【物理】山东省枣庄市第三中学2019-2020学年高二下学期6月月考试题（解析版）

【物理】山东省枣庄市第三中学2019-2020学年高二下学期6月月考试题（解析版）

‎2019-2020学年第二学期6月份质量检测 物理试题 一、选择题（共10小题，每小题3分共30分）‎ ‎1. 下列说法正确的是 A. 黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B. 光电效应中，遏出电压与入射光的频率有关，与产生光电效应的金属材料无关 C. 有些原子的发射光是连续谱，有些的发射光谱是线状谱 D. 氘核由一个质子和一个中子组成，但氘核的质量小于单个的质子和中子的质量之和 ‎【答案】D ‎【解析】A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；‎ B．根据光电效应方程：‎ 光电子在光电管中由反向电压而减速到零，由动能定理：‎ 联立可得：‎ 可知遏出电压与入射光的频率有关，也与产生光电效应的金属材料(逸出功)有关，故B错误；‎ C．各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线，故C错误；‎ D．当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，会向外放出一定的能量，根据爱因斯坦的质能方程可知核反应有质量亏损，则氘核的质量小于中子与质子的质量之和，故D正确。故选D。‎ ‎2. 以下宏观概念中，哪些是“量子化”的(　　)‎ A. 物体质量 B. 物体的动量 C. 导体中的电流 D. 东北虎的个数 ‎【答案】D ‎【解析】A．物体的质量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故A错误；‎ B．物体的动量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故B错误；‎ C．导体中的电流的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故C错误；‎ D．东北虎的个数的数值的数量只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3. 下列选项中，说法正确的是（ ）‎ A. 卢瑟福提出核式结构模型，很好的解释了粒子散射实验中的现象 B 电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性 C. 借助于能量子的假说，爱因斯坦得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合非常好 D. 射线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱 ‎【答案】A ‎【解析】卢瑟福提出核式结构模型，很好的解释了粒子散射实验中的现象，A正确；衍射是波的特性，故电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有波动性，B错误；普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故C错误；射线是高速电子流，它的穿透能力比射线弱，比射线强，故D错误．‎ ‎4. 1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。 下列有关电子说法正确的是（ ）‎ A. 电子的发现说明原子核是有内部结构的 B. β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 C. 光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子 D. 卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的 ‎【答案】C ‎【解析】A．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。原子是由原子核和核外电子组成的。故A错误。‎ B．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。故B错误。‎ C．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。故C正确。‎ D．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D错误。故选C。‎ ‎5. 某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT片，利用穿透能力与密度有关的是（　　）‎ A. 无线电波 B. 红外线 C. X射线 D. 紫外线 ‎【答案】C ‎【解析】医学中的CT胸片是利用X射线穿透能力与密度有关的特点。故选C。‎ ‎6. 在近代物理学中，下面选项正确的是（ ）‎ A. 随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较长的方向移动 B. 光电效应实验中，用等于截止频率的某单色光照射某金属，使得光电子溢出并飞离金属表面 C. 卢瑟福的粒子散射实验说明了占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内， 从而提出了原子的核式结构 D. 原子的电荷数不是它的电荷量，但质量数是它的质量 ‎【答案】C ‎【解析】A．随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动，故A错误；‎ B．在光电效应实验中，应该用大于截止频率某单色光照射某金属，才能使得光电子溢出并飞离金属表面，故B错误；‎ C．在卢瑟福的粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，只有少数粒子发生大角度偏转，说明原子内带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内，从而提出了原子的核式结构模型，故C正确；‎ D．原子的电荷数不是它的电荷量，而质量数是以的做为单位，某原子核的质量与该单位比值为该原子的质量数，因此质量数也不是它的质量，故D错误。故选C。‎ ‎7. 核中有（　　）‎ A. 92个电子 B. 238个质子 ‎ C. 146个中子 D. 330个核子 ‎【答案】C ‎【解析】中质子数为92，核子数238，由于质子数与中子数之和为核子数，则中子数为146，原子核内没有电子，故ABD错误，C正确。故选C。‎ ‎8. 2020年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代，即‎5G时代。所谓‎5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHz（‎1M=106）频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术‎4G，其频段范围是1880~2635MHz。未来‎5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是‎4G网络的50~100倍。下列说法正确的是（　　）‎ A. ‎4G信号和‎5G信号都是纵波 B. ‎4G信号更容易发生衍射现象 C. ‎4G信号和‎5G信号相遇能产生稳定干涉现象 D. ‎5G信号比‎4G信号在真空中的传播速度快 ‎【答案】B ‎【解析】A．电磁波均为横波，选项A错误；‎ B．因‎5G信号的频率更高，则波长小，故‎4G信号更容易发生明显的衍射现象，选项B正确；‎ C．两种不同频率的波不能发生干涉，选项C错误；‎ D．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，选项D错误。故选B。‎ ‎9. 关于电磁波谱，下列说法中不正确的是(　　)‎ A. 红外线比红光波长长，它的热作用很强 B. X射线就是伦琴射线 C. 光波是横波，无线电波既有横波，又有纵波 D. 紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用 ‎【答案】C ‎【解析】A．红外线比红光波长长，它的热作用很强，选项A正确，A项不合题意；‎ B．X射线就是伦琴射线，选项B正确，B项不合题意；‎ C．光波与无线电波都是电磁波，都是横波，选项C错误，C项符合题意；‎ D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用，选项D正确，D项不合题意。‎ 此题选择不正确的选项，故选C。‎ ‎10. 关于电磁波和相对论，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均平行 B. 电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中不同 D. 狭义相对论中的假设在不同惯性参考系中均成立 ‎【答案】D ‎【解析】A．电磁波是横波，电磁波在真空中传播时，它的电场与磁场方向相互垂直，且其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直，故A错误；‎ B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故B错误；‎ C．根据光速不变原理，真空中的光速在不同惯性参考系中是相同的，故C错误；‎ D．狭义相对性的基本假设是：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D正确。故选D。‎ 二．多选题（共6小题，每小题4分，共24分）‎ ‎11. 下列说法中正确的有（　　）‎ A. 普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说 B. 黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C. 天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构 D. 原子核内任何两个质子间核力总大于它们间的库仑力 ‎【答案】BC ‎【解析】A．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，故A错误；‎ B．由黑体辐射规律可知，辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B正确；‎ C．天然放射现象中的放射线来自于原子核，说明原子核中有复杂结构，故C正确；‎ D．核力是短程力，作用范围在1．5×10‎‎-15m ‎，超出这个范畴，核力急剧减小，故原子核内任何两个质子间核力可能小于它们间的库仑力，故D错误。故选BC。‎ ‎12. 下列说法正确的是(　　)‎ A. 普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论 B. 大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处 C. 电子和其他微观粒子都具有波粒二象性 D. 光波是一种概率波,光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的,这是光子自身的固有性质 ‎【答案】AC ‎【解析】普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A正确；大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明落在明条纹处的电子较多、落在暗条纹出的电子较少，故B错误．电子和其他微观粒子都具有波粒二象性，选项C正确；波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故D错误．故选AC.‎ ‎13. 下列说法正确的有（　　）‎ A. α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C. 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 D. 对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估测核半径、确定核电荷量 ‎【答案】ACD ‎【解析】A．α射线在空气中的射程只有几厘米，只要一张纸就能挡住，故A正确；‎ B．由 可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同，故B错误；‎ C．根据黑体辐射实验的规律可知：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，故C正确；‎ D．根据α粒子散射实验的数据可以用来确定核电荷量和估算原子核半径，故D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎14. LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示，则 A. 在时刻t1，电路中的电流最大 B. 在时刻t2，电路的磁场能最大 C. 从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大 D. 从时刻t3至t4，电容的带电量不断增多 ‎【答案】BC ‎【解析】在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误； 在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确． 从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确； 从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．‎ ‎15. 自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5‎-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）‎ A. 额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异 B. 额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒 C. 红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波 D. 爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象 ‎【答案】AC ‎【解析】A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异，所以A正确；‎ B．用于杀菌消毒的是紫外线，不是红外线，所以B错误；‎ C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波，所以C正确；‎ D．普朗克最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，但是成功解释光电效应现象的是爱因斯坦，所以D错误。故选AC。‎ ‎16. 下列说法中正确的是 。‎ A. 光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一 B. 变化的电场一定产生变化的磁场 C. 光的偏振现象说明光是横波 D. 无影灯是利用光的衍射原理 ‎【答案】AC ‎【解析】A．狭义相对论的两条基本假设是光速不变原理和相对性原理, 故A正确；‎ B．均匀变化的电场一定产生恒定的磁场，故B错误；‎ C．偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故C正确；‎ D．无影灯是利用光的直线传播原理制成的，故D错误。故选AC。‎ 三．实验题（共2小题，共18分）‎ ‎17. 如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙，则金属的逸出功W=_____eV；将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有________种频率的光能产生光电流.‎ ‎【答案】 (1). 6.75 (2). 3‎ ‎【解析】[1]．大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子是对应着从n=4到n=1的跃迁，频率最高光子的能量为 由图可知辐射光电子的最大初动能为6eV，根据可知金属的逸出功 ‎ [2]．从n=4到低能级的跃迁中能辐射出6种不同频率的光子，其中光子能量大于6.75eV的跃迁有：‎ n=2到n=1的跃迁，辐射光子的能量为（-3.4）-（-13.6）eV =10.2eV；‎ n=3到n=1的跃迁，辐射光子的能量为（-1.51）-（-13.6）eV =12.09eV；‎ n=4到n=1的跃迁，辐射光子的能量为（-0.85）-（-13.6）eV =12.75eV；‎ 其余跃迁光子能量小于6.75eV：‎ n=4到n=2的跃迁，辐射光子的能量（-0.85）-（-3.4）eV =2.55eV；‎ 所以各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有3种频率的光能产生光电流.‎ ‎18. 小明用某种金属作为阴极光电管观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示.己知普朗克常量方=6.63×10-34J·s.‎ ‎（1）图甲中电极K为光电管的___________（填“阴极”或“阳极”）；‎ ‎（2）小明给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），小明将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是______________________．‎ ‎（3）实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率v之间的关系如图乙所示，逸出功W0=___________J，如果实验中入射光的频率v=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=___________J（结果保留3位有效数字）．‎ ‎【答案】 (1). 阳极 (2). 电流增加但达到一定值后不再增加 (3). 3.41×10-19J 1.23×10-19J ‎【解析】（1）电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为正极即为阳极．‎ ‎（2）滑动变阻器的滑片向右滑动，加速度电场增强，电流增加但达到一定值后不再增加．‎ ‎（3）由Ekm=hv-W0和eUC=EKm得：eUC=hv-W0，因此当遏制电压为零时，hvc=W0，根据图象可知，铷的截止频率vC=5.15×1014Hz，根据hvc=W0，则可求出该金属的逸出功大小W0=6.63×10-34×5.15×1014=3.41×10-19J．根据Ekm=hv-W0=hv-hv0，由图可知v0=5.15×1014Hz，则EK=h（v-v0）代入数据求得：EK=1.23×10-19J．‎ 四．（共3小题，共28分）‎ ‎19. 一静止的氡核衰变为钋核和α粒子，其中、、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，设释放的核能全部转化钋核和α粒子的动能：‎ ‎(1)写出衰变方程式______；‎ ‎(2)求α粒子动能______。‎ ‎【答案】 (1). 或 (2). ‎ ‎【解析】(1)[1]核反应方程满足质量数守恒与电荷数守恒，则衰变方程为 或 ‎(2)[2]核反应过程中释放的核能为 衰变过程中动量守恒 根据可知 则α粒子的动能为 ‎20. 两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦3，同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10‎-27kg，氦3的质量为5.0049×10‎-27kg，中子的质量为1.6745×10‎-27kg。假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求：‎ ‎(1)写出上述核反应方程；‎ ‎(2)核反应中释放的核能（单位用MeV，保留三位有效数字）；‎ ‎(3)核反应中产生的氦3的动能（单位用MeV）。‎ ‎【答案】(1)；(2)3.26MeV；(3)0.99 MeV ‎【解析】(1)核反方程为：。‎ ‎(2)反应中释放的核能为：‎ ‎(3)核反应前后动量守恒，反应前两个动能相同的氘核的动量等大反向，总动量为0，设反应后和的质量和速度分别为、和、，则有 题设已假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能，因此反应后的总动能满足 氦3和中子的质量比 利用以上三式和(2)的结果可求得氦3的动能为 ‎21.‎ ‎ 用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0。‎ ‎(1)光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？‎ ‎(2)光电管阴极的逸出功又是多少？‎ ‎(3)当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？‎ ‎(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？‎ ‎【答案】(1)光电子的最大初动能1.7eV，遏止电压为1.7V；(2)光电管阴极的逸出功1.05eV；(3)当滑动触头向a端滑动时，光电流变大；(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能变大，遏止电压变大。‎ ‎【解析】(1)该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，可知遏制电压为1.7V，因为Ekm=Uce，则光电子的最大初动能为1.7eV；‎ ‎(2)根据光电效应方程EKm=hγ-W0，光电管阴极的逸出功W0=1.05eV；‎ ‎(3)当滑动触头向a端滑动时，反向电压减小，则到达集电极的电子的数目增加，光电流变大；‎ ‎(4)根据光电效应方程EKm=hγ-W0，当入射光的频率增大时，光电子最大初动能变大；遏止电压变大。‎