河北省邢台三中2017-2018学年高二下学期3月月考物理试卷

邢台市第三中学
2017-2018学年度第二学期3月月考试题
高二物理试题
分值：100分时间：90分钟命题人：审核人：
注意事项：请将I卷（选择题）答案涂在答题卡上，第II卷（非选择题）答案用黑色钢笔（作图除外）做在答题卡上，不得出框。

I卷（选择题共60分）
一、选择题（1-11小题为单选题每题4分；12-15为多选题每题4分，少选2分，不选、错选0分）
1．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应总的效果可以表示为
6H→k He+d H+2n+43.15MeV由平衡条件可知（）
A．k=1，d=4 B．k=2，d=2
C．k=1，d=6 D．k=2，d=3
2．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2.49eV的金属钠．下列说法正确的是（）
A. 这群氢原子能发出3种不同频率的光，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2种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小
C. 金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV
D. 金属钠表面发出的光电子的最大初动能为11.11eV
3．物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是（）
A、 粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B、光电效应实验表明光具有粒子性
C、电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
D、康普顿效应进一步证实了光的波动特性
4．图为玻尔提出的氢原子能级图，可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内。

现有一个装有大量处于第四能级氢原子的发光管，利用该发光管的光线照射金属钠表面。

已知金属钠的逸出功为2.29eV，则下面结论正确的是（）
A. 发光管能发出5种频率的光子
B. 发光管能发出2种频率的可见光
C. 发光管发出的所有光子均能使金属钠发生光电效应
D. 金属钠所发射的光电子的最大初动能为12.75eV
5．光电效应现象证明了光具有（ ）
A. 粒子性
B. 波动性
C. 衍射的特性
D. 干涉的特性
6．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则（ ）
A ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C ．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D ．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
7．有关下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 甲图中，一群处于n =4能级的氢原子跃迁到n =1能级的过程中可发出8种不同频率的光子
B. 乙图中，在光的颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
C. 丙图中，1为β射线，2为γ射线，3为α射线
D. 丁图中，此反应属于轻核聚变
8．关于核反应的类型，下列表述正确的有（ ）
A ．14
41717281N He O H +→+是β衰变
B ．238
234492
902U Th He →+是α衰变 C ．23411120H H He n +→+是γ衰变
D ．82820
343612Se Kr e -→+是裂变
9．下列核反应方程中，属于核聚变的是（ ）
A. 23411120H H He n +→+
B. 234
234090911Th Pa e -→+
C. 238
234492902U Th He →+ D. 235114489192056360U n 3n Ba Kr +→++
10．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（ ）
A.γ射线是高速运动的电子流
B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D.Bi 210
83的半衰期是5天，100克Bi 21083经过10天后还剩下50克
11．一个原子核内的质子数、中子数、核子数分别为（ ）
A. 91 个 91 个 234 个
B. 143 个 91 个 234 个
C. 91 个 143 个 234 个
D. 234 个 91 个 143 个
12．1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子，被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是（ ）
A ．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
B ．汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子
C ．电子的质量无法测定
D ．汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究了光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元
13．在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石材料都不同程度的含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的岩石材料会释放出放射性的惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病，根据放射性相关知识可知，下列说法正确的是（ ）
A 、氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天后就一定会剩下一个氡核
B 、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子的结果
C 、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在它们之中，γ射线穿透力最强，电离能力最弱
D 、发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减小了2
14．在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性,在光的本性研究中却得到了统一,即所谓光具有波粒二象性,下列关于光的波粒二象性的叙述中正确的是（ ）
A ．大量光子产生的效果显示出波动忡.个别光子产生的效果展示出粒子性
B ．光在传播时表现出波动性,而在跟物质作用时表现出粒子性
C ．频率大的光比频率小的光的粒子性强,但波动性弱
D ．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强
15．关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A ．极限频率越大的金属材料逸出功越大。

B ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应。

C ．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多。

D ．同种频率的光照射不同的金属，从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小。

II 卷（非选择题 共40分）
二、填空题(18分）
16．(9分)一群处于激发态n=4的氢原子，跃迁时可能发出 种频率的光子；核反应
方程238
2349290U Th X →+中的X 是 ，若23892U 的质量为m u 、23490Th 的质量为m T 、X 的质量为m X ，若光在真空中的传播速度为c ，则该核反应释放的能量为 。

17．(9分)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.
写出核反应方程
该聚变反应过程中的质量亏损为
光子的波λ= .
三、解答题（18题10分，19题12分）
18．一个铀核，经一次α衰变后，产生钍核，
（1）试写出上述衰变的核反应方程；
（2）若一个静止的铀核发生衰变，以v 的速度释放一个α粒子，求产生钍核的运动速度大小；
（3）若铀核的质量为m 1，α粒子的质量为m 2，产生的钍核的质量为m 3，求一个铀核发生α衰变释放的能量。

19．氢原子处于基态时,原子能量E 1=－13．6eV,普朗克常量取h=6．63×10-34J ·s 。

（1）处于n=2激发态的氢原子,至少要吸收多大能量的光子才能电离?
（2）今有一群处于n=4激发态的氢原子,可以辐射几种不同频率的光?其中最小的频率是多少?（结果保留2位有效数字）
3月月考高二物理试题参考答案
1．B
【解析】
试题分析：根据核反应中遵循质量数守恒，核电荷数守恒可以求出kd 的得数． 解：在核反应的过程由质量数守恒可得6×2=4k+d+2×1…①
根据核电荷数守恒可得6×1═2k+d …②
联立①②两式解得 k=2，d=2．故选B ．
2．C 【解析】一群氢原子处于n=3的激发态，可能发出3中不同频率的光子，因为n=3和n=2间能级差最小，所以从n=3跃迁到n=2发出的光子频率最低，根据 ，所以波长最长．因为n=3和n=1间能级差最大，所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，波长最短．故A B 错误．所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为△E=13.60-1.51eV=12.09eV ．根据光电效应方程E Km =hv-W 0得，最大初动能
E km =12.09-2.49eV=9.60eV ．故D 错误，C 正确．故选C ．
3．D
【解析】
试题分析：卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子的核式结构学说，A 正确；光电效应实验证实了光具有粒子性，B 正确；电子的发现，知原子还可以再分，原子不是构成物质的最小微粒，C 正确；康普顿效应证实了光的粒子特性，D 错误；本题选错误的，故选D 。

考点：物理学史。

4．B
【解析】试题分析：分别计算出从高轨道向低轨道跃迁时释放出的能量，介于1.61eV ～
3.10eV 范围内为可见光，大于2.29eV 的能使得金属钠发生光电效应．
从n=4到n=3能级释放的光子能量为()10.85eV 1.51eV 0.66eV E =---=，从n=4到n=2能级释放的光子的能量为()20.85eV 3.40eV 2.55eV E =---=，从n=4到n=1能级释放的光子的能量为()30.85eV 13.60eV 12.75eV E =---=，从n=3到n=2能级释放的光子的能量为()4 1.51eV 3.40eV 1.89eV E =---=，从n=3到n=1能级释放的光子的能量为()5 1.51eV 13.60eV 12.09eV E =---=，从n=2到n=1能级释放的光子的能量为()5 3.40eV 13.60eV 10.20eV E =---=，故其中光子能量介于1.61eV ～3.10eV 之间的有两种光子，发光管能发出2种频率的可见光，光子能量大于钠的逸出功的有四种，所以不是每个发光管发出的光子都能使得钠发生光电效应，AC 错误B 正确；金属钠所发射的光电子的最大初动能为12.75eV 2.29eV 10.46eV km E =-=，D 正确．
5．A
【解析】物体在光的照射下发射出电子的现象叫光电效应，根据爱因斯坦光子说的理论可知，光电效应说明了光具有粒子性。

故A 正确，BCD 错误。

故选：A
6．A
【解析】
试题分析：根据光电效应方程0km E h W γ=-得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子
的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A 正确．
考点：考查了光电效应
7．B
【解析】一群原来处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级的过程中，根据知，辐射的光子频率为6种，A 错误；在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B 正确；射线带正电荷，在磁场中根据左手定则判定向左偏转；射线带负电荷，偏转的方向与射线相反；射线不带电，不偏转；由此可以判定，C 错误；链式反应属于重核的裂变，D 错误．
8．B
【解析】
试题分析：A 是卢瑟福发现质子核反应方程，是原子核的人工转变；B 是α衰变；C 是聚变反应；D 是β衰变。

故选B 。

考点：核反应
9．A
【解析】A 是核聚变反应；BC 是衰变方程；D 是核裂变方程；故选A.
10．B
【解析】γ射线是光子流，所以A 错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B 正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C 错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以D 错误。

【考点定位】原子结构和原子核
11．C
【解析】原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子。

的原子序数为91，即质子数为91，核子数为234，中子数等于核子数减去质子数，即为234−91=143，故C 正确，ABD 错误。

故选：C 。

12．AD
【解析】
试题分析：汤姆孙研究阴极射线时发现电子，B 错；电子的质量可以测定，C 错。

考点：有关于电子的知识。

13．BCD
【解析】
试题分析：半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故A 错误．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B 正确．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C 正确．α衰变后，电荷数少2，质量数少4，知质子数少2，中子数少2，故D 正确． 考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度；X 射线、α射线、β射线、γ射线及其特性．
14．ABC
15．AD
【解析】
试题分析：逸出功W ＝h ν0，逸出功正比于极限频率，故选项A 正确；只有照射光的频率ν大于等于金属极限频率ν0，才能产生光电效应现象，与光照时间无关，故选项B 错误；入射光的光强一定时，频率越高，光电子的最大初动能最越大，而不是单位时间内逸出的光电子数就越多，选项C 错误；由光电效应方程E km ＝h ν－W 知，同种频率的光照射不同的金属，h ν相同而逸出功W 不同，从金属表面出来的光电子的最大初动能E km 越大，这种金属的逸出功W 越小，选项D 正确。

考点：爱因斯坦的光电效应方程。

16．6（2分），4
2He （1分），2)(c m m m X T U --（2分）
【解析】
试题分析：一群处于激发态n=4的氢原子，向下跃迁可能发出6种不同频率的光子；根据质
量数与电荷数守恒可判断X 是4
2He ；根据质能方程释放的能量()2c m m m E X T U --=
考点：本题考查跃迁假说、核反应、质能方程
17． （3*3=9分） 112101H n H +→ (m 1+m 2)−m 3 ()123h m m m c
+- 【解析】（1）核反应方程112101H n H +→+γ
（2）该聚变反应过程中的质量亏损为∆m=(m 1+m 2)−m 3
（3）根据质能方程可知， 2hc
mc λ∆= ，解得光子的波长； ()2123=hc h mc m m m c
λ=∆+- 点睛：该题考察到了原子物理方面的几个知识，要注意到在核反应方程中，质量数是电荷数是守恒的；无论是重核的裂变还是轻核的聚变，都有质量的亏损，是反应前的质量与反应后的质量之差；损失的质量转化为能量，会应用爱因斯坦的质能方程计算释放的能量的大小；知道光子的能量与频率之间的关系，并要了解γ光子是电磁波，在真空中的传播速度等于光速．
18．（10分）（1）
（2）（3） 【解析】试题分析：（1） 发生α衰变
3分 （2）的质量数M=234，α粒子的质量数m=4
由动量守恒定律mv=Mv 1得
4分 （3）质量亏损
释放出的能量3分
考点：原子核的衰变、动量守恒定律、质能方程。

19．（12分）（1）3．4Ev （2）6；141.610Z H ⨯
【解析】
试题分析：（1）122
3.42E E eV ==- ，2 3.4E E E eV ∞=-= （2） 一群处于n=4激发态的氢原子,可以辐射246C =几种不同频率
1420.854E E eV ==--132 1.513
E E eV ==-，43min E E h ν-=，14min 1.610Z H ν=⨯ 考点：玻尔理论
【名师点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即E m -E n =hv ；要知道要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处．能级间发生跃迁时吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．。