。‎ ‎19. 如图所示,在光滑水平面上有一辆质量M=4Kg的平板小车,车上的质量为m=1.96Kg的木块,木块与小车平板间的动摩擦因数μ=0.2,木块距小车左端1.5m,车与木块一起以V=0.4m/s的速度向右行驶。一颗质量m0=0.04Kg的子弹水平飞来,在很短的时间内击中木块,并留在木块中,(g=10m/s2)‎ ‎(1)如果木块不从平板车上掉下来,子弹的初速度可能多大?‎ ‎(2)如果木块刚好不从车上掉下来,从子弹击中木块开始经过 3s小车的位移是多少?‎ ‎【答案】(1)v0≤149.6m/s.(2)1.3m.‎ ‎【解析】【分析】子弹射入木块,子弹和木块系统内力远大于外力,动量守恒,子弹、木块和木板系统动量也守恒,根据动量守恒定律和功能关系列方程,联立后解出子弹的最大速度;从子弹射入木块开始时,小车作匀减速运动,根据牛顿运动定律和运动学公式求出从子弹击中木块开始经过 3s小车的位移;‎ 解:(1)设子弹的初速度为V0,射入木块后的共同速度为V1,木块和小车初速度大小V=0.4m/s,以向左为正,则由动量守恒有:  ①‎ 显然v0越大,v1越大,它在平板车上滑行距离越大,‎ 若它们相对平板车滑行s=1.5m,则它们恰好不从小车上掉下来,它们跟小车有共同速度v′,根据动量守恒定律,有②‎ 由能量守恒定律有 ‎③‎ 由①②③,代入数据可求出:‎ 则要使木块不从平板车上掉下来,子弹的初速度 ‎(2)从子弹射入木块开始时,小车作匀减速运动,加速度:‎ 小车经过时间t1速度为,有 ‎ 解得:t1=1s 在这段时间内通过的位移:S1= ‎ 小车在内做匀速运动,通过位移为:‎ 故小车在3S内的总位移 ‎ ‎ ‎ ‎
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