2018-2019学年河北省沧州盐山中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年河北省沧州盐山中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

河北省沧州盐山中学 2018-2019 高二下学期期中考试物理试 卷 一、选择题 1.下列说法正确的是 A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 D. 卢瑟福通过对α粒子散射实验得到原子核的复杂结构 【答案】BC 【解析】 【详解】A．元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故 A 错误； B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，即放出能量，故 B 正确； C．氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，轨道半径减小，能级减小，根据 ，可知速度变大，则动能增大，故 C 正确； D．卢瑟福通过 粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，贝克勒尔发现天然放射性现 象，揭示了原子核有复杂结构，故 D 错误。 2. 经过 m 次α衰变和 n 次β衰变，变成 ，则( ) A. m＝7，n＝3 B. m＝7，n＝4 C. m＝14，n＝9 D. m＝14，n＝18 【答案】B 【解析】 根据反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知 ， ，由此可知 、 ，故 B 正确。故选 B. 【点睛】知道发生α、β衰变的实质．能够运用质量数和电荷数守恒进行求解． 3.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核 的质量分别为 m1、m2、m3，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c.下列说法正确的是( ) A. 核反应方程是 B. 聚变反应中的质量亏损Δm＝m3－(m1＋m2) C. 辐射出的γ光子的能量 E＝(m3－m1－m2)c2 D. γ光子的波长 【答案】D 【解析】 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子，由质量数守恒和电荷数守 恒，可得核反应方程为 ，A 错误；反应前的质量减去反应后的质量，即为质 量的亏损，即为 ，B 错误；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形 式放出，故光子能量为 ，C 错误；根据 ，得光 子的波长为 ，D 正确． 4.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 【此处有视频，请去附件查看】 5.如图甲，合上开关，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴极 K，发现电流表读数不为零。 调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数 大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为 2 V 时，逸出 功及电子到达阳极时的最大动能为( ) A. 1.5 eV 0.6 eV B. 1.7 eV 1.9 eV C. 1.9 eV 2.6 eV D. 3.1 eV 4.5 eV 【答案】C 【解析】 【详解】设用光子能量为 的光照射时，光电子的最大初动能为 ，阴极材料逸出功为 ， 当反向电压达到： 以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极 因此，有： 由光电效应方程： 由以上二式： ， 。 所以此时最大初动能为 ，该材料的逸出功为 。 当电压表读数为 时，则电子到达阳极时的最大动能为： ，故 C 正确，ABD 错误； 6.在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能 Ek 与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线可求出（ ） A. 该金属的极限频率和极限波长 B. 普朗克常量 C. 该金属的逸出功 D. 单位时间内逸出的光电子数 【答案】D 【解析】 根据 Ekm=hv-W0 得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于 E0．当最大初动能为零时， 入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为 v0= ．由λ＝ ，可求得极限波长， 故 A、C 正确．图线的斜率 k＝ ，可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。故 B 正确．单 位时间内逸出的光电子数，与入射光的强度有关，故 D 错误 7.人的质量 m＝60kg，船的质量 M＝240kg，若船用缆绳固定，船离岸 1.5m 时，人可以跃上 岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗 的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)( ) A. 1.5m B. 1.2m C. 1.34m D. 1.1m 【答案】C 【解析】 以人的方向为正方向，撤去缆绳，由动量守恒定律可知，0=mv1-Mv2； 由于两次人消耗的能量相等，故人跳起时的动能不变； 则由功能关系可知： 解得： 所以 ，故 C 正确。 点晴：本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律的综合应用，要注意正确分析功能关系以及 动量守恒定律的规律才能正确求解。 8.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用 a ml 纯油酸配制成 bml 的油酸酒精溶液，现 已测得一滴溶液 c ml，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为 Scm2，估算油酸分子 的直径大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 纯油酸体积为 ，油膜面积为 S，油酸分子直径 ，故 A 正确． 9.图中甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图 象判断以下说法中正确的是( ) A. 当分子间距离为 r0 时，分子力和分子势能均最小且为零 B. 当分子间距离 r>r0 时，分子力随分子间距离的增大而增大 C. 当分子间距离 r>r0 时，分子势能随分子间距离的增大而增大 D. 当分子间距离 r”或“=”），______（选填“甲”或“乙”）光的强度大。已知普 朗克常量为 ，被照射金属的逸出功为 ，则甲光对应的遏止电压为______。（频率用 ，元 电荷用 e 表示） 【答案】=；甲； 【解析】 根据 eUc=hv0=hv−W0，由于 Uc 相同，因此两种光的频率相等， 根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大； 由光电效应方程 Ekm=hv−W0， 可知，电子的最大初动能 Ekm=hv−W0； 那么甲光对应的遏止电压为 Uc= ； 三、计算题 18.一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分割成Ⅰ、Ⅱ两 部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为 ，如图（a）所示。 若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为 3∶1，如图（b）所示。 设外界温度不变。已知活塞面积为 S，重力加速度大小为 g，求活塞的质量。 【答案】 【解析】 设活塞的质量为 m，气缸倒置前下部气体的压强为 ，倒置后上下气体的压强分别为 、 , 由力的平衡条件有 ， 倒置过程中,两部分气体均经历等温过程,设气体的总体积为 V0,由玻意耳定律得 ， 解得 【此处有视频，请去附件查看】 19.如图所示，长木板 B 的质量为 m2=1.0kg，静止放在粗糙的水平地面上，质量为 m3=1.0kg 的物块 C（可视为质点）放在长木板的最右端．一个质量为 m1=0.5kg 的物块 A 由左侧向长 木板运动．一段时间后物块 A 以 v0=6m/s 的速度与长木板 B 发生弹性正碰（时间极短），之 后三者发生相对运动，整个过程物块 C 始终在长木板上．已知长木板与地面间的动摩擦因 数为μ1=0.1，物块 C 与长木板间的动摩擦因数μ2=0.3，物块 C 与长木板间的最大静摩擦力等 于滑动摩擦力，取 g=10m/s2，求： （1）碰后瞬间物块 A 和长木板 B 的速度； （2）长木板 B 的最小长度． 【答案】(1) 2m/s 4m/s (2) 1m 【解析】 试题分析：物块 A 与长木板 B 发生弹性正碰，根据动量守恒定律和动能守恒列式，求得碰 后瞬间两者的速度；之后 B 减速运动，C 加速运动，B、C 达到共同速度之前，由牛顿运动 定律求得 B 与 C 的加速度，当 C 与 B 相等时长木板 B 长度最小，由速度关系列式求出时间 和共同速度，再由位移公式和位移关系求长木板 B 的最小长度。 （1）A 与 B 发生完全弹性碰撞，设碰撞后瞬间的速度分别为 v1、v2，取向右为正方向， 由动量守恒定律得： 由机械能守恒定律得： 联立解得：v1=﹣2m/s v2=4m/s （2）接下来 B 减速运动，C 加速运动，当 B、C 达到共同速度之前，由牛顿运动定律得： 对木板 B 有： 对物块 C 有： 设从碰撞后到两者达到共同速度经历的时间为 t， 则有： 根据位移时间公式可得木板 B 的最小长度为： 联立并代入数据解得：d=1m 点睛：本题主要考查了弹性正碰问题，根据动量守恒定律、动能守恒和运动学公式相结合即 可解题。 20.如图所示，在粗糙水平面上 A 点固定一半径 R=0.2m 的竖直光滑圆弧轨道，底端有一小 孔．在水平面上距 A 点 s=1m 的 B 点正上方 O 处，用长为 L=0.9m 的轻绳悬挂一质量 M=0.1kg 的小球甲，现将小球甲拉至图中 C 位置，绳与竖直方向夹角 ．静止释放小球甲，摆 到最低点 B 点时与另一质量 m=0.05kg 的静止小滑块乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞．碰 后小滑块乙在水平面上运动到 A 点，并无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小滑块乙进入 圆轨道后立即关闭小孔．g=10m/s2 ． （1）求甲、乙碰前瞬间小球甲的速度大小； （2）若小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰好不脱离圆弧轨道，求小滑块乙与水平面的 动摩擦因数 ． 【答案】（1）3m/s（2）0.6 【解析】 【详解】解：(1)小球甲下摆过程机械能守恒，设最低点的速度大小为 则有： 代入数据解得： 小球甲鱼小滑块乙发生弹性碰撞，设碰后的速度分别为 根据动量守恒可得： 根据机械能守恒可得： 联立解得： ，即碰后滑块乙的速度大小为 4m/s (2)小滑块恰好过圆形轨道的最高点，即在最高点有 ， 小滑块从碰后到圆形轨道最高点的过程，由动能定理有： 联立解得：μ=0.30