【物理】甘肃省白银市会宁县第一中学2019-2020学年高二下学期第一次月考试题（解析版）

【物理】甘肃省白银市会宁县第一中学2019-2020学年高二下学期第一次月考试题（解析版）

‎2019-2020学年度第二学期会宁一中 高二级第一次月考试题 一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分，在每小题给出的四个选项中，第1~5小题只有一个选项符合题目要求，第6~10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1.如图，匀强磁场中有一个静止的氡原子核()，衰变过程中放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个外切的圆，大圆与小圆的半径之比为42：1，则氡核的衰变方程是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有： ，故；粒子衰变过程中不受外力，系统动量守恒，故生成的两个粒子的动量mv等大、反向，故：；大圆与小圆的直径之比为42：1，故生成的两个粒子的电荷量之比为1：42；根据电荷数守恒守恒，生成物是α粒子；则衰变方程应该是； A.A方程与结论不相符，选项A错误；B. B方程与结论相符，选项B正确；‎ C. C方程与结论不相符，选项C错误；D. D方程与结论不相符，选项D错误；‎ ‎2.在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子的轨迹夹在力与速度之间，并向力的方向发生弯曲，再结合根据α粒子散射实验的现象可知C正确．‎ ‎3.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是（）‎ A. 逸出功与ν有关 B. Ekm与入射光强度成正比 C. ν<ν0时，会逸出光电子 D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm=hv－W，结合图象易判断D正确．‎ ‎4.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b，C正确．‎ ‎5.若干放在天平左盘上，右盘放‎420g砝码，天平平衡。当Bi发生α衰变经过一个半衰期，欲使天平平衡，应从右盘中取出砝码的质量为（　　）‎ A. ‎210g B. ‎105g C. ‎4g D. ‎‎2g ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当Bi发生衰变经过一个半衰期，的有一半发生了衰变，由于的摩尔质量是，Bi共有2摩尔，经过1个半衰期有1摩尔发生衰变，放射出1摩尔的粒子，粒子的摩尔质量是，所以左侧盘中的质量少了，需要从右盘中取出砝码的质量为。故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎6.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm．以下判断正确的是（ 　）‎ A. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B. 用波长为325 nm的光照射可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C. 大量处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D. 用波长为633 nm的光照射不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm．故A错误．当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量：=[-3．4-（-13．6）]×1．6×10-19，则解得，释放光的波长是λ=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级．故B错误．根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级．故D正确．故选CD．‎ 考点：波尔理论 ‎7.如图所示为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是(　　)‎ A. 放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B. 放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些 C. 放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 D. 放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子发生偏转，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，则：‎ A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，选项A正确；‎ B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些，选项B正确；‎ C．放在C、D位置时，屏上也能观察到闪光，只是比在B位置少得多，选项C错误；‎ D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少，选项D正确.‎ ‎8.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. 一重原子核衰变成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()的结合能小于铅原子核()的结合能 D. 比结合能越大，原子核越不稳定 E. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.两个或几个自由状态的核子结合在一起时释放的能量或原子核分成自由核子所需要吸收的能量叫结合能；故A正确.‎ B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，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.铅原子的核子数大于铯原子的核子数，由结合能的概念可知铅原子的结合能大于铯原子的结合能，故C正确.‎ D.原子核的平均结合能越大，表示原子核的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D错误.‎ E.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，故E错误.‎ ‎9.关于天然放射性，下列说法正确的是 ‎ A. 所有元素都可能发生衰变 B. 放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C. 放射性元素与别元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D. α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 E. 一个原子核在一次衰变中可同量放出α、β和γ三种射线 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．并不是所有的元素都能衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，故A错误；‎ B．放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，故B正确；‎ C．放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，故C正确；‎ D．α、β和γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，故D正确；‎ E．一个原子核在一次衰变中，要么是α衰变要么是β衰变，同时伴随着能量的释放即γ射线，故E错误。‎ 故选BCD。‎ ‎10.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是____________．‎ A. 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值 B. 贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核 C. 居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素 D. 卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子 E. 汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】A、密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10‎-19C，故A正确；‎ B、贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了中子， 故B错误；‎ C、居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，故C正确；‎ D、卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，故D错误；‎ E、汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，故E正确．‎ 所以ACE正确，BD错误．‎ 二、填空题（共2小题，每空2分，共18分）‎ ‎11.如图所示，一光电管的阴极用极限波长的钠制成.用波长的紫外线照射阴极尺，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V时光电流达到饱和，饱和值为I="0.56" mA.则每秒内由K极发射的电子数为______.电子到达阳极A时的最大动能为______J(结果均保留两位有效数字）.如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达阳极A时的最大动能______(填“变大”“不变”或“变小”）已知普朗克常量h =6.63×l0-34J.s，光速c =3.0×‎108m/s，电子电荷量e =1.6×10‎‎-19C ‎【答案】 (1). (2). (3). 不变 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由 It=ne 知 个 ‎[2]电子从阴极射出时的最大初动能 根据动能定理得，电子到达A时的最大动能 EkA＝Ekm+eU＝2.65×10−19+2.1×1.6×10−19≈6.0×10-19J ‎[3]照射光的强度增到原值的三倍，电子的最大初动能不变，则电子到达阳极A的动能不变。‎ ‎12.如图所示为“验证碰撞中动量守恒”实验装置示意图。‎ ‎(1)设小球A质量为mA，小球B质量为mB，为保证实验成功，必须保证mA________mB。（填“大于”、“等于”或“小于”）。小球半径________测量。（填“需要”或“不需要”）。‎ ‎(2)实验中小球的落点情况如图所示：P是不放B球时，将A球从斜槽上某一高度静止释放后A球的落点，M、N 分别为A球从同一高度静止释放到达斜槽水平端与B球相碰后A、B球落点，现已测得O到M、P、N距离分别为s1、s2、s3，若关系式________________________成立，则验证了A、B小球相碰动量守恒。‎ ‎(3)若A、B两球的质量之比为mA：mB＝3：1。先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从同一高度处由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图所示，其中米尺的零点与O点对齐。‎ ‎①碰撞后A球的水平射程应取________cm。‎ ‎②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中，不能使小球飞行的水平距离的大小表示水平初速度大小的是________（填选项符号）。‎ A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1‎ B．升高小球初始释放点的位置 C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3‎ D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度 ‎③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为________。（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 大于 不需要 (2). (3). 14.45 C 1.01‎ ‎【解析】 (1)[1]为了使入射小球碰撞后不反弹，所以入射小球的质量需大于被碰小球的质量，即mA>mB；‎ ‎[2]两球从轨道的同一位置离开轨道做平抛运动，不需要测小球的直径。‎ ‎(2)[3]小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，如果碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得 两边同时乘以时间得 则如果动量守恒，则满足 ‎(3)①[4]用尽可能小的圆把小球的落点圈起来，圆的圆心是小球的落点位置，由图所示可知，碰撞后A球的水平射程应取。‎ ‎②[5]A．改变小球的质量比，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；故A不符合题意；‎ B．升高小球初始释放点的位置，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；故B不符合题意；‎ C．使A、B两小球的直径之比改变为，小球的球心不在同一高度，碰撞后小球的速度不在水平方向，不能做平抛运动，不可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；故C符合题意；‎ D．升高桌面的高度，即升高点距地面的高度，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；故D不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎③[6]设运动的时间为，则碰撞前的动量为，碰撞后总动量为，所以碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为 三、计算题（共3小题，共42分。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）‎ ‎13.一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，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？‎ ‎(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少电子伏？‎ 金属 铯 钙 镁 钛 逸出功W/eV ‎1.9‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ ‎4.1‎ ‎【答案】(1)6；(2)2.55 eV；(3)铯金属，0.65 eV ‎【解析】(1)可能发射种频率的光子。‎ ‎(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为 ‎(3)只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应。根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为 ‎14.一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.0073u，中子质量mn＝1.0087u，氚核质量m＝3.0180u。‎ ‎(1)写出聚变方程；‎ ‎(2)释放出的核能多大？‎ ‎(3)平均每个核子释放的能量是多大？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)聚变方程为 ‎(2)质量亏损为 释放的核能为 ‎(3)平均每个核子放出的能量为 ‎15.如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b 向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求 ‎(1)两球a、b的质量之比；‎ ‎(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）b球下摆过程中，只有重力做功，由动能定理可以求出碰前b球的速度；碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律列方程，两球向左摆动过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理列方程，解方程组可以求出两球质量之比．（2）求出碰撞过程中机械能的损失，求出碰前b求的动能，然后求出能量之比．‎ ‎（1）b球下摆过程中，由动能定理得：‎ 碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可得：，‎ 两球向左摆动过程中，由机械能守恒定律得：‎ 解得：‎ ‎（2）两球碰撞过程中损失是机械能：，‎ 碰前b球最大动能，‎