河南省安阳市第三十六中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

河南省安阳市第三十六中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

河南省安阳市第三十六中学2020学年高二下学期期中考试物理试题 ‎ 一、单项选择题（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，只有一个选项正确。）‎ ‎1. 下列叙述中符合物理学史的有:(  )‎ A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子和质子的存在 B. 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析,证实了原子是可以再分的 C. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义,提出光子说,并成功地解释了光电效应现象 D. 玻尔提出的原子模型,彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说 ‎【答案】C ‎【解析】汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在；但没有发现质子，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，故B错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说,并成功地解释了光电效应现象，故C正确；玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出的原子模型，并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学说，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎2. 下列宏观概念中，哪些是“量子化”的（ ）‎ A. 物体的长度 B. 物体所受的重力 C. 物体的动能 D. 人的个数 ‎【答案】D ‎【解析】人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的。其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的。故只有D正确；‎ 故选：D.‎ ‎3. 根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)(　　)‎ A. B. C. hλ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】光子能量为：E=hv，光子频率、波长、光速之间关系为，联立可得：，故A正确，BCD错误。‎ ‎4. 用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是(　　)‎ A. 改用频率更小的紫外线照射 B. 改用X射线照射 C. 改用强度更大的原紫外线照射 D. 延长原紫外线的照射时间 ‎【答案】B ‎【解析】对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，减小波长，B正确。故选B.‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件及各种电磁波的频率大小关系．‎ ‎5. 下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)‎ A. 光电效应实验 B. 伦琴射线的发现 C. α粒子散射实验 D. 氢原子光谱的发现 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：能揭示原子具有核式结构的实验是粒子散射实验，故选C．‎ 考点：物理学史 ‎【名师点睛】此题是对原子物理学史的考查；要知道卢瑟福的粒子散射实验是原子核式结构的基础，同时要了解此实验的方法及实验现象及结论．注意要多看课本，多记忆．‎ 视频 ‎6. 关于电子的说法，正确的是(　　)‎ A. 组成阴极射线的带电粒子是电子 B. β衰变中的电子是原子核外电子 C. β衰变说明原子核里有电子 D. 玻尔理论认为，氢原子中电子的轨道半径是连续的 ‎【答案】A ‎【解析】组成阴极射线的带电粒子是电子，故A正确；β衰变中的电子来自于原子核内的中子衰变成质子，而放出的电子，故B错误；β衰变产生的电子由原子核内的一个中子转变成一个质子和一个电子，电子释放出来，原子核内没有电子，故C错误；玻尔理论认为氢原子的轨道是量子化的，且处于定态，电子绕核旋转，不向外辐射能量，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎7. 关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有(　　)‎ A. 是重核裂变 B. 是β衰变 C. 是轻核聚变 D. 是重核裂变 ‎【答案】C ‎【解析】A、 方程是衰变方程，选项A正确；‎ B、方程是人工转变方程，选项B错误；‎ C、方程是轻核聚变方程，选项C正确；‎ D、方程是衰变方程，选项D错误。‎ 点睛：解答本题需要掌握：正确应用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，知道衰变现象，并能正确书写其衰变方程。‎ 视频 ‎8. 下列说法正确的是(　　)‎ A. 当氢原子从激发态跃迁到基态时，要吸收能量 B. 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质 C. 大量原子从n＝3的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有4种 D. 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 ‎【答案】B ‎【解析】当氢原子从激发态跃迁到基态时，要辐射能量，故A错误；由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，故B正确；大量原子从n＝3的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有种，故C错误；由能级公式hν=E2-E1可知，氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎9. 如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是(　　)‎ A. a、b为β粒子的径迹 B. a、b为γ粒子的径迹 C. c、d为α粒子的径迹 D. c、d为β粒子的径迹 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：射线在磁场中向右运动时，带正电荷射线，根据左手定则可以判断它将向上偏转，带负电荷射线，可以判断它将向下偏转，不带电射线，不偏转，由此可以判定a、b带正电，c、d带负电，所以ABC错误，D正确。‎ 考点：洛仑兹力；X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性 ‎【名师点睛】该题通过带电粒子在磁场中运动考查射线的特性，可以根据左手定则进行判定。‎ ‎10. 14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。下列说法正确的是(　　)‎ A. 该古木的年代距今约5700年 B. 12C、13C、14C具有相同的中子数 C. 14C衰变为14N的过程中放出β射线 D. 增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变 ‎【答案】C ‎【解析】设原来的质量为，衰变后剩余质量为M则有：，其中n 为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故n=1，所以死亡时间为：5700年，故A正确；具有相同的质子数和不同的中子数，故B错误；衰变为的过程中质量数没有变化而核电荷数增加1，所以是其中的一个中子变成了一个质子和一个电子，所以放出射线，故C正确；放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，故D错误，故选AC.‎ ‎【点睛】根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解．放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关．‎ ‎11. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 B. α粒子散射实验说明原子核是有内部结构的 C. 比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 D. 玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律 ‎【答案】AD ‎【解析】电子的发现已经证明原子核有内部结构，粒子散射实验说明原子的核式结构，B错；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，C错；‎ ‎12. 下列说法中正确的是(    )‎ A. 炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱 B. 各种原子的线状光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应 C. 气体发出的光只能产生明线光谱 D. 甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱 ‎【答案】AB ‎【解析】炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，选项A正确； 各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应，选项B错误；由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱．故C错误． 甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有 一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱．故D错误．故选A.‎ 点睛：本题关键要掌握光谱的种类及各种光谱产生的条件，容易出错的是D项，得到的应是乙物体的吸收光谱，通过分析此光谱可知道乙物质的成分．‎ ‎13. (钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成 (铅)，以下说法正确的是(　　)‎ A. 铅核比钍核少8个质子 B. 铅核比钍核少16个中子 C. 共经过4次α衰变和6次β衰变 D. 共经过6次α衰变和4次β衰变 ‎【答案】ABD ‎【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少90-82=8个质子，少（232-208）-8=16个中子，故AB正确；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：‎ ‎2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确．故选ABD.‎ 点睛：本题主要考查了质量数和电荷数守恒在衰变过程中的应用，是考查基础知识和规律的好题，理解α、β衰变的实质是解答的关键．‎ ‎14. 关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　　)‎ A. 比结合能越大，原子核越不稳定 B. 铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能 C. 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 D. 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】BC ‎【解析】比结合能越大，原子核越稳定，故A错误；铯原子核不如铅原子核稳定，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，故B正确；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，故C正确；根据质能方程可知，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D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎15.‎ ‎ 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出(　　)‎ A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 乙光的频率大于丙光的频率 D. 甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】BD ‎【解析】由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为Uc2，由爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W逸及-eUc2=0-Ekm可知，甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，波长大于丙光的波长，故B正确、A错误；同一金属，截止频率是相同的，故C错误。丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。故D正确。故选BD。‎ ‎16. 如图1所示为研究光电效应的电路图．‎ ‎（1）对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能______（选填“减小”、“增大”）． 如果将电源正负极对换，电流表______（选填“一定”、“可能”或“一定没”）有示数．‎ ‎（2）当用光子能量为5eV的光照射时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为_________，金属的逸出功为_________．‎ ‎【答案】 (1). 减小 (2). 可能 (3). 2eV (4). 3eV ‎............‎ ‎17. 恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”。‎ ‎(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：＋________→＋γ。‎ ‎(2) 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s。一定质量的，经7.8×10－16 s后所剩占开始时的________________。‎ ‎【答案】 (1). He(或α) (2). 或(12.5%)‎ ‎【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为。‎ ‎（2）半衰期为2.6×10-16s，经7.8×10-16s，即3个半衰期，根据，经7.8×10－16 s后所剩占开始时的。‎ ‎18. 氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1为基态能量，E1＝－13.6 eV。大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有的光子中，可具有多少种不同的频率？其中频率最大的光子能量为－0.96E1‎ ‎，频率最小的光子的能量为多少eV？(保留两位有效数字)‎ ‎【答案】10 0.31 eV ‎【解析】试题分析：根据公式：求出激发态所在的能级，根据求出这群氢原子能发出不同频率光的种数，根据能级的跃迁公式hv=Em-En求解频率最小的光子的能量。‎ 由题意可知：氢原子可能发出的所有的光子中其中频率最大的光子能量为－0.96E1‎ 根据公式：，其中：‎ 联立可得：n=5‎ 这些处于n=5能级的氢原子可能发出种不同的频率的光。‎ 从n=5能级跃迁到n=4发出的光频率最小.‎ 点睛：本题主要考查了能级间跃迁吸收或辐射光子所满足的规律，即hv=Em-En。‎ ‎19. 已知某金属的极限波长为0.6 μm，用0.5 μm的光照射该金属表面时发射光电子的最大初动能为多少焦耳？该金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留2位有效数字)‎ ‎【答案】6.6×10－20 J　 ， 3.3×10－19 J ‎【解析】试题分析：根据W=hv0即可求出该金属的逸出功，然后根据爱因斯坦光电效应方程，求解光电子的最大初动能。‎ 金属发生光电效应的极限频率ν0＝。金属的逸出功 W0＝hν0＝h =3.3×10－19 J 由光电效应方程Ek＝hν－W0＝h－h＝hc(－)＝6.6×10－20 J 点睛：本题主要考查了爱因斯坦光电效应方程，掌握发生光电效应现象的条件：入射光的频率大于或等于极限频率．根据光电效应方程可求出最大初动能。‎ ‎【答案】 (1). 中子 (2). 3 (3). 3.56×10－28 kg (4). 0.529 kg ‎【解析】试题分析：核反应过程中质量数与核电荷数守恒，由此可以得出x和a的值；求出发电站一天发的电能，然后求出消耗的铀的质量。‎ 根据质量数守恒和电荷数守恒可得核反应式为：‎ 由此可知：x为中子，a为3。‎ 根据质能方程：ΔE＝Δmc2‎ 代入数据可得：Δm＝3.56×10－28 kg 发电能力为5.0×105 kW的核电站，一天输出的电能为：E＝5.0×108×24×3600 J 一个U235裂变时放出的能量为E1＝200×106×1.6×10－19 J 所以每天所需的U235的个数为n＝E/E1，‎ 这些U235的摩尔数为：n′=n/N 所需的质量为n′与U235的摩尔质量相乘即 联立以上可得：‎ 点睛：本题主要考查了核反应方程式和核电站消耗的铀的质量的计算，核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，求核电站消耗的铀的质量是本题的难点，要会根据物质的质量求出物质所含有的核的个数。‎