【物理】江西省九江市修水五中2019-2020学年高二“居家学习与检测”试题

【物理】江西省九江市修水五中2019-2020学年高二“居家学习与检测”试题

‎2019~2020学年高二“居家学习与检测”（2020·04·21）‎ 物理考试试题 注意事项：1.本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。‎ ‎2.满分100分，时量90分钟。‎ ‎3.考试范围：选修3-5全部内容。‎ 第I卷（选择题 共40分）‎ 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)‎ ‎1．铀裂变的产物之一氪90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是(　　)‎ A．2次α衰变 B．2次α衰变，2次β衰变 C．1次α衰变，6次β衰变 D．4次β衰变 ‎2．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验(　　)‎ A．只能证明光具有波动性 B．证明光具有波粒二象性 C．只能证明光具有粒子性 D．只能证明光能够发生衍射 ‎3．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则(　　)‎ A．吸收光子的波长为 B．辐射光子的波长为 C．吸收光子的波长为 D．辐射光子的波长为 ‎4．一个质量为0.5 kg的小钢球竖直下落，落地时速度大小为1 m/s，与地面作用0.1 s后以等大的动量被反弹，取g＝10 m/s2.小钢球在与地面碰撞的过程中，下列说法中正确的是(　　)‎ A．小钢球重力的冲量是0.1 kg·m/s B．若选向上为正方向，则小钢球受到的合力为5 N C．若选向上为正方向，则小钢球的动量变化量是1 kg·m/s D．若选向上为正方向，则小钢球受到的合力冲量是－1 N·s ‎5．如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径、可视为质点的小球A、‎ B的质量分别为mA、mB，A球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的B球相碰，碰后A球速度反向，且A、B球均能刚好到达与管道圆心O等高处，则A、B小球的质量比值为(　　)‎ ‎ A.－1 B.＋1‎ ‎ C．1 D. ‎6．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中，α粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是(　 　)‎ A．α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小 B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子 C．α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大 D．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑引力较大 ‎7．如图所示，国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形。核辐射会向外释放三种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出如图所示的四条径迹，则(　 　)‎ A．b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹 B．磁场的方向一定垂直于纸面向里 C．a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹 D．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子 ‎8．如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生碰撞后的运动状态可能是(　　)‎ A．A向左运动，B向右运动 B．A静止，B向右运动 C．A和B都向左运动 D．A和B都静止 ‎9．关于核反应方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知Th的半衰期为 T，则下列说法正确的是(　　)‎ A．Pa没有放射性 B．Th的比结合能为 C．Pa比Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变 D．N0个Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为N0ΔE(N0数值很大)‎ ‎10.如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R，将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计，则(　　)‎ A．B向右运动的最大位移大小为 B．A不能到达B圆槽的左侧最高点 C．A运动到圆槽的最低点时A的速率为 D．A运动到圆槽的最低点时B的速率为 第Ⅱ卷（非选择题 共60分）‎ 二、填空与实验探究题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)‎ ‎11.(6分)氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处在n＝4的能级上，向低能级跃迁时，最多能辐射出______种光子；用这些光子照射逸出功为W0＝4.54 eV的金属钨时，能使其发生光电效应的有______种光子．‎ ‎12．(8分)某实验小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图甲所示，气垫导轨上有A、B两个滑块，质量分别为200 g、150 g，用细绳将滑块A、B连接，使A、B间的轻质弹簧处于压缩状态，开始时两个滑块都处于静止状态。若某时刻烧断细绳，滑块开始运动，图乙给出两个滑块运动过程的频闪照片，频闪的频率为20 Hz，分析照片：‎ ‎(1)A、B离开弹簧后，A的动量大小为_________kg·m/s，B的动量大小为_________kg·m/s。‎ ‎(2)根据实验数据，实验小组得出“在实验误差允许的范围内，两个滑块组成的系统_______________”。‎ 三、计算题(共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎13．(10分)如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A上产生X射线．(h＝6.63×10－34 J·s，电子电荷量e＝1.6×10－‎19 C)‎ ‎(1)若高压电源的电压为20 kV，求X射线的最短波长；‎ ‎(2)若此时电流表读数为5 mA,1 s内产生5×1013个平均波长为1.0×10－‎10 m的光子，求伦琴射线管的工作效率．‎ ‎14．(11分)假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是U＋n→Ba＋Kr＋(　　) n.‎ ‎(1)在括号内填写n前的系数；‎ ‎(2)用m1、m2、m3分别表示U、Ba、Kr核的质量，m表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少？‎ ‎(3)假设核反应堆的功率P＝6.0×105 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11 J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235?‎ ‎(铀235的摩尔质量M＝‎0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×106 s，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留两位有效数字)‎ ‎15．(12分)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的。已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8 m2，正对太阳能产生120 V的电压，并对车上的电动机提供10 A的电流，电动机的直流电阻为4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103 W/m2。‎ ‎(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核(He)，写出核反应方程；‎ ‎(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少？‎ ‎(3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为mp＝1.672 6×10－27 kg、mα＝6.642 5×10－27 kg、me＝0.000 9×10－27 kg，则m＝1 kg的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输出机械功，能够维持该车行驶的时间是多少？‎ ‎(4)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年？(太阳的质量为2×1030 kg，结果保留一位有效数字)‎ ‎16．(13分)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h＝0.3 m(h小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m1＝30 kg，冰块的质量为m2＝10 kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。‎ ‎(1)求斜面体的质量；‎ ‎(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1-6.DBBCB A ‎7.AD 8.AD 9.CD 10.AD ‎11.6 3‎ ‎12.(1) 0.024 0.024‎ ‎(2)动量守恒 ‎13.(1)伦琴射线管阴极上产生的热电子在20 kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短．‎ 由W＝Ue＝hν＝ 得λ＝＝ m≈6.2×10－‎11 m.‎ ‎(2)高压电源的电功率P1＝UI＝100 W.‎ 每秒产生X光子的能量P2＝≈0.1 W 效率为η＝×100%＝0.1%.‎ ‎14.(1) 3.‎ ‎(2)ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－‎2m)c2.‎ ‎(3)一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt，‎ 同时E＝NAΔE，‎ 解得m＝≈‎22 kg.‎ ‎15. (1)核反应方程：4H→He＋2e ‎(2)效率是：η1＝＝15%‎ ‎(3)∵ΔE＝(4mp－mα－2me)c2＝4.15×10－12 J 而＝(UI－I2R)t 解得t＝1.30×1011 s ‎(4)太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为Δm＝＝0.4×1010 kg 太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为 t＝＝ s＝1.5×1017 s＝5×109年 ‎16.‎ ‎ (1)规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得 m2v20＝(m2＋m3)v①‎ m2v＝(m2＋m3)v2＋m2gh②‎ 式中v20＝－3 m/s为冰块推出时的速度，联立①②式并代入题给数据得m3＝20 kg③‎ ‎(2)设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有 m1v1＋m2v20＝0④‎ 代入数据得v1＝1 m/s⑤‎ 设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有m2v20＝m2v2＋m3v3⑥‎ m2v＝m2v＋m3v⑦‎ 联立③⑥⑦式并代入数据得v2＝1 m/s 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩。‎