【物理】江西省萍乡市莲花县莲花中学2019-2020学年高二下学期月考试卷（解析版）

【物理】江西省萍乡市莲花县莲花中学2019-2020学年高二下学期月考试卷（解析版）

萍乡市莲花县莲花中学2019-2020学年高二下学期月考 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间60分钟。‎ 第Ⅰ卷　(选择题，共60分)‎ 一、 选择题（1---10题单选，11---15题多选）‎ ‎1．下列相关说法中，正确的是(　D　)‎ A．只要是波，都能发生衍射、干涉和偏振现象 B．火车过桥要慢开，目的是使驱动力的频率远大于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁 C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波 D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 ‎[解析]　只要是波，都能发生衍射、干涉现象，而只有横波才能产生偏振现象，故A错误；火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁，故B错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，均匀变化的电场不能产生电磁波，故C错误；‎ ‎2.质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s，起振后0.3s此质点立即停止运动，再经过0.1s后的波形图为(　A　)‎ ‎[解析]　根据振动图象得知，t＝0时刻质点沿y轴正方向振动，即波源的起振方向沿y 轴正方向，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，与波源质点振动方向相同。起振后0.3s此质点立即停止运动，形成λ的波形。由振动图象读出周期T＝0.4s，波长λ＝vT＝0.4m，则再经过0.1s后，即t＝0.4s时波总共传播的距离为s＝vt＝0.4m，传到x＝0.4m处，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎3．如图，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光，若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消失之前，下列说法正确的有(　D　)‎ A．c光逐渐变暗 B．ab光带逐渐变亮 C．a光与b光相比，a光先消失 D．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间 ‎[解析]　由图知单色光a的折射率小于单色光b的折射率，又由n＝知，单色光a在玻璃中的速率比b的大，故通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间，D正确；入射点从A向B缓慢移动时，越来越多的光发生全反射，故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，b光是先消失的，即A、B、C均错误。‎ ‎4．如图所示，在空气中有一直角棱镜ABC，∠A＝30°，一束单色光从AB边射入棱镜，入射角为45°，垂直于BC边射出，则该棱镜的折射率为(　B　)‎ A.　　　　　　　　　 B. C．1.5 D． ‎[解析]　由光路图和几何知识得i′＝60°，i＝30°，则该棱镜的折射率为n＝＝。‎ ‎5．按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，当一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是(　D　)‎ A．氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加 B．氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小 C．氢原子可能辐射6种不同波长的光 D．氢原子可能辐射3种不同波长的光 ‎[解析]　当一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，可能发生4→3,3→2,2→1三种情况，切记不是大量氢原子，故C错误，D正确；当氢原子向低能级跃迁时，轨道半径减小，根据公式k＝m可得电子的动能增大，电势能减小，故A、B错误。‎ ‎6.如图所示为氢原子的能级图。当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子a；当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是(　A　)‎ A．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也一定能使该金属发生光电效应 B．光子a的波长小于光子b的波长 C．b光比a光更容易发生衍射现象 D．光子a的能量大于光子b的能量 ‎[解析]　n＝4能级和n＝2能级的能级差小于n＝3能级和n＝1能级的能级差，根据Em－En＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，则光子a的频率小于光子b的频率，故D错误。若光子α能使某金属发生光电效应，因为光子b的频率大于光子a的频率，则光子b也一定能使该金属发生光电效应，故A正确。光子a的频率小于光子b的频率，所以光子a的波长大于光子b的波长，所以a光更容易发生衍射，故B、C错误。‎ ‎7.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是(　A　)‎ A.C→N＋e B.U＋n→I＋Y＋2n C.H＋H→He＋n D.He＋Al→P＋n ‎[解析]　一个放射性原子核自发地放出一个粒子变成新的原子核的过程为原子核的衰变，A项为原子核衰变，B项为重核的裂变，C项为轻核的聚变，D项为原子核的人工转变，因此A项正确。‎ ‎8.放射性原子核Pa经过n次α衰变和m次β衰变，最终变为稳定的原子核Pb，则(　A　)‎ A．n＝7，m＝5　　　　　　 B．n＝5，m＝7‎ C．n＝9，m＝7 D．n＝7，m＝9‎ ‎[解析]　本题中放射性原子核Pa经过衰变，最终变为原子核Pb；可知质量数减少28，质子数减少9；在衰变过程中根据质量数与电荷数守恒有4n＝28,2n－m＝9，得n＝7，m＝5，所以选项A正确。‎ ‎9．下列说法正确的是(　B　)‎ A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和 B．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律 C．在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的 D．镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说，100个镭226核经过1620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变 ‎10.原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，核子组合成原子核时(　B　)‎ A．小质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大 B．中等质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大 C．大质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大 D．不同质量数的原子核平均每个核子的质量亏损相同 ‎11．如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球(小球可以看成质点)。在O点正下方，距O点处的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。点B是小球运动的最低位置，点C(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置。已知点A与点B之间的高度差为h，h≪l。A、B、P、O在同一竖直平面内。当地的重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(　BC　)‎ A．点C与点B高度差小于h B．点C与点B高度差等于h C．小球摆动的周期等于 D．小球摆动的周期等于 ‎[解析]　由机械能守恒定律可知，点C与点B高度差等于h，选项A错误；B正确；由单摆周期公式可知，小球摆动的周期等于π＋π＝，选项D错误，C正确。‎ ‎12．下列说法正确的是(　BD　)‎ A．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 B．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加 C．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长 D．γ射线是原子核内部发生核反应而释放出的多余的能量 ‎[解析]　α粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项A错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，β衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1，即原子序数增加，故B正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项C错误；γ射线是伴随着α或β衰变而释放出的多余的能量，故D正确。‎ ‎13.14C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二分之一。下列说法正确的是(　AC　)‎ 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 ‎[解析]　因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误；故选A、C。‎ ‎14.如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点。已知入射光线到直径AB的距离为R，R 是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则(　AB　)‎ A．该透明圆柱体介质的折射率为 B．该单色光从C点传播到B点的时间为 C．折射光线过B点时可能发生全反射 D．改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点 ‎[解析]　连接OC，则OC是C点的法线，设入射角为i，折射角为r，则sini＝，i＝60°，由几何知识得r＝30°。折射率n＝＝，A正确；sBC＝2Rcos30°＝R，光在玻璃中的传播速度v＝＝，t＝＝，B正确；只要光线能从C点进入玻璃，就能从B点射出玻璃，不可能发生全反射，C错误；改变入射光线到直径AB的距离，由折射定律可知折射光线不可能射到B点，D错误。‎ ‎15.下列说法正确的是(　ABC　)‎ A．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构 B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 C．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力 D．原子核所含核子单独存在时的总质量等于该原子核的质量 ‎[解析]　天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；β衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(n→H＋e)，选项B正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项C正确；由于质量亏损，原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D错误。‎ 二．填空题（每空2分，共10分）‎ ‎16.根据核反应方程U→Th＋X，完成填空：X粒子中含有__2__个中子；物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核(N)，发现了__质子__，该核反应方程是__N＋He→O＋H__。‎ ‎[解析]　根据质量数守恒和电荷数守恒知m＝4，n＝2，中子数＝4－2＝2；物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核(N)，发现了质子，该核反应方程是：N＋He→O＋H。‎ ‎17.(1)光电效应中的I－U图象如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图像如图乙所示。则光电子的最大初动能为______________J，金属的逸出功为____________J。‎ ‎[解析]　由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压－2V时，电流计示数为0，故光电子的最大初动能为Ekm＝2eV＝3.2×10－19J，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，可得W0＝3eV＝4.8×10－19J。‎ ‎18.（8分）卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：N＋He→O＋H。已知氮核质量为mN＝14.00753u，氧核的质量为mO＝17.00454u，氦核质量mHe＝4.00387u，质子(氢核)质量为mp＝1.00815u。(已知：1U＝931MeV，结果保留两位有效数字)求：‎ ‎(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？‎ ‎(2)若入射氦核以v0＝3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50。求氧核的速度大小。‎ ‎[答案]　(1)吸收能量　1.2MeV　(2)1.8×106m/s ‎[解析]　(1)Δm＝mN＋mHe－mO－mp＝－0.00129u。‎ 故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为 ΔE＝Δm×931.5MeV＝0.00129U×931MeV＝1.2MeV。‎ ‎(2)mHev0＝mHvH＋mOvO，‎ 又vO∶vH＝1∶50，解得vO＝1.8×106m/s。‎ ‎19.（10分）用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子。生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子质量可近似看成m，光速为c。‎ ‎(1)写出核反应方程；‎ ‎(2)求氚核和α粒子的速度大小；‎ ‎(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。‎ ‎[答案]　(1)n＋Li→H＋He　(2)　　(3) ‎[解析]　(2)由动量守恒定律得mnv＝－mHv1＋mHev2。‎ 由题意得v1∶v2＝7∶8，解得v1＝，v2＝。‎ ‎(3)氚核和α粒子的动能之和为 ‎ ‎ Ek＝·3mv＋·4mv＝mv2。‎ 释放的核能为ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2。‎ 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm＝＝。‎ ‎20.（12分）两个氘核以相等的动能Ek＝0.5MeV相向运动并发生正碰，产生一个中子和一个氦核。已知氘核的质量mD＝2.0136u，氦核的质量mHe＝3.0150u，中子的质量mn＝1.0087u，阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。(1u对应的能量为931.56MeV) ‎ ‎(1)写出核反应方程。 (2)求该过程释放的核能。‎ ‎(3)求中子和氦核的动能。 (4)若共有1kg的氘完全反应，求放出的总能量。‎ ‎[答案]　(1)H＋H→He＋n　(2)3.26MeV　 (3)3.195MeV　1.065MeV　(4)7.8×1013J ‎[解析]　(1)核反应方程为H＋H→He＋n。‎ ‎(2)质量亏损为Δm＝2mD－mHe－mn＝(2×2.0136－3.0150－1.0087)u＝0.0035u 释放的能量为ΔE＝Δmc2＝0.0035×931.56MeV≈3.26MeV。‎ ‎(3)碰撞过程中的动量守恒，因反应前的总动量为零，所以反应后的总动量也为零，即中子与氦核的动量的大小相等、方向相反。‎ 由Ek＝知 ＝＝ 又Ekn＋EkHe＝ΔE＋2Ek 联立解得Ekn＝3.195MeV，EkHe＝1.065MeV。‎ ‎(4)1kg的氘含有的原子数为 N＝NA＝×6.0×1023个＝3×1026个。‎ 发生核反应的次数为，故放出的总能量为 E＝ΔE＝×3.26×106×1.6×10－19J＝7.8×1010‎