【物理】吉林省长春市东北师大附中2019-2020学年高二下学期疫情延期月考试题（解析版）

【物理】吉林省长春市东北师大附中2019-2020学年高二下学期疫情延期月考试题（解析版）

东北师大附中 2018 级高二年级下学期 阶段验收（物理）学科试题 一、选择题（本题共 17 小题，每小题 4 分，共 68 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-10 题只有一项 符合题目要求，第 11-17 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错 的得 0 分。）‎ ‎1.下列关于光电效应现象的表述中，错误的表述是（　　）‎ A. 光电效应是指照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象 B. 光电效应存在截止频率 C. 照射光光强太弱时不可能发生光电效应 D. 光电效应几乎是瞬时发生的 ‎【答案】C ‎【解析】A．光电效应是指照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，选项A正确，不符合题意；‎ B．光电效应存在截止频率，当入射光的频率大于截止频率时才能发生光电效应，选项B正确，不符合题意；‎ C．能否发生光电效应与入射光的强度无关，只与光的频率有光，选项C错误，符合题意；‎ D．光电效应几乎是瞬时发生的，不需要时间积累，选项D正确，不符合题意。故选C。‎ ‎2.关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　）‎ A. 微观粒子一会像粒子，一会像波 ‎ B. 粒子在空间出现的概率可以用波动规律来描述 C. 只是光子的属性 ‎ D. 只是电子、质子等微观粒子的属性 ‎【答案】B ‎【解析】A．波粒二象性是指频率较大的容易表现为较强微粒性，频率较小的容易表现为较强波动性；大量光子表现为波动性，个别光子表现为微粒性，选项A错误；‎ B．光具有波粒二象性，属于概率波，因此光子在空间各点出现的可能性大小（概率）可以用波动规律来描述，故B正确；‎ CD．波粒二象性不只是光子的属性，也不只是电子、质子等微观粒子的属性，所有物体都具有波粒二象性，故CD错误。故选B。‎ ‎3.根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后（ ）‎ A. 氢原子所在的能级下降 B. 氢原子的电势能增加 C. 电子绕核运动的半径减小 D. 电子绕核运动的动能增加 ‎【答案】B ‎【解析】AC.根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后，氢原子的能级上升，半径增大，A、C错误；‎ B.电子与原子核间的距离增大，库仑力做负功，电势能增大，B正确；‎ D.电子围绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，由，可得，半径增大，动能减小，故D错误．‎ ‎4.在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的（ ）‎ A. 核子数 B. 电子数 C. 中子数 D. 质子数 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的质子数，但是中子数不同，核子数不同，选项D正确，ABC错误；故选D.‎ ‎5.某原子核经历了 2 次 α 衰变， 6 次 β 衰变，它的质子数及中子数变化情况分别是（　）‎ A. 减少 4 ，减少 4 B. 增加 2 ，减少10‎ C. 减少10 ，增加 2 D. 增加 4 ，减少8‎ ‎【答案】B ‎【解析】某原子核经历了 2 次 α 衰变， 质量数减小8，电荷数减小4；再经过6 次 β 衰变，质量数不变，电荷数增加6，则整个过程中质量数减小8，电荷数增加2；质子数增加2，中子数减小10。故选B。‎ ‎6.两放射性元素样品A与B，当A有的原子核发生了衰变时，B恰好有的原子核发生了衰变，则A与B的半衰期之比TA∶TB应为（　　）‎ A. 2∶3 B. 3∶2 C. 5∶21 D. 21∶5‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据半衰期公式：即公式 当A有的原子核发生了衰变时可得 而B有发生了衰变则 因此半衰期TA：TB=2：3 故选A。‎ ‎7.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2. 49 eV的金属钠，下列说法正确的是（ ）‎ A. 这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短 B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高 C. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eV D. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV ‎【答案】D ‎【解析】这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em-En（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故A B错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV．故C错误，D正确．故选D．‎ ‎8.在两种金属a和b的光电效应实验中，测量反向遏止电压Uc与入射光子频率的关系，下图中正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据光电效应方程得 又Ekm=eUC 解得 则反向遏止电压U c与入射光子频率的关系图像是不过原点的直线；对于不同的金属逸出功W不同，则两图像的斜率相同，截距不同。故选D。‎ ‎9.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示．两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则 A. a为电源正极，到达A板的为α射线 B. a为电源正极，到达A板的为β射线 C. a为电源负极，到达A板的为α射线 D. a为电源负极，到达A板的为β射线 ‎【答案】B ‎【解析】从图可以看出，到达两极板粒子做类平抛运动，到达A极板的粒子的竖直位移小于到达B板的粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线运动，则根据公式，两个粒子初速度相同，两极板间电压U相同，放射源与两极板的距离也相同，而电子的小，所以电子的竖直位移小，故达到A极板的是β射线，A极板带正电，a为电源的正极，故选项B正确．‎ ‎10.一铜板暴露在波长的紫外光中，观测到有电子从铜板表面逸出．当在铜板所在空间加一方向垂直于板面、电场强度大小为的电场时，电子能运动到距板面的最大距离为10cm．已知光速c与普朗克常量h的乘积为，则铜板的截止波长约为 A. 240nm B. 260nm C. 280nm D. 300nm ‎【答案】B ‎【解析】‎ 详解】根据光电效应方程有：‎ 逸出功与截止波长的关系为：（表示截止波长）‎ 根据动能定理，有：‎ 联立上式解得： 故选B。‎ ‎11.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　）‎ A. 密立根通过油滴实验测出了基本电荷数值 B. 查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子 C. 贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 ‎【答案】AC ‎【解析】A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，选项A正确；‎ B．查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核，故B错误；‎ C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，选项C正确；‎ D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.下述实验或现象中，能够说明光具有粒子性的是（　　）‎ A. 光电效应 B. 天然放射现象 C. 原子的线状光谱 D. 康普顿效应 ‎【答案】AD ‎【解析】AD．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，选项AD正确； ‎ BC．天然放射现象以及原子的线状光谱不能说明光具有粒子性，选项BC错误。故选AD。‎ ‎13.用光照射处在基态的氢原子，有可能使氢原子电离。下列说法中正确的是（　　）‎ A. 只要光的光强足够大，就一定可以使氢原子电离 B. 只要光的频率足够高，就一定可以使氢原子电离 C. 只要光子的能量足够大，就一定可以使氢原子电离 D. 只要光照的时间足够长，就一定可以使氢原子电离 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 氢原子在基态时所具有的能量为-13.6eV，将其电离变是使电子跃迁到无穷远，根据玻尔理论所需的能量至少为13.6eV的能量。光子的能量与光的频率有关，频率大，能量高，所以只要光的频率足够高，就一定可以使氢原子电离，只要光子的能量足够大，就一定可以使氢原子电离。故AD错误，BC正确。故选BC。‎ ‎14.轴核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是+→++3。下列说法正确的有（　　）‎ A. 上述裂变反应中伴随着中子放出 B. 铀块体积对链式反应的发生有影响 C. 铀核的半衰期会受到环境温度的影响 D. 铀核的链式反应可人工控制 ‎【答案】ABD ‎【解析】A．由核反应方程式可以看出上述裂变反应中伴随着中子放出，A正确； B．铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，所以铀块体积对链式反应的发生有影响。B正确； C．放射性物质的半衰期是元素本身的属性，与外界物理环境和化学环境均无关，C错误。 D．铀核的链式反应可以通过控制棒进行人工控制，D正确。故选ABD。‎ ‎15.下列说法正确的是 A. 核聚变反应方程可能为 B. 铀核裂变的核反应方程可能为 C. 发生β衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分 D. 中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为△m，则氘核的结合能为△mc2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】A、结合质量数守恒与电荷数守恒可知，核聚变反应方程可能为，故A错误；‎ B、结合质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程可能为，故B正确；‎ C、β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误；‎ D、中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为，根据爱因斯坦质能方程可知释放能量为，可知氘核的结合能为，故D正确．‎ ‎16.在单色光的光电效应实验中，测得如图所示的实验曲线，其中横轴表示加速电压U，纵轴表示光电流I，为测得的截止电压，为测得的饱和光电流．则由此图可得到 A. 单位时间内阴极发射的光电子数 B. 入射光的频率 C. 光电管阴极金属的逸出功 D. 光电子的最大初动能 ‎【答案】AD ‎【解析】A．单位时间内阴极发射的光电子数为：‎ 故A正确；‎ B．由图不知道入射光的频率，故B错误；‎ C．光电子的最大初动能为：‎ 根据光电效应方程：‎ 由于不知道入射光的频率，所以金属的逸出功也不知道，故C错误；‎ D．光电子的最大初动能为：‎ 故D正确。故选AD。‎ ‎17.物理学家用初速度为0.09c（c是真空中的光速）的α粒子轰击静止在匀强磁场中的钠原子核，产生了质子。如果碰撞可以看做是对心正撞，碰后新核的运动方向与α粒子的运动方向相同，质子的运动方向与其相反；并且观测到新核与质子在磁场中的轨迹半径之比为13∶60。对此，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 新核与质子的速度大小之比为1∶10 B. 新核与质子在磁场中回旋方向相反 C. 质子的速度大小为0.1c D. 质子的速度大小为0.225c ‎【答案】AC ‎【解析】A．核反应方程为 设α粒子的质量为4m，则根据可得 新核与质子的速度大小之比为 选项A正确；‎ B．新核与质子均带正电，速度方向相反，由左手定则可知，在磁场中回旋方向相同，选项B错误；‎ CD．由动量守恒定律 解得v2=0.1c 选项C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ 二、计算题（本题共 3 小题，共 32 分，其中第 18 题 8 分，第 19 题 10 分，第 20 题 14 分。解答时应写出 必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的、答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎18.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=，其中 n＝2，3，…。用h表示普朗克常量， 表示真空中的光速。求能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】第二激发态即n=3的能级，所以能使氢原子从第二激发态电离的光子的最小能量值为 所以能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长 ‎19.已知金属钠的极限频率ν=5.53×1014Hz，用波长λ =2×10−7m的光照射金属钠。已知真空中的光速c=3 ×108 m/s，普朗克常量h =6.63×10−34J⋅s。‎ ‎(1)请通过计算说明能否发生光电效应？‎ ‎(2)若能发生光电效应，逸出光电子的最大初动能是多少？（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】(1)能；(2)‎ ‎【解析】(1)金属钠的逸出功 光子能量 因为光的能量大于金属的逸出功，则能发生光电效应；‎ ‎(2)逸出光电子的最大初动能 ‎20.静止的放射性元素钚发生α衰变成为铀，并放出能量为E的γ光子。、和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c。已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】上述衰变过程的质量亏损为△m=m1-m2-m3‎ 放出的能量为△E=△mc2‎ 设衰变后铀核的动能为EU、α粒子的动能为Eα、γ光子的能量E，则△E=EU+Eα+E 联立得 EU+Eα=(m1-m2-m3)c2-E 设衰变后铀核和α粒子的动量大小分别为PU和Pα，取铀核的速度方向为正方向，由动量守恒定律有PU-Pα=0‎ 又由动能与动量的关系有 得 得