1、2013-2014学年江西省九江市七校高二下学期期中联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子说，以下对光电效应的解释，正确的是( ) A金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，但只要照射时间足够长，光电效应也能发生 C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 D由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属 产生光电效应的入射光的最低频率也不相同 答案： D 试题分析：赫兹于 1887年发现光电效应，爱因斯坦第
2、一个成功的解释了光电效应。金属表面在光照射下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频率叫做极限频率。若入射光的频率小于极限频率，则无论入射光的强度多么强，照射时间多么强，都不会发生光电效应，故 A、 B选项错误；由爱因斯坦光电效应方程 Ek h -W0知入射光频率也高，光子的能量就越 大，光电子的最大初动能就越大，与入射光的强度无关，故 C选项错误；由于不同金属的逸出功是不相同的，从爱因斯坦光电效应方程 Ek h -W0得出不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同，故 D选项正确。 考点：光电效应 爱因斯坦光电效应方程 下列有
3、关近代物理的说法正确的是 ( ) A卢瑟福的 粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分，原子不可再分的观念被打破 B德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想 C玻尔原 子理论无法解释较为复杂原子光谱的现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的 D根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大 答案： BD 试题分析：卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，当 粒子穿过原子时，电子对 粒子影响很小，影响 粒子运动的主要是原子核，离核远则 粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当 粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以
4、粒子接近它的机会就很少，因此只有少数 粒子发生较大偏转，卢瑟福正是对这些现象的认真研究提出了原 子核式结构模型，提出了原子的核式结构模型，故 A选项错误；德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想， B选项正确；玻尔原子理论无法解释较为复杂原子光谱的现象，说明玻尔提出的原子定态概念是由局限性的并不是错误，故 C选项错误；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，跃迁到低能级的轨道，由于库仑斥力做正功，故氢原子的电势能减小，动能增大，故 D选项正确。 考点： 粒子散射实验 玻尔的原子理论 物质波 氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1 -5
5、4.4eV，氦 原子的能级示意图如图所示，在具有下列能量的光子或者电子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A 42.8 eV(光子 ) B 42.8 eV(电子 ) C 48.4 eV(电子 ) D 55.0 eV(光子 ) 答案： BCD 试题分析：当光子的能量和某两个能级之间的能量差相等时才能被吸收，即体现能量的量子化。根据量子理论可以知道，处于基态的离子在吸收光子能量时是成份吸收的，不能积累的，因此当其它能级和基态能量差和光子能量相等时，该 光子才能被吸收，处于基态的离子在吸收电子能量时，只要电子的能量大于等于这两个能级差的能量后，该能量就能被吸收，剩余的能量以电子的动能来显示
6、。由能级示意图可知：第 2能级和基态能级差为： E1=E2-E1=-13.6-（ -54.4） =40.8eV，故 A选项中光子能量大于能级差，不能被吸收，故 A选项错误；若是具有 42.8 eV的电子，其能量大于第 2能级和基态能级差，能被吸收，故 B选项正确；第 3能级和基态能级差为：E2=E3-E1=-6.0-（ -54.4） =48.0eV，若是具有 48.4 eV的电子，其能量大于第 3能级和基态能级差 ,能被吸收，故 C选项正确；当电子电离时能级差为： E3=E-E1=0-（ -54.4）=54.4eV；当光子能量大于等于基态能量时，将被处于基态离子吸收并能使其电离，故选项 D中的
7、光子能量能被吸收，故 D选项正确。 考点：原子的能级跃迁公式 量子理论 电离 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 ( ) A图甲：黑体辐射的强度，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且极大值向波长较短的方向移动 B图乙： 玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 C图丙：卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D图丁：工业上利用 射线来检查金属内部伤痕，是因为 射线穿透能力很强 答案： ABD 试题分析：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的；卢瑟福通过分析 粒子散射实验
8、结果，提出了原子的核式结构模型； 射线具有很强的穿透能力。普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，且由图象知黑体辐射的强度，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且极大值向波长较短的方向移动，故 A选项正确；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故 B选项正确；卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故 C选项错误；根据 射线具有很 强的穿透能力，在工业上利用射线来检查金属内部伤痕，故 D选项正确。 考点：物理学史 在下列四个核反应方程中， x1、 x2、 x3和 x4各代表某种粒子 H x1 He n N He O
9、 x2 Be He C x3 He H He x4 以下判断中正确的是 ( ) A x1是电子 B x2是质子 C x3是中子 D x4是中子 答案： BC 试题分析：根据质量数和电荷数守恒得 x1的电荷数为 1，质量数为 2，所以 x1是氘核，故 A错误；同理 x2的电荷数为 1，质量数为 1，所以 x2为质子，故 B选项正确； x3的电荷数为 0，质量数为 1，所以 x3是中子，故 C选项正确； x4的电荷数为 1，质量数为 1，所 以 x4是质子，故 D选项错误。 考点：核反应方程中的质量数和电荷数守恒 “秒 ”是国际单位制中的时间单位，它等于 133 Cs原子基态的两个超精细能级之间跃
10、迁时所辐射的电磁波周期的 9192631770倍。据此可知，该两能级之间的能量差为（普朗克常量 h=6. 6310-34J s) ( ) A 7. 2110-24eV B 6. 0910-24eV C 3. 8110-5 eV D 4. 5010-5 eV 答案： C 试题分析：设 133Cs原子在两个超精细能级之间跃迁时所辐射的电磁波的周期 为 T0，由题意知： s，故该电磁波的频率为 ，则两能级之间的能量差 E=hv=6.6310-349192631770 J=6.0910-24 J=3.8110-5 eV.，选项 B正确。 考点：周期 能极差 电磁波 下列说法中正确的有 ( ) A较重的
11、核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核，原子核的结合能都会减小 B原子核衰变时释放的 粒子带负电，所以 射线有可能是核外电子 C升高或者降低放射性物质的温度均可改变其半衰期 D光电效应和康普顿效应均 揭示了光具有粒子性 答案： D 试题分析：重核的裂变是把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应称为核裂变，轻核的聚变是产生核能的另一种方式，轻核的聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种反应，原子核的结合能可能增大，也可能减小，故 A选项错误；原子核衰变时释放的 粒子带负电，是电子，其衰变的方程为 ，所以 射线不是核外电子， B选项错误；放射性元素的原子核有半数发生衰变时所
12、需要的时间，叫 半衰期，与物质的 温度无关，故 C选项错误； 光电效应 是 在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电， 1923年，美国物理学家康普顿在研究 x射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的现象，即散射光中除了有原波长 的 x光外，还产生了波长 的 x光，其波长的增量随散射角的不同而变化，这种现象称为康普顿效应，故这两种现象均揭示了光具有粒子性， D选项正确。 考点：重核的裂变和轻核的聚变 射线 光电效应和 康普顿效应 光的波粒二象性 用频率为 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发的光谱中仅能观测到频率分别为 、 、 的三条谱线，且 ，则 ( )
13、A B = + C = + + D 答案： B 试题分析：根据玻尔理论的轨道跃迁的知识知，原子从一种定态跃迁到另一种定态时，会辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决 定即：hv=Em-En，可知有 h3=h1+h2，故 B选项正确。 考点：玻尔理论 如图所示，在光滑的水平面上，静置一个质量为 M小车，在车上固定的轻杆顶端系一长为 l细绳，绳的末端拴一质量为 m的小球，将小球拉至水平右端后放手，则 ( ) A系统的动量守恒 B水平方向任意时刻 m与 M的动量等大反向 C m不能向左摆到原高度 D小球和车可以同时向同一方向运动 答案： B 试题分析：由动量守恒定律的条件知，系统的
14、合外力不为零，但水平方向合外力为零，故系统水平方向动量守恒， A选项错误， B选项正确；由水平方向的动量守恒，当向左摆到最大高度时，小球和小车的速度相同， ，得 ，再由能量守恒知 m能向左摆到原高度，由 小球和车不能同时向同一方向运动，故 D选项错误。 考点：动量守恒定律 能量守恒定律 篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以 ( ) A减小球对手作用力的冲量 B减小球的动量变化率 C减小球的动量变 化量 D减小球的动能变化量 答案： B 试题分析：由动量定理 ，而接球时先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前为了延长时间，减小受
15、力，即 ，也就是减小了球的动量变化率，故 B选项正确。 考点：动量定理 实验题 某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验 : 在小车 A的前端粘有橡皮泥 , 推动小车 A使之做匀速运动 , 然后与原来静止在前方的小车 B相碰并粘合成一体 , 继续做匀速运动 . 他设计的装置如图 (a)所示 . 在 小车 A后连着纸带 , 电磁打点计时器所用电源频率为 50 Hz, 长木板下垫着小木片以平衡摩擦力 . （ 1）若已测得打点的纸带如图 (b)所示 , 并测得各计数点的间距 (已标在图上 ). A为运动的起点 , 则应选 _段来计算 A碰撞前的速度 , 应选 _段来计算 A和 B碰后的
16、共同速度 (以上两空选填 “AB”“BC”“CD”或 “DE”). （ 2）已测得小车 A的质量 m1 0.4kg, 小车 B的质量 m2 0.2kg, 则碰前两小车的总动量 大小为 _kg m/s, 碰后两小车的总动量大小为 _kg m/s.（计算结果保留三位有效数字） 答案： (1) BC DE (2) 0.420 0.417 试题分析：（ 1）推动小车 A使之做匀速运动，故应该选择点迹均匀的 BC段求解碰前小车 A的速度， A和 B碰后的共同匀速运动，故选择 DE段求解碰后的速度；（ 2）碰前小车 A的速度 m/s， A和 B碰后的共同匀速运动m/s，碰前两小车的总动量大小为 0.420
17、 kg m/s，碰后两小车的总动量大小为 kg m/s。 考点：验证动量守恒定律的实验 某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验先让 a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复 10次；再把同样大小的 b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让 a球仍从原固定点由静止开始滚下，和 b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复 10次本实验必须测量的物理量有 _ A斜槽轨道末端到水平地面的高度 H； B小球 a、 b的质量分别为 ma、 mb； C小球 a、 b的半径 r； D小球 a、 b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间； E记录纸上 O点到 A、
18、 B、 C各点的距离 OA、 OB、 OC； F a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差 h. 答案： BE 试题分析：由于小球碰撞前后飞出桌面后均做平抛运动，故小球碰 撞前后的速度可由平抛运动规律求解初速度，设平抛物体的飞行时间为 t，则碰前 a球的速度为，碰后 a球的速度为 ，碰后 b球的速度为 ，由动量守恒定律知， 得 ，故选项 BE正确。 考点：动量守恒定律 平抛运动的规律 计算题 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳 ,翻滚并做各种空中动作的运动项目 .一个质量为 60 kg的运动员 ,从离水平网面 3.2 m高处自由下落 ,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0 m高处
19、 .已知运动员与网接触的时间为 1.2 s.求在这段时间内网对运动员的平均作用力 .(g取 10m/s2) 答案： F=1.5103 N 试题分析：设运动员从 h1处下落，刚触网的速度为 =8m/s (方向向下） (2分 ) 运动员反弹到达高度 h2,离网时速度为 =10m/s (方向向上） (2分 ) 在接触网的过程中 ,运动员受到向上的弹力 F和向下的重力 mg,设向上方向为正，由动量定理有 (F-mg)t=mv2-(-mv1) (4分 ) F=1.5103 N. (2分 ) 考点：自由落体运动 竖直上抛运动 动量定理 如图所示，阴极材料由铝制成。已知铝的逸出功 为 W0，现用波长为 的光
20、照射铝的表面，使之产生光电效应已知电子的电荷量为 e，普朗克常量为 h，真空中光速为c.求： （ 1）光电子的最大初动能； （ 2）电压表示数至少为多大时电流表示数才为零； （ 3）若射出的具有最大初动能的光电子与一静止的电子发生正碰，则碰撞中两电子电势能增加的最大值是多少？ 答案：（ 1） h -W0（ 2） （ 3） ( h -W0) 试题分析： (1)由爱因斯坦光电效应方程知最大初动能 Ek h -W0 (3分 ) （ 2）当电流表示数为零时，反向截止电压为 ， 电压表示数至少为 (2分 ) 解得： (1分 ) (3)要使电势能最大，即二者为完全非弹性碰撞，设碰前为 v，碰后二者共速为
21、v.则： mv2 h -W0 (1分 ) mv 0 2mv (2分 ) mv2 0 E电 2mv2 (2分 ) 由 解得： E电 ( h -W0) (1分 ) 考点：爱因斯坦光电效应方程 完全非弹性碰撞 能量守恒定律 定律守恒定律 利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站核电站消耗的 “燃料 ”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展 核电的基本条件 . 已知铀核的质量为 235.0439 u，中子质量为 1.0087 u，锶(Sr)核的质量为 89.9077 u，氙 (Xe)核的质量为 135.9072 u 1 u 1.6610-27 k
22、g，浓缩铀中铀 235的含量占 2%。 （ 1）核反应堆中的 “燃料 ”是 U，完成下面的核反应方程式： U n Sr Xe 10 n； （ 2）一个铀核发生裂变所释放 出的能量是多少？ （ 3）一座 100万千瓦的核电站每年放出的热量是 3.21016 J。则每年需要多少吨浓缩铀？ 答案：（ 1）质量数为 136，电荷数为 38（ 2） 2.310-11 J（ 3） 2.6104 kg 试题分析： (1)根据电荷数守恒和质量数守恒可得：质量数为 136，电荷数为 38 (4分 ) (2)该反应的质量亏损是： m 235.0439 u 1.0087 u-89.9077 u-135.9072 u
23、-101.0087 u 0.1507 u (2分 ) 根据爱因斯坦质能方程 E mc2 0.15071.6610-27(3108)2 J 2.310-11 J (2分 ) （ 3）由题意知： Q E NA (2分 ) m kg 2.6104 kg. (2分 ) 考点：电荷数守恒和质量数守恒 爱因斯坦质能方程 两物块 A、 B用轻弹簧相连，质量均为 2 kg，初始时弹簧处于原长， A、 B两物块都以 v 6m s的速度在光滑的水平地面上运动，质量 4 kg的物块 C静止在前方，如图所示。 B与 C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中： （ 1） B与 C碰撞后瞬间，物块 B的速度为多大 （
24、 2）当弹簧的弹性势能最大时，物块 A的速度为多大 （ 3）系统中弹性势能的最大值是多少 答案：（ 1） 2 m/s（ 2） 3 m/s（ 3） 12 J 试题分析： (1)B、 C碰撞时 B、 C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间 B、 C两者速度为， 则 mBv=(mB+mC) (2分 ) 解得 =2 m/s (2分 ) (2)当 A、 B、 C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大 .由 A、 B、 C三者组成的系统动量守恒， (2分 ) 解得 m/s (2分 ) (3)设物 A B C速度相同时弹簧的弹性势能最大为 ， 根据能量守恒 (2分 ) 解得 =12 J (2分 ) 考点：动量守恒守恒 能量守恒
