【物理】河北省邯郸市大名县第一中学2019-2020学年高二下学期第五次半月考试题（清北班）（解析版）

【物理】河北省邯郸市大名县第一中学2019-2020学年高二下学期第五次半月考试题（清北班）（解析版）

大名一中8和9班开学测试物理试题 ‎1.如图，当电键断开时，用光子能量为的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（　 　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据题意光电子的初动能为，根据爱因斯坦光电方程有 可知阴极材料的逸出功，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎2.下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ）‎ A. 在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B. 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C. 照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大 D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大 ‎【答案】D ‎【解析】A．由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据 可知a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b 光的折射率，则根据 可知在同种介质中传播时a光的传播速度较小，A错误；‎ B．根据 可知从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，B错误；‎ C．发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，C错误；‎ D．a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，D正确。‎ 故选D。‎ ‎【点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小．‎ ‎3.为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了‎45mm．查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为‎12m/s．据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×‎103kg/m3）（ ）‎ A. 0.15‎Pa B. 0.54Pa C. 1.5Pa D. 5.4Pa ‎【答案】A ‎【解析】由于是估算压强，所以不计雨滴的重力．设雨滴受到支持面的平均作用力为F。设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由v=‎12m/s减为零．以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理 F△t=0﹣（﹣△mv）=△mv 得到 设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在△t时间内水面上升△h，则有 ‎△m=ρS△h F=ρSv 压强 故A正确，BCD错误。‎ ‎4.原子从一个较高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，这一现象称为俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子称为俄歇电子。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. A B. A C. A D. A ‎【答案】C ‎【解析】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C。‎ ‎5.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量 ‎，其中n=2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 能使氢原子从第一激发态电离的能量为，由，得最大波长为，C正确．‎ ‎6.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为 (　 　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】中子的动量 氘核的动量 对撞后形成的氚核的动量 所以氚核的德布罗意波波长为 故A正确，BCD错误；‎ 故选A．‎ ‎【点睛】任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波，分别写出中子和氘核的动量的表达式，然后根据动量守恒定律得出氚核的动量，代入公式即．‎ ‎7.关于黑体辐射的强度与波长的关系,如图正确的是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确，ACD错误．‎ 点晴：解决本题的关键知道黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．‎ ‎8.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于基态的氢原子受到光子能量为12.75eV的紫外线照射后而发光。从这一群氢原子所发出的光中取一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的x束光，这x束光都照射到逸出功为4.8eV的金属板上(如图乙所示)，在金属板上有y处有光电子射出，则有（　　）‎ A. x＝3 B. x＝6‎ C. y＝3 D. y＝6‎ ‎【答案】BC ‎【解析】AB．由于 因此氢原子吸收光子后，从基态跃迁到第4能级，然后由第4级向回跃迁，共放出 因此平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离6束光，B正确，A错误；‎ CD．由于放出光子能量等于两个能级间的能量差，因此这6束光的能量分别为0.66eV，2.55eV，1.89eV，10.2eV，12.9eV，12.75eV，其中大于4.8eV的有3种，因此在金属板上有3处有光电子射出，C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎9.分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，逸出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，c表示光速,则此金属板的逸出功为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据光电效应方程得 又，代入数据解得 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎10.静止的氡核弱放出粒子后变成钋核，粒子动能为.若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为，则该反应中的质量亏损为 A. B. 0‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】核反应中动量守恒，钋核与粒子动量大小相等，由可求出钋核动能 根据可知 A．，与结论不相符，选项A错误；B．0，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选C.‎ ‎11.如图所示为氢原子能级图，可见光的能量范围为1.62 eV～3.11 eV，用可见光照射大量处于n＝2能级的氢原子，可观察到多条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击大量处于n＝2能级的氢原子，至少可观察到两条具有显著热效应的红外线，已知红外线的频率比可见光小，则实物粒子的能量（　　）‎ A. 一定有4.73 eV>E>1.62 eV B. E的值可能使处于基态的氢原子电离 C. E一定大于2.86 eV D. E的值可能使基态氢原子产生可见光 ‎【答案】BD ‎【解析】AC．红外线光子的能量小于可见光光子的能量，由实物粒子轰击大量处于第2能级的氢原子，至少可观察到两种红外线光子，结合红外线的光子能量小于1.62eV，则说明处于第2能级的氢原子受激发后至少跃迁到第5能级。所以实物粒子的最小能量为 E=E5-E2=-0.54 eV-（-3.4 eV）=2.86 eV 选项AC错误； BD．因为E可以取大于或等于2.86 eV的任意值，则E 的值可能使处于基态的氢原子电离，可能使基态氢原子产生可见光。故BD正确。 故选BD。‎ ‎12.实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是(　　)‎ A 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B. β射线在云室中穿过会留下清晰径迹 C. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 ‎【答案】ACD ‎【解析】A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A正确；‎ B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；‎ C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；‎ D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确.‎ ‎13.关于原子核的结合能，下列说法正确的是（　　）‎ A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B. 一重原子核变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C. 铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能 D. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量小于该原子核的结合能 ‎【答案】ABC ‎【解析】A．分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能，它等于使其完全分解成自由核子所需的最小能，故A正确； B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能增加，又衰变过程中质量数守恒，故衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B正确；‎ C． 铯原子核与铅原子核都是中等质量的原子核，铯原子核（Cs）的比结合能比铅原子核（Pb）的比结合能略大，而铅原子核中的核子数比铯原子核的核子数多一半，所以铯原子核（Cs）的结合能一定小于铅原子核（Pb）的结合能，故C正确；‎ D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项D错误。故选ABC。‎ ‎14.下列说法正确的是（　　）‎ A. 发现中子的核反应方程是 B. 20个的原子核经过两个半衰期后剩下5个 C. 在中子轰击下生成和的过程中，原子核中的平均核子质量变小 D. 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射出一定频率的光子 ‎【答案】ACD ‎【解析】A．查德威克发现中子的核反应方程是 A正确；‎ B．半衰期是对大量原子的一个统计规律，而对少数原子不满足这个规律，因此20个的原子核经过两个半衰期后剩下个数无法确定，B错误；‎ C．在中子轰击下生成和的过程中，放出大量核能，根据爱因斯坦质能方程，出现质量亏损，因此原子核中的平均核子质量变小，C正确；‎ D．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射出一定频率的光子，该光子的能量等于两个能级间的能量差，D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎15.对玻尔理论的评论和议论，正确的是（ ）‎ A. 玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动 B. 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础 C. 玻尔理论的成功之处是引入量子观念 D. 玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念 ‎【答案】BCD ‎【解析】玻尔理论的成功是保留了一部分经典电磁理论，保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，A错误，成功地解释了氢原子光谱的规律，引入量子观念，为量子力学的建立奠定了基础，BCD正确。‎ 故选BCD。‎ ‎16.有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0‎ 与它发生碰撞。已知碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而使该原子由基态跃迁到激发态，然后此原子向低能级跃迁，并放出光子。若氢原子碰撞后放出一个光子，已知氢原子的基态能量为E1(E1＜0)。则速度v0可能为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】两个氢原子碰撞过程动量守恒，当两个氢原子发生完全非弹性碰撞时，损失动能最大，根据动量守恒定律，有 mv0=2mv 解得 v=v0‎ 减小的动能为 根据题意，减小的动能完全转化为氢原子的激发态的能量，该激发态氢原子最多能辐射出一个光子，可知该激发态为n=2能级，故有 解得 故选C。‎ ‎17.下列说法中正确的是（　　）‎ A. 如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的动量不相等 B. 组成原子核的核子质子、中子 之间存在着一种核力，核力是强相互作用的一种表现。因此核子结合成原子核要吸收能量 C. 美国科学家康普顿研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大，说明光除了具有能量还具有动量 D. 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知，是一种波长很短的电磁波 ‎【答案】CD ‎【解析】A．根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则动量也相等，故A错误。 B．核力是一种强相互作用力，核子结合成原子核，有质量亏损，释放能量。故B错误。 C．康普顿研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长λ比入射波的波长λ0略大，说明光除了具有能量还具有动量。故C正确。 D．天然放射性元素放出的三种射线都是原子核发生衰变造成的，β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，故②是β射线。是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个高速电子，该电子即β射线，故β射线来自原子核；α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，故①是α射线。α射线是高速氦核流，是实物粒子，不是电磁波；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但几乎没有电离本领。故③是γ射线，是一种光子，是一种波长较短电磁波。所以D正确； 故选CD。‎ 判断题 ‎18.氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增大（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，即从高轨道向低轨道跃迁，库仑力做正功，电势能减小，由公式 可知，轨道半径减小，动能增大，故此说法正确。‎ ‎19.射线的发现证实了原子核内部存在电子（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】‎ ‎[1]β射线是在β衰变中产生的，β衰变是由于原子核内的某个中子转化为质子与电子产生的，不是原子核内存在的电子，故此说法错误。‎ ‎20.在原子核中，结合能越大表示原子越稳定（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】在原子核中，比结合能越大表示原子越稳定，故原题说法错误。‎ ‎21.氡的半衰期为天，若取4个氡原子核，经天后只剩下一个氡原子核（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]放射性元素的半衰期是大量放射性原子发生衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故此说法错误。‎ ‎22.钋核的比结合能大于氡核的比结合能，所以钋核结合能更大（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】结合能取决于核子数，核子数越多结合能越大，由于氡核核子多，所以氡核结合能更大，故此说法错误。‎ ‎23.X射线穿透物质的本领比γ射线更强（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】γ射线的波长比X射线的波长短，即γ射线的频率比X射线的频率大，由ε = hν可知，γ射线具有的能量比X射线的大，穿透物质的本领比X射线强，故题干说法错误。‎ ‎24.在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。故原题说法错误。‎ ‎25.根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】[1]根据宇宙大爆炸学说，由于星球在远离地球，根据多普勒效应，接收到的频率小于发出的频率，遥远星球发出的红光被地球接收到可能是红外线，故题干说法正确。‎ ‎26.黑体只是从外界吸收能量,从不向外界辐射能量（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]．黑体也向外辐射电磁波，且向外辐射电磁波的强度按波长的分布与温度有关，故原题说法错误。‎ ‎27.黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】黑体看上去不一定是黑色的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑色的，有些可看成黑体的物体由于有较强的辐射，看起来很明亮，故此说法正确。‎ ‎28.只有温度高的物体才会有热辐射（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故此说法错误。‎ ‎29.物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]．物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，故原题说法错误。‎ ‎30.当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最大（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】常温下的物体发射的波都是红外光波，金属加热到一定温度，发射的电磁波波长就会到达可见光的波长，我们就可以看到了，当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最大，故此说正确。‎ ‎31.电子和其他微粒的物质波不是概率波（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]．对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是概率波。原题说法错误。‎ ‎32.将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小（ ）‎ ‎【答案】×‎ ‎【解析】根据单摆的周期与摆角无关，将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期不变，故错误。‎ ‎33.有多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化，而是接收者接收的频率发生了变化，远离波源的接收者接到的频率变大，接近波源的接收者接收到的频率变小（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]根据多普勒效应，远离波源的接收者接到的频率变小，接近波源的接收者接收到的频率变大，故原题说法错误。‎ ‎34.康普顿效应表明光子不但具有能量，而且象实物粒子一样具有动量（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】[1]康普顿效应表明光子不但具有能量，而且象实物粒子一样具有动量，此说法正确。‎ ‎35.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，则原题说法错误.‎ ‎36.在LC振荡电路中，当电流最大时，电容器两端电势差也最大，充电完成时，电势差最大，但是电流为0（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】在LC振荡电路中，电流增大的过程是电容器的放电过程，振荡电流最大时，电容器放电结束，电容器两端电压为零，充电完成时，电势差最大，但是电流为0，故此说法错误。‎ ‎37.在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】根据不确定关系 当狭缝变窄时，减小，因此会增大，即电子动量的不确定量变大。‎ ‎38.红外线比红光波长短，它的显著作用是热作用（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]．红外线比红光波长长，它的显著作用是热作用。故原题说法错误。‎ ‎39.阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的色散现象（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，故题干说法错误。‎ ‎40.狭义相对论说，在任意惯性参考系里，一切力学规律都是相同的（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】狭义相对论的两个基本假设：①狭义相对性原理，即在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；②光速不变原理，即真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。故题干说法正确。‎ ‎41.在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽（ ）‎ ‎【答案】错误 ‎【解析】[1]在双缝干涉实验中，光的频率越高，则波长越小，根据 可知，光屏上出现的条纹越窄，则此题说法错误。‎ ‎42.被拍打的篮球上下运动不是简谐运动（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】根据质点做简谐运动的条件可知，做简谐运动的条件是回复力为F=-kx，被拍打的篮球上下运动显然不是简谐运动。故此说法正确。‎ ‎43.电子和质子的速度相等时,电子的波长长（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】由可知，动量大的粒子物质波的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，故此说法正确；‎ ‎44.任何一个运动物体,小到电子、质子,大到行星、太阳都有一种物质波和它对应（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。则原题说法正确。‎ ‎45.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关（ ）‎ ‎【答案】正确 ‎【解析】[1]由爱因斯坦光电效应方程可知，光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故题干说法正确。‎ 填空题 ‎46.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是：，已知的质量为，的质量为，的质量为，。氘核聚变反应中释放的核能约为____（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】3.3‎ ‎【解析】[1]质量亏损为 释放的核能为 ‎47.衰变的实质是____________________无线电波的实质是________________。‎ ‎【答案】 (1). 原子核内的中子转化为质子时放出负电子 (2). 电磁波 ‎【解析】[1][2]β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子时放出负电子；无线电波的实质是电磁波。‎ ‎48.如图所示，实线为一列简谐波在t＝0时刻的波形，虚线表示经过Δt＝0.2s后它的波形图，已知T＜Δt＜2T（T表示周期），则这列波传播速度可能值v＝_____；这列波的频率可能值f＝_______．‎ ‎【答案】 (1). 向右‎0.25m/s，向左‎0.35m/s (2). 向右6.25Hz，向左8.75Hz ‎【解析】因为T＜Δt＜2T，所以波在Δt时间内传播的距离，即当波向右传播时，，此时波速，频率为；当波向左传播时，，此时波速，频率为．‎ ‎49.如图所示，三角架质量为M，沿其中轴线用两根轻弹簧拴一质量为m的小球，原来三角架静止在水平面上．现使小球做上下振动，已知三角架对水平面的压力最小为零，求：(重力加速度为g)‎ ‎(1)此时小球的瞬时加速度_____‎ ‎(2)若上、下两弹簧的劲度系数均为k，则小球做简谐运动的振幅为_____________‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）[1]小球运动到最高点时，三角架对水平面的压力最小为零，此时对整体根据牛顿第二定律，有 ‎（M+m）g=ma 解得 ‎ ‎ 向下 （2）[2]小球做简谐运动，根据回复力公式F=kx，有 ‎2k•A=ma 解得 ‎50.钍经过一系列和衰变，变成铅这一系列反应中有___次衰变____次衰变。‎ ‎【答案】 (1). 6 (2). 4‎ ‎【解析】[1]发生一次衰变质量数减少4，故发生衰变的次数为 ‎[2] 发生一次衰变核电荷数减少2，发生一次 衰变核电荷数增加1，故发生衰变的次数为反应物的总的核电荷数增加数 ‎51.在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生．则火车上的人看这件事，猫和鸡中出生时间关系是_________________(鸡先出生或猫先出生或同时出生)，在地面上的人看这件事，是__________(鸡先出生或猫先出生或同时出生)‎ ‎【答案】 (1). 同时出生 (2). 猫先出生 ‎【解析】‎ ‎[1]火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生；‎ ‎[2]地面上的人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些。故在地面上的人看来，一只小猫先出生。‎ ‎52.一枚静止时长‎30m的火箭以1.5×‎108m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为3×‎108m/s，观察者测得火箭的长度约为________(保留两位有效数字)‎ ‎【答案】‎‎26m ‎【解析】[1]根据长度的相对性得 观察者测得火箭的长度为 ‎53.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的时钟与他观察到的地球上的时钟，________上的钟更快。‎ ‎【答案】飞船 ‎【解析】[1]根据钟慢效应，宇宙飞船相对于地球高速运动的过程中，飞船的人观察飞船是不运动的，而地球是高速运动的，所以飞船上的时钟没有变慢，正常走时，而地球上的钟变慢了 ‎54.已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν光子的动量为______．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为______．‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】根据光子的动量公式，取入射的方向为正方向，则光子动量的变化量为 ‎【点睛】光子的动量的公式以及动量的矢量性．‎ ‎55.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为、，则有无可能是衰变____________，有无可能是衰变___________，径迹_______(1或2)可能是衰变后新核的径迹，若衰变方程是，则：=_______。‎ ‎【答案】 (1). 有； (2). 无； (3). 1； (4). 1:45‎ ‎【解析】[1] [2]原子核发生衰变后，两个新的粒子向相反方向运动，只有两个粒子都带正电荷时才满足两圆外切，故有可能是衰变，不可能是衰变；‎ ‎[3]根据磁场中带电粒子的运动由洛伦兹力提供向心力 得 根据 由于原子核衰变前后总动量守恒，故两个新粒子的动量等大反向，核电荷数越大半径越小，故径迹1为新核的径迹。‎ ‎[4]根据 可知，半径之比等于核电荷数的反比，故 计算题 ‎56.如图在长为‎3l，宽为l的长方形玻璃砖ABCD中，有一个边长为l的正三棱柱空气泡EFG，其中三棱柱的EF边平行于AB边，H为EF边中点，G点在CD边中点处．（忽略经CD表面反射后的光）‎ ‎（i）一条白光a垂直于AB边射向FG边的中点O时会发生色散，在玻璃砖CD边形成彩色光带．通过作图，回答彩色光带所在区域并定性说明哪种颜色的光最靠近G点；‎ ‎（ii）一束宽度为的单色光，垂直AB边入射到EH上时，求CD边上透射出光的宽度？（已知该单色光在玻璃砖中的折射率为）‎ ‎【答案】（i）红光更靠近G点 （ii）l ‎【解析】（i）光路如图：MN间有彩色光带，红光最靠近G点 在FG面光线由空气射向玻璃，光线向法线方向偏折，因为红光的折射率小于紫光的折射率，所以红光更靠近G点 ‎（ii）垂直EH入射的光，在EG面上会发生折射和反射现象，光路如图所示 在E点的入射光，根据几何关系和折射定律，可得：‎ ‎ ‎ 联立可得：‎ 在E的折射光射到CD面的I点，由几何关系得：‎ ‎ ‎ 根据折射定律可得：‎ ‎ ‎ 所以CD面上I点的入射光可以发生折射透射出CD面.‎ 在E的反射射光射经FG面折射后射到到CD面的J点，由几何关系得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 所以CD面上J点入射光发生全反射，无法透射出CD面 综上分析，CD面上有光透射出的范围在GI间 由几何关系得CD面上有光透出的长度为l。‎ ‎57.一粗细均匀的U形细玻璃管始终竖直放置，如图所示，管竖直部分长为L1=‎60cm，水平部分长d=‎12cm，大气压强P0=76cmHg。U形管左端封闭，初始时刻右端开口，左管内有一段h=‎6cm长的水银柱封住了长为L2=‎40cm的理想气体。现在把光滑活塞从右侧管口缓慢推入U形管（不漏气），此过程左侧水银往上升了h1=‎5cm，求：‎ ‎(1)左侧管内上端封闭气休末状态的压强；‎ ‎(2)活塞下降的距离。‎ ‎【答案】(1)80cmHg；(2)‎‎15cm ‎【解析】(1)以左端封闭气体为研究对象，气体状态参量为 由玻意耳定律得 解得 ‎(2)以右管内气体为研究对象，气体状态参量为 由玻意耳定律得 解得 即右侧管中空气柱的总长度为‎76cm，活塞下降的距离 ‎58.一列简谐横波在t＝s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图象。求：‎ ‎(ⅰ)波速及波的传播方向；‎ ‎(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标。‎ ‎【答案】(ⅰ)‎18cm/s，沿x轴负方向传播(ⅱ)‎‎9cm ‎【解析】(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为 λ＝‎36cm ①‎ 由图(b)可以看出，周期为 T＝2s ②‎ 波速为 v＝＝‎18cm/s ③‎ 由图(b)知，当t＝1/3s时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播；‎ ‎(ⅱ)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、由图(a)知，x＝0处 y＝－＝Asin(－)‎ 因此 ‎ ④‎ 由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有 ‎＝vΔt＝‎6cm ⑤‎ 由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为 ‎＝‎‎9cm ‎59.放射性原子核先后发生衰变和衰变后，变为原子核．已知质量为m1=238.0290u，质量为m2=234.0239u，粒子的质量为mα=4.0026u，电子的质量为me=0.0005u．（原子质量单位1u相当于931.5Mev的能量）则：‎ ‎（1）写出放射性衰变方程；‎ ‎（2）原子核衰变为的过程中释放能量为多少；‎ ‎（3）若的半衰期是4.5109年，假设一块矿石中含有2kg，经过90亿年后，还剩多少．‎ ‎【答案】（1）→++；（2）1.86MeV；（3）‎‎0.5kg ‎【解析】（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为：‎ ‎→++‎ ‎（2）上述衰变过程的质量亏损为：‎ ‎△m＝mu﹣mPa﹣mα﹣me 放出的能量为：‎ ‎△E＝c2•△m 代入题给数据得：‎ ‎△E=23 8.0290﹣234.0239﹣4.0026﹣0.0005u=0.002×931=1.86MeV．‎ ‎（3）总质量（m0）、衰变质量（m）、衰变时间（t），半衰期（T）之间关系为：‎ ‎ ‎ 将m0＝‎2kg，T0＝45亿年，t＝90亿年，代入解得：‎ ‎ ‎ 故还剩余0.5kg．‎