【物理】云南省邵通市云天化中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

【物理】云南省邵通市云天化中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

云天化中学2020学春季学期开学试题 高 二 物 理 一．选择题 ‎1.在原子物理学的发展过程中，出现了许多著名的科学家和他们的研究成果，有关他们的说法中哪个是正确的（ ）‎ A. 汤姆孙证实了阴极射线就是电子流，并测出了电子所带的电荷量 B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验数据的分析提出了原子的核式结构模型 C. 玻尔的原子理论把量子观念引入了原子领域，成功地揭示了微观粒子的运动规律 D. 巴耳末发现的巴耳末公式可求出氢原子所发光的波长 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汤姆孙证实了阴极射线就是电子流，密立根测出了电子所带电荷量，故A错误；‎ B．卢瑟福指导学生完成了α粒子散射实验，通过对实验数据的分析提出了原子的核式结构模型，故B正确；‎ C．玻尔的原子理论把量了观念引入原子领域，但还保留了经典粒子的观念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，故C错误；‎ D．巴耳末公式只适用于氢原子可见光区的谱线，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎2.如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是 A. 卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型 B. 放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强 C. 电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D. 链式反应属于重核的裂变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误 B.放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最弱，选项B错误 C.电压相同时，光照越强，光电流越大，说明光电流和光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，选项C错误 D.链式反应属于重核的裂变，轻核聚变是通过反应产生高温，使得反应能够持续，选项D正确 ‎3. 关于对热辐射认识，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波 B. 温度越高，物体辐射的电磁波越强 C. 辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关 D. 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；‎ C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况也有关，这是黑体辐射的特性，C错误；‎ D．常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．‎ ‎4.放射性元素钋发生衰变时，会产生一种未知元素，并放出射线，下列说法正确的是（ ）‎ A. 射线的穿透能力比射线强 B. 未知元素的原子核核子数为208‎ C. 未知元素的原子核中子数为124 D. 这种核反应也称为核裂变 ‎【答案】C ‎【解析】A．射线的穿透能力比射线弱，故A错误；‎ B．由质量数守恒可知未知元素的原子核核子数为2104=206个，故B错误；‎ C．由电荷数守恒可知未知元素的原子核质子数为842=82个，故中子数为20682=124个，故C正确。‎ D．这种核反应称为衰变，故D错误。故选C。‎ ‎5.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于激发态的氢原子提供的能量为（　　）‎ A. 10.20‎eV B. 2.89eV C. 2.55eV D. 1.89eV ‎【答案】C ‎【解析】AB．处于n=2能级的原子不能吸收10.20eV、2.89eV的能量，则选项AB错误； ‎ C．处于n=2能级原子能吸收2.55eV的能量而跃迁到n=4的能级，然后向低能级跃迁时辐射光子，其中从n=4到n=3的跃迁辐射出的光子的能量小于1.62eV可被红外测温仪捕捉，选项C正确； ‎ D．处于n=2能级的原子能吸收1.89eV的能量而跃迁到n=3的能级，从n=3到低能级跃迁时辐射光子的能量均大于1.62eV，不能被红外测温仪捕捉，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎6.关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（　　）‎ A. 原子核内相邻质子之间存在相互排斥核力 B. 原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定 C. 温度越高放射性元素的半衰期越小 D. β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子 ‎【答案】B ‎【解析】A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；‎ B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；‎ C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；‎ D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎7.某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν之间的关系如图所示．已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的是（　　）‎ A. 入射光的频率小于也可能发生光电效应现象 B. 该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大 C. 若用频率是的光照射该金属，则遏止电压为 D. 遏止电压与入射光频率无关 ‎【答案】C ‎【解析】由图像可知金属的极限频率为ν0，入射光的频率必须要大于ν0才能发生光电效应现象，选项A错误；金属的逸出功与入射光的频率无关，选项B错误；若用频率是2ν0的光照射该金属，则光电子的最大初动能为，则遏止电压为，选项C正确；遏止电压与入射光的频率有关，入射光的频率越大，则最大初动能越大，遏制电压越大，选项D错误．‎ ‎8.核反应 中，放出的能量为E，下列相关说法中，正确的是 A. X来自原子核外的电子 B. 该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化有关 C. 核的比结合能大于 核的比结合能 D. 反应中的质量亏损为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X质量数为0，电荷数为-1，则X为电子，来自原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项A错误；该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化无关，选项B错误；由于在衰变的过程中释放能量，可知核的结合能大于核的结合能，由结合能与比结合能的定义可知，核的比结合能小于核的比结合能．故C错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在该核反应中质量亏损为．故D正确．故选D.‎ ‎9.下列说法正确的是( )‎ A. 天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构 B. 一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少 C. 某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短 D. 目前核电站的能量主要来自轻核的聚变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】天然放射性现象表明了原子核是有复杂的结构，选项A错误；根据玻尔理论，一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少，选项B正确；某放射性元素的半衰期与元素所处的化合状态无关，选项C错误；目前核电站的能量主要来自重核的裂变，选项D错误；故选B.‎ ‎10.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了某种衰败而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：42，有（ ）‎ A. 该原子核发生了衰变，粒子沿小圆作顺时针方向运动 B. 该原子核发生了衰变，粒子沿大圆作顺时针方向运动 C. 原来静止的原子核的原子序数为42‎ D. 原来静止的原子核的原子序数为82‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相反，而两者速度方向相反，则知两者的电性相同，新核带正电，则放出的必定是粒子，发生了衰变。根据动量守恒定律得知，放出的粒子与新核的动量大小相等，由 得半径与电荷量成反比，由于新核的电荷量较大，则大圆是粒子的轨迹。衰变后粒子所受的洛伦兹力方向向左，根据左手定则判断得知，其速度方向向下，沿大圆作顺时针方向运动。故B正确， A错误；‎ CD．新核与粒子的半径之比为1：42，由于半径与电荷量成反比，粒子的电荷数为2，所以新核的电荷数为84，根据电荷数守恒可知，原来静止的原子核的电荷数为86，其原子序数为86，故CD错误。‎ 故选B。‎ ‎11.用中子轰击原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则以下说法中正确的是（ ）‎ A. X原子核中含有84个中子 B. 反应生成物的总结合能比原子核的结合能小 C. X原子核中核子的平均质量比原子核中核子的平均质量小 D. X原子核中核子的比结合能比原子核中核子的比结合能大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的质量数为140，电荷数为54，则中子数为86，故A错误；‎ B．在裂变的过程中，有能量释放，则反应生产物的总结合能比原子核的结合能大，故B错误；‎ CD．X原子核属于中等核，则原子核中核子的平均质量比原子核中核子的平均质量小，原子核的比结合能较大，故CD正确。 故选CD。‎ ‎12.下列对于光的本质的说法正确的是（ ）‎ A. 光有时是一种粒子，有时是一种波 B. 光既具有波的特性又具有粒子的特性 C. 在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性 D. 在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性 ‎【答案】BCD ‎【解析】光既具有波的特性又具有粒子的特性，即光具有波粒二象性，光既是波也是粒子，在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性，在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性。故BCD三项正确，A项错误。‎ 二．实验题 ‎13.小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s．‎ ‎（1）图中电极A为光电管的_____（填“阴极”或“阳极”）；‎ ‎（2）实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν0=______Hz，逸出功W0=_______________J；‎ ‎（3）如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=_____J.(计算结果均保留三位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 阳极 (2). 5.15×1014Hz 3.41ⅹ10-19J (3). 1.23ⅹ10-19J ‎【解析】（1）电子从金属板上射出的位置是阴极，所以A板为阳极,‎ ‎（2）根据 ，因此当遏制电压为零时 ,根据图象可以知道,铷的截止频率,根据,则可求出该金属的逸出功大小 . （3）由代入数据可知 三、解答题 ‎14.如图所示，质量分别为、的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面上，质量为的木块C以初速滑上A板左端，最后C木块和B板相对静止时的共同速度．求：‎ 板最后的速度；‎ 木块刚离开A板时的速度．‎ ‎【答案】（1）=‎0.5m/s，速度方向向右 （2）=‎5.5m/s，速度方向向右 ‎【解析】‎ ‎【分析】（1）C在A上滑动的过程中，A、B、C组成系统的动量守恒，由动量守恒定律研究整个过程列出等式，（2）C在B上滑动时，B、C组成系统的动量守恒，根据运量守恒定律研究C在B上滑行的过程，列出等式求解．‎ ‎【详解】（1）在A上滑动的过程中，A、B、C组成系统的动量守恒，规定向右为正方向 则有：‎ ‎（2）在B上滑动时，B、C组成系统动量守恒，则有：‎ 联立以上两等式解得：，速度方向向右，，速方向向右 ‎【点睛】木块在两个木板上滑动的问题，分析过程，选择研究对象，根据动量守恒定律研究速度．‎ ‎15.氢原子基态能量E1＝-13.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径r1＝0.53×10－‎10m．求氢原子处于n＝4激发态时：‎ ‎(1)原子系统具有的能量；‎ ‎(2)电子在n＝4轨道上运动的动能；(已知能量关系，半径关系rn＝n2r1，k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.6×10－‎19C)‎ ‎(3)若要使处于n＝2轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)‎ ‎【答案】(1)-0.85 eV (2)0.85eV (3)8.21×1014Hz ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据能级关系 则有：‎ ‎(2)因为电子的轨道半径 根据库仑引力提供向心力，得：‎ 所以， ‎ ‎(3)要使n=2激发态的电子电离，据波尔理论得，发出的光子的能量为：‎ 解得：‎