重庆市杨家坪中学高二物理下学期期中考试试题【会员独享】

重庆市杨家坪中学2011-2012学年高二下学期期中考试试题（物理）
试卷满分为120分．考试时间为90分钟．
一、选择题(每题5分，共65分．每小题只有一个选项正确，多选、错选均不给分。

)
1. .人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。

科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献.他们的主要成绩，下列说法中正确的是（）
A. 汤姆生发现了中子，提出原子“枣糕模型”。

B. 查德威克发现了质子。

玻尔把量子理论引入原子模型，提出了轨道量子化观点。

德布罗意提出了物质波，并成功的解释了氢原子光谱。

2．2011年3月12日，因强震而出现故障的日本福岛第一核电站发生爆炸，放射性物质泄漏。

放射性物质中含有α、β、γ等射线，下列说法正确的是( )
A. α射线的穿透性最强
B. γ射线的穿透性最强
C. α射线中含有的粒子是
H
2
1 D. β射线中含有的粒子是
H1
1
3．下列有关光的波粒二象性的说法中，不正确的是( )
A．光和物质波一样也是概率波
B．大量光子的行为往往显示出粒子性
C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D．使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样
4. 如图所示发生光电效应的演示实验，用绿光照射金属钾时恰能
发生光电效应，那么下列选项中正确的是( )
A．发生光电效应时，光电子是从阳极跑出来的
B．如果把电池接反，肯定不会发生有光电流了
C．用某种光来照射金属钾，灵敏电流计不显示读数，可能
是因为入射光强度过低
D．用紫外线照射金属钾，也可以发生光电效应
5. 在α粒子散射试验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子( ) 动能不断减小
电势能不断增大
一直受到重金属原子核的斥力作用
出现大角度偏转是与电子碰撞的结果
6. 氢原子能级如图所示，一群原处于n＝4 能级的氢原子向基态
跃迁的过程中（）
A．放出三种频率不同的光子
B．放出六种频率不同的光子
C．放出的光子的最大能量为13.6eV ，最小能量是0.85eV
D．放出的光能够使逸出功为13 . 0eV的金属发生光电效应
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，次级
回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，
那么, 标有“36V、40W”的灯泡A（）
A、也正常发光
B、将被烧毁
C、比另三个灯暗
D、无法确定
8. 如图甲为一火灾报警系统原理图，接一个正弦交变电流发
电机，电压随时间变化规律如图乙所示．其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻．下列说法中正确的是( )
A ．该交流电压有效值为110V
B ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝2202sin 25t V
C ．0.01s 时刻，穿过发电机线圈平面的磁通量最大
D ．当传感器R2所在处出现火灾时，电压表的示数增大
9． 科学研究表明，光子有能量也有动量，当光子与电子发生碰撞时，光子的一些能量转移给电子.假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ'，则碰撞过程中（ ） 能量守恒，动量守恒，且λ<λ' B. 能量不守恒，动量不守恒，且λ=λ' C. 能量守恒，动量守恒，且λ=λ' D. 能量守恒，动量守恒，且λ>λ' 10. 原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要（ ）
A ．发出波长为λ1-λ2的光子
B ．发出波长为212
1λλλλ-的光子
C ．吸收波长为λ1-λ2的光子
D ．吸收波长为212
1λλλλ-的光子
11．14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素．若考古工作者探测到某古木中14C 的含
量为原来的1
4，则该古树死亡的时间距今大约 ( )
A ．22 920年
B ．11 460年
C ．5 730年
D ．2 865年 12. 一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生衰变而形成了如图所示的两个圆形轨迹，两圆半径之比为1∶16，下列说法正确的是
（ ）
A ．放射性原子核发生了α衰变
B ．放射性原子核发生了β衰变
C ．大圆为衰变后反冲核的运动轨迹
D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子周期相同
13．如图7所示，质量为M 的套环套在光滑的水平杆上，套环下用长为h 的细绳吊着一个质量为m 的小球，应施给小球的水平冲量为( )，才能使小球上升到使细线水平的位置。

A ．
B
C D．
第Ⅱ卷(非选择题)
二、填空题(本题共3小题，每题5分，共15分)
14．通过黑体辐射的研究普朗克提出了理论，开启量子之门；爱因斯坦根据的实验规律提出了光子说，指出光具有性；光的干涉和衍射现象说明光具有性；卢瑟福通过著名的实验，从而提出了原子的核式结构理论。

15．在实验室里为了验证动量守恒定律，采用如图所示装置：
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，
半径为r2，则对两球质量和半径关系要求为（）
A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1＝r2 D．m1＜m2，r1＝r2
(2)进行实验时，以下所提供的测量工具中必需的是（）
A．直尺B．秒表C．天平D．弹簧测力计
(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在进
行实验时，碰前入射小球落点为 ______点（填写“M”、“P”、
“N”）。

“验证动量守恒定律”的表达式为_____
_ (用装置图中的字母表示) 。

16．现有三个核反应：
①24
11
Na→24
12
Mg＋____；②235
92
U＋1
n→141
56
Ba＋92
36
Kr＋____；
③2
1
H＋3
1
H→4
2
He＋____．
完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是( )
A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变
三、计算题(本题共4小题，17、18题各10分，19题12分，20题10分，共40分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
17. 如图所示是做光电效应实验的装置简图．在抽成真空的足够大的玻璃管内，K为阴极，A为阳极．先在a、b间不接任何电源，用波长λ＝0.7×10-10m的伦琴射线使金箔发射光电子，使电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动(已知电子的质量为9.1×10-31 kg , rB＝1.88×10－4m·T试求：
(1)该光电子的最大初动能；
(2)金属的逸出功；
(3)改用另一种光来照射金箔，若在a、b间接入直流电源，a
接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现
当电压表的示数增大到
200V时，电流表的示数刚好减小到零．（普朗克恒量
h=6.63×10-34J·s）试求：入射光的频率是多少？
18．一个静止的铀核 23292U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核 22890Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg ，1 u 相当于931.5 MeV 的能量) ①写出铀核的衰变反应方程；
②算出该衰变反应中释放出的核能；
③若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？
19．如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B 上，另一端与滑块C 接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H 的光滑水平桌面上。

现有一滑块A 从光滑曲面上离桌面h 高处由静止开始下滑下，与滑块B 发生碰撞（时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动滑块C 向前运动，经一段时间，滑块C 脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。

已知
,3,,m m m m m m C B A ===求：
（1）滑块A 与滑块B 碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能；
（3）滑块C 落地点与桌面边缘的水平距离。

20. 风力测定仪是一种力传感器，如图所示是测定风力的仪器原理图，P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O 是悬点，R0是保护电阻，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好接触．无风时，金属丝与电阻丝在C 点接触，此时A 示数为I0；有风时金属丝将偏转一角度，角θ与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC ＝h ，CD ＝L ，金属球质量为m ，电阻丝单位长度的阻值为k ，电源内电阻和金属丝电阻不计，
金属丝偏角为θ时，A 的示数为I′，此时风力为F ，试写出： (1)F 与θ的关系式． (2)F 与I′的关系式．
（3）此装置所测定的最大风力是多少？
命题：刘红梅 审题：谭其东 高二物理半期考试测试卷（答卷）
班级： 姓名： 顺序号： 试卷满分为120分．考试时间为90分钟．
选择题(本题共13小题，每题5分，共65分．每小题只有一个选项正确，多选、错选均不
图11 给分。

)
第Ⅱ卷(
非选择题)
二、填空题(本题共3小题，每题5分，共15分)
14． 15．（1） ； （2） ； (3) ______点（填写“M ”、“P ”、“N ”）；
“验证动量守恒定律”的表达式为_____ _ (用装置图中的字母表示)。

16．① ； ② ； ③ ，
三、计算题(17、18题各10分，19题12分，20题10分，共40分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 17．
18． 19．
20.
高二物理半期考试测试卷（答案）
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、填空题(本题共3小题，每题5分，共15分)
14．普朗克 光电效应 粒子 波动 α散射实验 15．（1） C ； （2） AC ； (3) __P____点（填写“M ”、“P ”、“N ”）；
“验证动量守恒定律”的表达式为：m1OP =m1OM +m2ON (用装置图中的字母表示)。

三、计算题(本题共3小题，17、18题各9分，20题12分，共40分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
17． (1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v2
r ＝evB
所以v ＝erB m 电子的最大初动能Ek ＝12mv2＝e2r2B2
2m
＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)2
2×9.1×10－31 J≈4.97×10－16 J≈3.1×103 eV
(2)入射光子的能量
ε＝h ν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×108
7.1×10－11×1.6×10－19 eV≈1.75×104eV
根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为 W0＝h ν－Ek ＝1.44×104 eV =2.34×10-15 J
图11
（3）具有最大初动能的电子刚好不能到达A 板，对该电子用动能定理，EK=Ue 得最大初动能为200eV 由光电效应方程：EK=h ν-W ，得ν=3.5×1018Hz 18． ① 23290U→ 22890 Th＋24He ②质量亏损Δm ＝mU －m α－mTh ＝0.005 9 u ΔE ＝Δmc2＝0.005 9×931.5 MeV＝5.50 MeV
③系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即
⎭⎬
⎫
==-+ααp p p p Th Th 0)( （2分） ⎪⎪
⎭
⎪
⎪
⎬⎫
==αααm p
E m p E k Th Th kTh 222
2
（2分）
E E E k Th k ∆=+α （2分）
所以钍核获得的动能
MeV
E E m m m E Th kTh 09.022844
=∆⨯+=∆⨯+=
αα （2
分）
解得：E α＝5.50 MeV —0.09 MeV ＝5.4 MeV 。

19．（1）滑块A 从光滑曲面上h 高处由静止开始滑下的过程中，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有
2121
v m gh m A A =
① 解得：
gh v 21=
②
滑块A 与B 碰撞的过程，A 、B 系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动
量守恒定律有
21)(v m m v m B A A += ③
解得：gh v v 2212112==
④
（3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C 脱离弹簧，设滑块A 、B 速度为v4，滑块C 的速度为v5，分别由动量定恒定律和机械能定恒定律有：
542)()(v m v m m v m m C B A B A ++=+ ⑨
25242221)(21)(21v m v m m v m m C B A B A ++=+ ⑩
解之得：
gh v gh v 252
,210154=-
=（另一组解舍去）⑾
滑块C 从桌面边缘飞出后做平抛运动：
t v S 5=
⑿
2
21gt H =
⒀
解得之：
Hh S 54
=
⒁
14．(9分)图3所示为伦琴射线管的示意图，K 为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A 为
对阴极(阳极)，当A 、K 间加直流电压U ＝30 kV 时，电子被加速打到对阴极A 上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：
图3
(1)电子到达对阴极的速度是多大？
(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？
(3)若AK 间的电流为10 mA ，那么每秒钟对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？ (电子电量e ＝1.6×10－19C ，质量m ＝0.91×10－30 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)
15．(11分)波长λ＝0.71A °的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B 的匀强磁场区域内做最大半径为r 的匀速圆周运动，已知rB ＝1.88×10－4m·T.试求： (1)光电子的最大初动能； (2)金属的逸出功；
(3)该电子的物质波的波长是多少？
14．解析：(1)由动能定理得1
2mv2＝eU ，所以v ＝
2eU
m
代入数据得：v≈1.0×108 m/s (2)因为12mv2＝eU ＝h ν＝h c
λ
所以λ＝hc
eU
≈4.1×10－11 m
(3)n ＝It e ＝10×10－3×11.6×10－19
个＝6.25×1016个
答案：(1)1.0×108 m/s (2)4.1×10－11 m (3)6.25×1016个
(2)入射光子的能量
ε＝h ν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×108
7.1×10－11×1.6×10－19 eV≈1.75×104eV
根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为 W0＝h ν－Ek ＝1.44×104 eV (3)物质波的波长为
λ＝h mv ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4 m≈2.2×10－11 m
答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11 m
15.解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v2
r ＝evB
所以v ＝erB
m
电子的最大初动能Ek ＝12mv2＝e2r2B2
2m
＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)2
2×9.1×10－31 J≈4.97×10－16 J≈3.1×103 eV
(2)入射光子的能量
ε＝h ν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×108
7.1×10－11×1.6×10－19 eV≈1.75×104eV
根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为
W0＝hν－Ek＝1.44×104 eV (3)物质波的波长为
λ＝h
mv ＝
h
erB
＝
6.63×10－34
1.6×10－19×1.88×10－4
m≈2.2×10－11 m
具有最大初动能的电子刚好不能到达A板，对该电子用动能定理，EK=Ue得最大初动能为2.1eV=3.36×10-19J（4分）。