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1、鹽城中學2013—2014學年度第二學期期中考試 高二年級物理（選修）試題（2014.04） 命題人：孫萬祥 李娟 審題人：周建功 試卷說明：本場考試100分鐘，總分150分。 一、本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中只有一個選項正確。 1．關于動量，以下說法中正確的是（ ） A．速度大的物體動量一定大 B．物體的動量改變，其動能也一定改變 C．兩個物體的質量相等，速度大小也相等，則它們的動量一定相等 D．兩個物體的速度相等，那么質量大的物體動量一定大 【答案】D A、動量等于質量與速度的乘積，速度大的物體動量不一

2、定大，故A錯誤； B、速度變化可能僅是方向發(fā)生變化，故動量改變動能不一定改變，故B錯誤； C、動量是矢量，大小相等，方向不一定相同，故C錯誤； D、動量等于質量與速度的乘積，速度相同時，質量大的物體動量一定大，故D正確。 故選D。 【考點】動量定理；動量 2．質量為M的原子核，原來處于靜止狀態(tài)，當它以速度V放出一個質量為m的粒子時，剩余部分的速度為（ ） A．mV/(M—m) B．-mV/(M—m)　　 C．mV/(M+m) D．-mV/(M＋m) 【答案】B 原子核放出粒子前后動量守恒，設剩余部分速度為v，則有： 所以解得

3、：，負號表示速度與放出粒子速度相反。 故選B。 【考點】動量守恒定律 3．當用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應，這時（ ） A．鋅板帶負電 B．有正離子從鋅板逸出 C．有電子從鋅板逸出 D．鋅板會吸附空氣中的正離子 【答案】C 發(fā)生光電效應時鋅板中有電子逸出，鋅板失去電子帶正電，故C正確。 故選C。 【考點】光電效應 4．當粒子被重核散射時,如圖所示的運動軌跡哪些是不可能存在的( 　　 ) 【答案】C 在α粒子的散射現(xiàn)象中絕大多數(shù)的α粒子都照直穿過薄金箔，偏轉很小，但有少數(shù)α粒子發(fā)生角度很大的偏轉，個別的α粒子偏

4、轉角大于90°，極少數(shù)的α粒子偏轉角大于150°，甚至個別粒子沿原方向彈回．原因在α粒子的散射現(xiàn)象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，軌跡的偏轉角越大，故ABD可能C不可能。 故選C。 【考點】α粒子散射實驗 5．一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級，該氫原子（ ） A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少 【答案】B 氫原子從高能級向低能級躍遷，釋放光子，能量減少，故B正確 故選B。 【考點】氫原子的能級公式和躍遷 6．在軋制鋼板時需要動

5、態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是（ ） A．x射線 B．α射線 C．β射線 D．γ射線 【答案】D α、β、γ三種射線的穿透能力不同，α射線不能穿過鋼板，β射線只能穿過3 mm厚的鋁板，而γ射線能穿透鋼板，故D正確。 故選D。 【考點】α、β、γ的性質 7．與原子核內部變化有關的現(xiàn)象是（ ） A．電離現(xiàn)象 B．光電效應現(xiàn)象 C．天然放射現(xiàn)象 D．a(chǎn) 粒子散射現(xiàn)象 【答案】C A、電離現(xiàn)象是電子脫離原子核的束縛，不涉及原子核內部變化，故A錯誤；

6、B、光電效應是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，故B錯誤； C、天然放射現(xiàn)象是原子核內部自發(fā)的放射出α粒子或電子的現(xiàn)象，反應的過程中核內核子數(shù)，質子數(shù)，中子數(shù)發(fā)生變化，涉及到原子核內部的變化，故C正確； D、α粒子散射實驗表明了原子內部有一個很小的核，并沒有涉及到核內部的變化，故D錯誤。 故選C。 【考點】天然放射現(xiàn)象 8．關于下列四幅圖說法正確的是（ ） A．原子中的電子繞原子核高速運轉時，運行軌道的半徑是任意的 B．光電效應實驗說明了光具有波動性 C．電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有粒子性 D．發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉

7、，說明原子的質量絕大部分集中在很小空間范圍 【答案】D A、根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯誤； B、光電效應實驗說明了光具有粒子性的，故B錯誤； C、電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性，故C錯誤； D、發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉，說明原子的質量絕大部分集中在很小空間范圍，故D正確。 故選D。 【考點】光電效應；粒子散射實驗 9．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是（ ） 【答案】A BD、黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強越大，故BD

8、錯誤； AC、黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，在500℃以至更高的溫度時，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射，即溫度越高，輻射的電磁波的波長越短，故C錯誤A正確 故選A。 【考點】黑體輻射 10．原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參與的幾種聚變反應可能發(fā)生，放出能量。 這幾種反應總的效果可以表示為 由平衡條件可知（ ） A．k=1 d=4 B．k=2 d=2 C．k=1 d=6 D．k=2 d=3 【答案】B 在核反應的過程由質量數(shù)守恒可得6×

9、2=4k+d+2×1 根據(jù)核電荷數(shù)守恒可得6×1═2k+d 聯(lián)立兩式解得k=2，d=2。 故選B。 【考點】輕核的聚變 11．一個235 92U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應，其裂變方程為235 92U + 1 0n → X + 94 38Sr + 2 1 0n，則下列說法正確的是（ ） A．新核X中含有54個質子 B．反應后的核廢料已不具有放射性，不需要進一步處理 C．因為裂變釋放能量，根據(jù)E=mc2，所以裂變后的總質量數(shù)增加 D．因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，所以裂變后的總質量數(shù)減少 【答案】A A、設X的原子核中含有x個質子，質量數(shù)為y

10、，根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)守恒有：92=x+38，235+1=y+94+2， 解得x=54，y=140，所以X的中子數(shù)為：y-x=86，故A正確； B、反應后的核廢料仍具有放射性，需要進一步處理，故B錯誤； C、裂變反應過程中質量數(shù)守恒，質量數(shù)不會增加，裂變過程存在質量有虧損，質量不守恒，故C錯誤； D、因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，所以裂變后的總質量減少，但是總質量數(shù)不變，故D錯誤。 故選A。 【考點】愛因斯坦質能方程；裂變反應和聚變反應 12. 在衍射技術中，常利用熱中子研究晶體的結構，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近。已知中子質量，普朗克常量， 試估算德布羅意波長

11、的熱中子動能的數(shù)量級為（ ） A．J??? B．J??? C．J?? D．J 【答案】C 由德布羅意波公式得 而，則 所以， 因此熱中子的動能的數(shù)量級。 故選C。 【考點】物質波 二、本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。 13.下列屬于原子核裂變鏈式反應的是（ ） A．原子彈爆炸 B．氫彈爆炸 C．核電站發(fā)電 D．太陽能輻射 【答案】AC A、如果原子核的鏈式

12、反應在可控的核反應堆中進行，就可和平利用核能發(fā)電，若不加控制，就會發(fā)生原子彈爆炸，故A正確； B、氫彈爆炸是利用核聚變釋放能量的原理制成的，故B錯誤； C、核電站是利用原子核的鏈式反應在可控制的核反應堆中進行，故C正確； D、太陽能輻射是以熱傳遞的形式傳遞熱量，故D錯誤。 故選AC。 【考點】裂變反應和聚變反應 14．能源是社會發(fā)展的基礎，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應方程，表述正確的有（ ） A．是核聚變反應 B．是β衰變 C．是核裂變反應 D．是α衰變 【答案】AC A、核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程

13、，氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍耍蔄正確； B、β衰變放出的是電子，而這里是中子．故B錯誤； C、核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化，質量非常大的原子核才能發(fā)生核裂變，故C正確； D、α衰變放出的是核原子核，這是裂變反應，故D錯誤。 故選AC。 【考點】裂變反應和聚變反應； 15．放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、生產(chǎn)等諸多方面得到了廣泛的應用，下列有關放射性同位素的應用說法正確的是?（ ） A．給人注射碘的放射性同位素碘131，有助于診斷甲狀腺的疾病 B．利用γ射線照射種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生變異，經(jīng)過篩選，從而培育出新的優(yōu)良品種 C．用放射線照射作物種子能

14、使其DNA發(fā)生變異，其結果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害 【答案】ABD A、給人注射碘的放射性同位素碘131，做示蹤原子，有助于診斷甲狀腺的疾病，故A正確； B、利用γ射線照射種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生變異，可以培育出新的優(yōu)良品種，故B正確； C、DNA變異并不一定都是有益的，也有時發(fā)生變害的一面，故C錯誤； D、γ射線對人體細胞傷害太大，在用于治療腫瘤時要嚴格控制劑量，故D正確。 故選ABD。 【考點】X射線、α射線、β射線、γ射線及其特性 16．有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而

15、氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，下列說法正確的是（ ） A．采用物理或化學方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B．β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子而產(chǎn)生的 C．γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強 D．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個原子核 【答案】BC A、半衰期的大小由原子核內部因素決定，與原子所處的化學狀態(tài)無關，與外界因素無關．故A錯誤； B、β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子和電子所產(chǎn)生的，故B正確； C、γ射線一般伴隨α或β射線產(chǎn)生，三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱．α射

16、線的電離能力最強，故C正確； D、半衰期對大量的原子核適用，對幾個原子核不適用．故D錯誤。 故選BC。 【考點】原子核衰變及半衰期、衰變速度；X射線、α射線、β射線、γ射線及其特性 17．某放射性元素的原子核發(fā)生兩次α衰變和六次β衰變，關于它的原子核的變化，下列說法中正確的是（ ） A．核子數(shù)減小8?? ????????????B．質子數(shù)減小2 C．質子數(shù)增加2? D．中子數(shù)減小10 【答案】CD 設該原子核的質量數(shù)（核子數(shù)）為m，電荷數(shù)（質子數(shù)）為n，衰變后的質量數(shù)為x，電荷數(shù)為y， 則有：m=x+8；n=-6+4+y 由此可知衰變后核

17、子數(shù)減小8，質子數(shù)增加2，中子數(shù)減小10，故CD正確。 故選CD。 【考點】原子核衰變及半衰期、衰變速度 18．如圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光。關于這些光下列說法正確的是（ ） A．由n=4能級躍遷到n=l能級產(chǎn)生的光子能量最大 B．由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子頻率最小 C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光? D．用n=2能級躍遷到n=l能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應 【答案】AD A、根據(jù)，由n=4能級躍到n=1能級產(chǎn)生的光子能量最大，故A正確

18、； B、由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的光子頻率最小，故B錯誤； C、大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，可能發(fā)出光子頻率的種數(shù)，故C錯誤； D、n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子能量，大于逸出功，能發(fā)生光電效應，故D正確。 故選AD。 【考點】氫原子的能級公式和躍遷 19．用同一光電管研究、兩種單色光產(chǎn)生的光電效應，得到光 電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖。則這兩種光的說法正確的有（ ） A．用光照射該光電管時逸出的光電子最大初動能大 B．單位時間內光照射到光電管上的光子數(shù)少 C．光的光子頻率大于光的光子頻率 D．光的遏止電壓小于光的遏止電壓 【

19、答案】AD A、由光電效應方程，由題圖可得b光照射光電管時反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動能大，故A正確； B、由圖可知，a光的光強大于b光，則單位時間內a光照射到光電管上的光子數(shù)多，故B錯誤； C、由A的分析可得b光照射光電管時反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動能大，所以b的頻率大，故C錯誤； D、由圖可得，b光照射光電管時反向截止電壓大，故D正確。 故選AD。 【考點】光電效應 20．如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象。由圖象可知( 　　) A．該金屬的截止頻率等于ν0 B．該金屬的逸出功等于hν0 C．入

20、射光的頻率為2ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E D．入射光的頻率為ν0/2時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E/2 【答案】AB A、根據(jù)得，金屬的截止頻率等于ν0，故A正確； ?B、縱軸截距的絕對值等于金屬的逸出功，逸出功等于E，則，故B正確； C、根據(jù)光電效應方程可知，入射光的頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，由于逸出功不變，最大初動能大于原來的2倍，故C錯誤； D、入射光的頻率時，小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應，故D錯誤。 故選AB。 【考點】光電效應 三、本題共3小題，共18分。請把答案填在答題紙相應的橫線上或按題目要求作答。 21．在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率為ν0，

21、該金屬的逸出功為 。若用頻率為ν（ν＞ν0）的單色光做該實驗，則其遏止電壓為 。（已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為、和） 【答案】 金屬的逸出功 根據(jù)光電效應方程知：， 又，則遏止電壓。 【考點】光電效應 22．如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為12.09eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有 種，其中最短波長為 。 (已知普朗克常量，1eV=1.6×10-19J)（結果保留兩位有效數(shù)字） 【答案】3種 氫原子的能量為，知

22、氫原子躍遷到第3能級， 根據(jù)知，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有3種； 從第5能級躍遷到第1能級輻射的光子能量最大，波長最短， 則 解得。 【考點】氫原子的能級公式和躍遷 23．在某些恒星內部，3個α粒子可以結合成一個12 6C核，已知12 6C 核的質量為1.99302×10-26kg，α粒子的質量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個核反應方程是?? ?????????????，這個反應中釋放的核能為?? ????????。（結果保留一位有效數(shù)字） 【答案】 3個α粒子可以結合成一個核，這個核反應方程是 由質能方程得

23、。 【考點】愛因斯坦質能方程；裂變反應和聚變反應 三、本題共4小題，共52分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 24．水平面上質量m=2kg的滑塊A以v=3m/s的速度碰撞質量為4kg的靜止滑塊B，問： （1）碰撞前它們的總動量為多少？ （2）如果碰撞后AB合在一起，它們一起運動的速度為多少？ （3）如果碰撞后A以1m/s的速度彈回，則碰撞后滑塊B的速度為多少？ 【答案】 （1）碰撞前物體的總動量：； （2）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向

24、，由動量守恒定律得：， 解得：； （3）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：， 解得：。 【考點】動量守恒定律 25.人眼對綠光最為敏感，正常人眼睛接收到波長為5.3×10-7m的綠光時，每秒內只要有6個綠光光子射入瞳孔即可引起視覺。已知普朗克常量h＝6.63×10-34J·s,真空中光速c=3.0×108m/s,求： （1）綠光光子的能量為多少？(結果保留兩位有效數(shù)字) （2）若用此綠光照射逸出功為3.6×10-19J的某金屬，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能為多少？(結果保留兩位有效數(shù)字) （3）功率為100W綠燈泡每秒鐘發(fā)出綠光光子數(shù)是多少？(結果保留

25、兩位有效數(shù)字) 【答案】 （1）綠光光子能量； （2）根據(jù)愛因斯坦光電方程； 所以； （3）燈泡在1秒內輻射能量為， 則每秒鐘輻射光子數(shù)為。 【考點】光電效應 26. 核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源。近年來，受控核聚變的科學可行性已得到驗證，目前正在突破關鍵技術，最終將建成商用核聚變電站。一種常見的核聚變反應是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個中子。若已知氘原子的質量為2.0141u，氚原子的質量為3.0160u，氦原子的質量為4.0026u，中子的質量為1.0087u, 1u=1.66

26、×10－27kg。 （1）寫出氘和氚聚合的反應方程； （2）試計算這個核反應釋放出來的能量； （3）若建一座功率為3.0×105kW的核聚變電站，假設聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質量？（一年按3.2×107s計算，光速c=3.0×108m/s，結果取二位有效數(shù)字） 【答案】 （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒得； （2）根據(jù)愛因斯坦質能方程得 （3）設每年消耗氘的質量為m，根據(jù)能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得m=23kg。 【考點】愛因斯坦質能方程；能量守恒定律 27．如圖所示，有界勻強磁場的磁感應強度為B，區(qū)域足夠大，方向垂直于

27、紙面向里，直角坐標系xoy的y軸為磁場的左邊界，A為固定在x軸上的一個放射源，內裝鐳核（）沿著與+x以一定夾角釋放一個粒子后衰變成氡核（）。粒子在y軸上的N點沿方向飛離磁場，N點到O點的距離為，已知OA間距離為，粒子質量為，電荷量為q，氡核的質量為，真空中的光速為c。 （1）寫出鐳核的衰變方程； （2）求粒子的速度； （3）如果鐳核衰變時釋放的能量全部變?yōu)榱Ｗ雍碗焙说膭幽?，求一個原來靜止的鐳核衰變時的質量虧損。(用題中已知量表示) 【答案】 （1）鐳核衰變方程為 （2）鐳核衰變放出α粒子和氡核，分別在磁場中做勻速圓周運動，α粒子射出y軸時平行于x軸， 設α粒子

28、在磁場中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中O′點，有， 則 α粒子在磁場中做勻速圓周運動，有，即， α粒子的動能為 所以α粒子的速度： （3）所以衰變過程中動量守恒， 則氡核反沖的動能為 釋放的總能量：， 由質能方程知質量虧損：。 【考點】衰變；帶電粒子在勻強磁場中的運動 參考答案 1．D 2．B 3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．D 9．A 10．B 11．A 12. C 13.AC 14．AC 15．ABD 16．BC 1

29、7．CD 18．AD 19．AD 20．AB 21． 22．3種 23． 24． （1）碰撞前物體的總動量：； （2）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：， 解得：； （3）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：， 解得：。 25. （1）綠光光子能量； （2）根據(jù)愛因斯坦光電方程； 所以； （3）燈泡在1秒內輻射能量為， 則每秒鐘輻射光子數(shù)為。 26. （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒得； （2）根據(jù)愛因斯坦質能方程得 （3）設每年消耗氘的質量為m，根據(jù)能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得m=23kg。 27． （1）鐳核衰變方程為 （2）鐳核衰變放出α粒子和氡核，分別在磁場中做勻速圓周運動，α粒子射出y軸時平行于x軸， 設α粒子在磁場中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中O′點，有， 則 α粒子在磁場中做勻速圓周運動，有，即， α粒子的動能為 所以α粒子的速度： （3）所以衰變過程中動量守恒， 則氡核反沖的動能為 釋放的總能量：， 由質能方程知質量虧損：。 17