河南省郑州市中牟县第一高级中学高二物理下学期第四次月考试题(含解析)

河南省郑州市中牟县第一高级中学2019—2020学年高二物理下学期
第四次月考试题（含解析）
一、选择题(每小题4分，共48分。

1—8单选,9—12多选) 1。

下列说法正确的是( )
A 。

紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
B 。

康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C 。

任一运动的物体都有一种波和它对应,这就是物质波 D. 德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长 【答案】C 【解析】
【详解】A ．入射光的频率大于金属的极限频率时,才能发生光电效应，红光的频率小于紫光的频率，故紫光照射某金属时,有电子向外发射，红光照射不一定有电子向外发射，故A 错误；
B ．康普顿效应表明光不仅具有能量,还具有动量，故B 错误；
C ．德布罗意指出波粒二象性不只是光子才有，一切运动的
物质都有波粒二象性,故C 正确； D ．微观粒子的德布罗意波长为
h p
λ=
其中p 为微观粒子的动量，故动量越大,其对应的波长就越短，故D 错误. 故选C 。

2.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( ） A 。

经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强 B 。

经过调制后的电磁波在空间传播得更快 C 。

经过调制后的电磁波在空间传播波长可能不变
D. 经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传播出去 【答案】AD 【解析】
【详解】A ．调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去,频率越高，传播信息能力越强；经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传播出去；故AD 正确；
B ．电磁波在空气中以接近光速传播，故B 错误;
C ．由v f λ=可知，波长与波速和传播频率有关，故C 错误。

故选AD.
3.利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是( ）
A 。

利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分
B 。

利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分
C 。

高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分
D 。

同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线,由于光谱的不同，它们没有关系 【答案】B 【解析】
【详解】A.由于高温物体的光谱包括了各种频率的光,与其组成成分无关，故A 错误； B 。

某种物质发光的线状谱中的亮线与某种原子发出的某频率的光有关,通过这些亮线与原子的特征谱对照,即可确定物质的组成成分,B 正确；
C 。

高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，C 错误;
D.某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光,因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D 错误．
4.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，A 。

b 两质点的横坐标分别为
和
,图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是
A 。

该波沿+x 方向传播，波速为1m/s B. 质点a 经过4s 振动的路程为4m C. 此时刻质点a 的速度沿+y 方向 D 。

质点a 在t=2s 时速度为零 【答案】D
【解析】
【详解】根据b 点在该时刻向上运动可以确定波沿—x 传播，A 错．由乙图可知周期为8秒，4秒内a 质点振动的路程为1m,B 错．波沿-x 传播可以判定a 沿—y 方向运动，C 错．经过2秒质点振动四分之一周期，a 质点刚好运动到最大位移处速度为零，D 正确． 考点:机械振动与机械波
5。

如图所示,图中有一为上下振动的波源S ，频率为100Hz ，所激起的波向左右传播，波速为8。

0m/s 。

其振动先后传到A 、B 两个质点，当S 通过平衡位置向上振动时，A 、B 质点的位置是( ）
A. A 在波谷,B 在波峰
B. A 、B 都在波峰 C 。

A 在波峰，B 在波谷 D 。

A 、B 都在波谷
【答案】C 【解析】
【详解】由v f λ=可知，波长为
8.0m 0.08m 100
v f λ=
== 1
1.62m 204BS λ==
3
1.74m 214
AS λ==
当质点恰通过平衡位置向上运动，结合波形可知，此时刻A 质点在波峰，B 质点在波谷，故C 正确，ABD 错误。

故选C.
6。

用图示装置研究光电效应现象，光阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连,当滑动头p 移到c 点时，光电流为零为了产生光电流，可采取的措施是( )
A. 增大入射光的频率 B 。

把P 向a 移动 C 。

把P 从c 向b 移动 D 。

增大入射光的强度 【答案】A 【解析】
A 、增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效应，金属有光
电子发出,电路中能产生光电流，故A 正确;
B 、把P 向a 移动,P 点电势大于的c 点电势，光电管加上正向电压，但不能产生光电效应，
没有光电流形成,故B 错误；
C 、把P 从c 向b 移动，不能产生光电效应,没有光电流形成，故C 错误;
D 、能否产生光电效应与入射光的强度无关，增大入射光的强度,仍不能产生光电流,故D 错
误．
点睛：本题考查光电效应的条件，当入射光的频率大于金属的极限频率时，金属才能产生光电效应，与入射光的强度、光照时间、所加电压无关．
7。

A 、B 两种放射性元素,它们的半衰期分别为t A =10天，t B ＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比为[ ］ A. 3∶1 B 。

48∶63 C 。

1∶16 D. 16∶1
【答案】D 【解析】
经过60天后A 元素剩余的质量为'
611
m ()()22
t T A
A A m m ==，
B 元素剩余的质量为
'
2
11m ()()
22t T B
B B m m ==,故2611()()22B A m m =，所以161A B m m =,D 正确． 思路分析：放射性元素发生衰变后质量公式为01m ()2
t T
m =，
试题点评:本题考查了放射性元素发生衰变后质量的计算，会根据公式计算元素剩余的质量， 8。

右图是一个
1
4
圆柱体棱镜的截面图，图中E ､F ､G ､H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1､FF 1､GG 1､HH 1平行于半径O N ，O N 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( ）
A. 不能从圆弧NF 1
射出
B 。

只能从圆弧NG 1
射出
C. 能从圆弧G H 11
射出
D 。

能从圆弧1H M 射出
【答案】B 【解析】
【详解】由折射率n=知该棱镜的全反射临界角为C=37°（sinC=），刚好从G 点入射的光线垂直进入棱镜后,在G 1点恰全反射，则1G M 圆弧上所有入射光线均发生全反射,不会从中射出,只有NG 1
圆弧上入射的光线折射后射出棱镜。

所以只有B 正确,A ､C ､D 错误。

故选B 。

9。

下列说法正确的是（ ） A 。

卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子
B 。

铀核（
23892
U )衰变为铅核（20682Pb ）的过程中,要经过8次
α衰变和6次β衰变 C 。

玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子光谱的实验规律
D 。

铀核(238
92U )衰变成新核和α粒子，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能
【答案】BD 【解析】
【详解】A ．卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型，不能证实原子核内部存在质子，故A 错误；
B ．设发生x 次α衰变，y 次β衰变，衰变方程为
23820692
82
U Pb+x y αβ→
+
根据质量数守恒和电荷数守恒，有
解得
x =8
又
928282y =+⨯-
得
6y =
故B 正确；
C ．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,成功地解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释所有原子光谱的实验规律，故C 错误；
D ．衰变后的产物相对于衰变前要稳定,所以铀核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能,故D 正确. 故选BD.
10.在波传播方向上有A 、B 两点,相距1。

8m ，它们的振动图象如图所示，周期T 为0。

2s ，则波的传播速度的大小可能是（ ）
A 。

18m/s
B 。

12m/s
C 。

6m/s
D 。

3.6m/s
【答案】ACD 【解析】
【详解】由振动图像可知，两点间的振动情况相反，所以两点距离为
()
1.8212
n λ
=+
变形可得
()3.6
0,1,2, (21)
n n λ=
=+ 由图像可知
0.2s T =
因此波速为
18
21
v T
n λ
=
=
+ 当0n =时，18m/s v = 当1n =时，6m/s v = 当2n =时， 3.6m/s v = 故ACD 正确，B 错误。

故选ACD.
11.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上固定一个电动偏心轮，它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15s ．在某电压下，电动偏心轮转速是36r/min ．已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量,可以增大筛子的固有周期．那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的( ） A 。

提高输入电压 B. 降低输入电压 C 。

增加筛子质量 D 。

减小筛子质量
【答案】AC 【解析】
【详解】在题设条件下，筛子振动固有周期
15
s=1.5s 10
T =
固 电动偏心轮的转动周期（对筛子来说是驱动力的周期)
60
s 1.67s 36
T =
≈驱 要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压,偏心轮转得快—一些,减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大． A 。

提高输入电压，与分析相符，故A 项符合题意; B 。

降低输入电压,与分析不符，故B 项不符合题意; C 。

增加筛子质量，与分析相符，故C 项符合题意； D 。

减小筛子质量,与分析不符，故D 项不符合题意．
12。

把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入,如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是（ )
A. 干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果 B 。

干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C 。

将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动 D 。

观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的另一侧 【答案】AC 【解析】 【分析】
本实验是薄膜干涉，是空气膜干涉，A 正确，干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波峰与波谷叠加的结果,B 错，因为光的等厚干涉有2nh /2k ,λλ+=其中h 是空气膜的厚度，k 是干涉级，可见厚度越小的地方,干涉级越小。

所以，最初始的情况是:两个玻璃相接触的地方，干涉级最小,向右依次增大。

现在,提升上面的玻璃，厚度增加,原来厚度为最小的地方，现在变厚了,厚度跟初始的厚度最小的地方的右边的厚度一样了，那么原理在右边的条纹，现在就应该往左边移动了，所以，此题答案是向左侧移动，C 正确，观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧。

D 错误． 【详解】
二、实验题（13题4分,14题8分，共12分）
13。

某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101。

00 cm ，摆球直径为2。

00 cm,然后用秒表记录了单摆振动50 次所用的时间为101。

5 s ．则 (1）他测得的重力加速度g ＝________m/s 2
．(π2
＝9。

86，计算结果取两位小数） （2）他测得的g 值偏小，可能的原因是________． A 。

测摆线长时摆线拉得过紧
B 。

摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动，使摆线长度增加了 C. 计时开始时,秒表过迟按下 D 。

实验中误将49次全振动数记
50次
【答案】 （1). 9.76 （2). B 【解析】
【详解】(1）[1]由题意可得摆长
L =l 线＋
2
d
=102。

00 cm=1.0200m 由
T =
可得
T =
101.5
50
s=2.03 s 再由
g =2
24T
πl 可求得
g =9.76 m/s 2
(2）［2]由上可知
g =2
24T
πl A ．测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大,则重力加速度的测量值偏大，故A 错误； B ．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了,知摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故B 正确;
C ．开始计时，秒表过迟按下，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大，故C 错误;
D ．实验中误将49次全振动数为50次,则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大，故
D 错误. 故选B 。

14。

现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
(1）将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、E 、D 、B 、A. （2)本实验的实验步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮; ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意单缝与双缝的间距为5~10cm 和使单缝与双缝相互平行.
（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示。

然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数_________mm,求得相邻亮纹的间距x ∆为_________mm 。

(4）已知双缝间距d 为42.010m -⨯,测得双缝到屏的距离l 为0.700m ，由计算公式
λ=__________，求得所测红光波长为_________mm （结果保留2位有效数字）。

【答案】 （1）。

13。

870 (2）. 2。

310 (3）。

d
x l
∆ （4）。

46.610-⨯ 【解析】
【详解】（3）[1］［2］螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm ,可动刻度读数为
因此螺旋测微器的读数为
同理可得图甲的读数为2.320mm ，因此
13.870mm 2.320mm
2.310mm 61
x -∆=
=-
（4）［3］［4]根据
d x l
λ∆=
可知
d x
l
λ∆=
代入数据解得
三、计算题（15题8分，16题10分，17题10分，18题12分，共40分）
15。

如图所示电路可研究光电效应的规律。

图中标有A 和K 的为光电管,其中K 为阴极，A 为阳极.理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压.现接通电源，用光子能量为9.5eV 的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P 缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为5。

0V ；现保持滑片P 位置不变，求： (1)光电管阴极材料的逸出功；
（2）若改用光子能量为12。

5eV 的光照射阴极K ，则到达阳极A 时光电子的动能的最大值。

【答案】(1）4。

5eV ；(2）3。

0eV 【解析】
【详解】(1）电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为5。

0V,可知光电子的最大初动能
为5。

0eV ，根据
0km W h E ν=-
代入数据解得
0 4.5eV W =
（2）改用光子能量为12.5eV 的光照射阴极时,从阴极溢出的光电子的最大初动能为
k 0E hv W ''=-
代入数据解得
k 8.0eV E '=
则到达阳极时光电子的动能最大值为
8.0eV 5.0eV 3.0eV -=
16.如图所示,某种透明介质的截面图由直角三角形AOC 和圆心为O 、半径为R 的四分之一圆弧BC 组成,其中∠A = 60°。

一束单色光从D 点垂直AB 面射入透明介质中，射到圆弧BC 上
时恰好发生全反射．已知D 点与O 点之间的距离为2
,光在真空中的传播速度为c ．求：
（i ）单色光在介质中的传播速度v ； (ii ）单色光第一次射出介质时折射角θ． 【答案】（i ）（ii ）45° 【解析】
【详解】（i)设介质的临界角为∠1，则
11sin n ∠=
1
12OD sin OE ∠==
解得
∠1 = 45°，
n =
折射率与速度的关系有
c n v
=
解得
v =
(ii)EF 与AB 平行
∠3 = 90° – ∠EFC = 90° – ∠A = 30°
根据折射定律有
3
sin n sin θ
=
∠
解得
θ = 45°
17.已知氢原子基态的电子轨道半径为r 1=0。

528×10-10
m,量子数为n 的能级值为
2
13.6
eV E n
-=。

(1）求电子在基态轨道上运动的动能(结果保留3位有效数字);
（2）有一群氢原子处于量子数3n =的激发态，这些氢原子能发出几种光谱线；
（3）计算这几种光谱线中波长最短的波长.（静电力常量是是922910N m /C k =⨯⋅，电子电荷量191.610C e -=⨯，普朗克常量346.6310J s h -=⨯⋅,真空中光速83.010m/s c =⨯。

结果保留3位有效数字）
【答案】（1）13。

6eV;（2）3种；(3）71.0310m -⨯ 【解析】
【详解】（1）电子在基态轨道的动能为
2
k 1
2ke E r =
代入数据解得
18k 2.1810J 13.6eV E -≈⨯=
(2）共3种,能级图如图所示
(3）由3E 向1E ，跃迁时发出的光子频率最大，波长最短。

31hv E E =-
又知
c
v λ
=
联立解得
71.0310m λ-≈⨯
18。

在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出α粒子(4
2He ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R ．以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．
（1）放射性原子核用 A Z X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程．
（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小． （3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损△m．
【答案】（1)放射性原子核用 A Z X 表示，新核
的
元素符号用Y 表示，则该α衰变的核反应方程为44
2
2A
A Z Z X Y H --→
+ ；（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，则圆周运动的周期为 2m Bq π ，环形电流大小为 2
2Bq m
π ;(3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子
和新核的动能，新核的质量为M ，则衰变过程的质量亏损△m 为损 2
2
11()()2BqR m M c
+ ． 【解析】
(1）根据核反应中质量数与电荷数守恒可知，该α衰变的核反应方程为4
4
2
2X Y He A
A Z Z --→
+
（2)设α粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v ，由洛伦兹力提供向心力有2
v qvB m R
=
根据圆周运动的参量关系有2πR
T v
=
得α粒子在磁场中运动的周期2πm
T qB
=
根据电流强度定义式，可得环形电流大小为22πq q B
I T m
==
（3）由2
v qvB m R =，得qBR v m
=
设衰变后新核Y 的速度大小为v ′,核反应前后系统动量守恒，有Mv ′–mv =0 可得mv qBR v M M
='=
根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有2
2211
22
mc Mv mv '∆=
+ 解得2
2
()()2M m qBR m mMc +∆=
说明：若利用4
4
A M m -=
解答，亦可． 【名师点睛】（1）无论哪种核反应方程，都必须遵循质量数、电荷数守恒．
（2）α衰变的生成物是两种带电荷量不同的“带电粒子”,反应前后系统动量守恒，因此反应后的两产物向相反方向运动,在匀强磁场中，受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动,且两轨迹圆相外切,应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期，根据电流强度的定义式可求解电流大小．
（3)核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解,在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损．。