【解析版】湖北省黄冈中学2014-2015学年高二下学期期中考试物理试题

湖北省黄冈中学2015年春季高二期中考试

物理试卷

命题：丰正东             校对：张旭

一、选择题：(本题共10小题，每小题4分，共40分．1~6题只有一个选项正确；7~10题至少有两个选项是正确的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)

1.【题文】下列叙述中符合物理学史实的有

A.德布罗意提出了实物粒子也具有波动性

B.玻尔通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说

C.汤姆生发现了质子

D.居里夫妇首先发现了天然放射现象
【答案】A
【解析】本题主要考查物理学史；

选项A，德布罗意提出来物质波，故选项A正确；

选项B，卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说，选项B错误；

选项C，汤姆生发现了电子，故选项C错误；

选项D，居里夫妇首先发现了放射性元素镭，但并不是首先发现天然放射现象，故选项D错误；

本题正确选项为A。
【题型】单选题
【备注】
【结束】

2.【题文】下列说法正确的是

A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与物体的形状有关

B.不确定性关系告诉我们，不可能准确地知道粒子的位置

C.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化

D.爱因斯坦提出了光电子的能量与入射光的强弱有关，与入射光的频率无关
【答案】C
【解析】本题主要考查黑体辐射、波尔理论以及光电效应；

黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，故选项A错误；

不确定性关系指的是不可能同时准确地知道粒子的位置以及粒子的动量，故选项B错误；

玻尔理论的三个假设是：能量量子化、轨道量子化和跃迁，故选项C正确；

爱因斯坦提出了光电子的能量与入射光的强弱无关，与入射光的频率有关，故选项D错误；

本题正确选项为C。
【题型】单选题
【备注】
【结束】

3.【题文】关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是

A.不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线

B.原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的

C.可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分

D.原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据
【答案】D
【解析】本题主要考查原子的光谱特征；

选项A，不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，故不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，选项A正确；

选项B，原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的，故选项B正确；

选项C，每种原子都有自己的特征谱线，可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分，故选项C正确；

选项D，α粒子散射实验是原子具有核式结构的有力证据，故选项D错误；

本题正确选项为D。
【题型】单选题
【备注】
【结束】

4.【题文】光子能量为E的一束光，照射容器中的氢气，被能级量子数n=3的氢原子吸收后，该氢原子可能发出按频率逐渐升高排列的ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6六种频率的光子，由此可知入射光的能量E等于

A.hν1        B.h(ν6-ν1)

C.hν6        D.h(ν1+ν2+ν3+ν4+ν5+ν6)
【答案】A
【解析】本题主要考查跃迁；

光子吸收的能量等于n=3和n=4之间的能级差，氢原子吸收光子后，能发出频率为υ1、υ2、υ3、υ4、υ5、υ6的六种光谱线，且υ1＜υ2＜υ3＜υ4＜υ5＜υ6，因为υ1最小，知频率为υ1的光子能量等于n=3和n=4之间的能级差，即E=hυ1．故选项A正确。
【题型】单选题
【备注】
【结束】

5.【题文】下列说法正确的是

A.根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构

B.放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化
C.铀()经过多次、衰变形成稳定的铅()的过程中，有6个中子转变成质子

D.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3． 8天，则2g氡经过7．6天衰变，剩余氡的质量是1g
【答案】C
【解析】本题主要考查衰变与半衰期；

选项A，由α粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，故选项A错误；

选项B，放射性元素的半衰期与物理因素无关，故选项B错误；

选项C，衰变方程，衰变前中子数146个，衰变后，有124个中子，有16个中子，故有6个中子变为质子，选项C正确；

选项D，半衰期是指有一半粒子衰变，故剩余的质量为，故选项D错误；

本题正确选项为C。

【题型】单选题
【备注】
【结束】

6.【题文】如图所示为氢原子的能级图，在具有下列能量的光子或者电子中，不能让基态氢原子吸收能量而发生跃迁的是

A. 13eV的光子        B.13eV的电子

C. 10．2 eV的光子    D. 10．2 eV的电子

【答案】A

【解析】本题主要考查跃迁；

     基态氢原子吸收13eV的光子，能量为13.6eV+13eV=0.6 eV,该光子不能被吸收而发生跃迁，故选项A正确；

    基态氢原子与13eV的电子碰撞，可能只有部分能量被吸收，跃迁到第2、3、或者4能级，故选项B错误；

    基态氢原子吸收10.2eV的光子，能量为13.6eV+10.2eV=3.4 eV,该光子能被吸收而跃迁到第二能级，故选项C错误；

    基态氢原子与10.2eV的电子碰撞，能量可以全部被吸收，跃迁到第二能级，故选项D错误；

本题正确选项为A。

【题型】单选题

【备注】

【结束】

7.【题文】在光滑水平面上，动能为E0，动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞后球1的运动方向相反．设碰撞后球1的动能和动量的大小分别为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别为E2、p2，则

A.E1<E0            B.E2>E0           C.p1<p0           D.p2<p0
【答案】AC
【解析】本题主要考查能量守恒定律以及动量守恒定律；

由能量守恒知碰撞后每个小球的能量不可能超过原来的能量，故选项A正确，选项B错误；

由于,即,故选项C正确；

由动量守恒定律可得：，即,故选项D错误；

本题正确选项为AC。
【题型】多选题
【备注】
【结束】

8.【题文】如图所示为氢原子的能级结构示意图，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辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2．49eV的金属钠．下列说法正确的是

A.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最长

B.这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大

C.能发生光电效应的光有三种

D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9．60eV
【答案】AD
【解析】本题主要考查跃迁、能量守恒以及光电效应；

由3跃迁到2的光子能量1.89eV，由3跃迁到1的光子能量12.09eV，由2跃迁到1的光子能量10.2eV，故一共有3种频率的光；

选项A，由光子能量可知由3跃迁到2的光子频率最小，波长最大，故选项A正确；

选项B，由可得，因距离减小，故动能变大，由能量守恒知电势能必定减小，故选项B错误；

选项C，发生光电效应，必须使入射光能量大于逸出功，故有两种可以发生光电效应，选项C错误；

选项D，光电子最大初动能为最大光子能量减去逸出功，即12.09eV-2.49eV=9.60eV,故选项D正确；

本题正确选项为AD。
【题型】多选题
【备注】
【结束】

9.【题文】在图甲所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电流，其负极与电极A相连，A是电流表，实验发现，当用某种频率的单色光照射K时，K会发出电子(光电效应)，这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流．当A的电势低于K时，而且当A比K的电势低到某一值Uc时，电流消失，Uc称为遏止电压，当改变照射光的频率，遏止电压Uc也将随之改变，其关系如图乙所示，如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电量，则

A.可得该金属的极限频率     B.可求得该金属的逸出功

C.可求得普朗克常量         D.可求得电子的质量
【答案】ABC
【解析】本题主要考查光电效应；

选项A ，由题意结合光电效应方程可知图像乙中当遏制电压时，入射光频率即极限频率，故选项A正确；

选项B，当遏制电压时，入射光子的能量即等于逸出功，故选项B转化为；

选项C，图乙的斜率即普朗克常量，故选项C正确；

选项D，电子质量不可求得，故选项D错误；

本题正确选项为ABC。
【题型】多选题
【备注】
【结束】

10.【题文】如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上．现使B瞬时获得水平向右的速度3 m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得

A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1 m/s，且弹簧都处于伸长状态

B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长

C.两物体的质量之比为m1∶m2＝1∶2

D.在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2＝8∶1

【答案】BD

【解析】本题主要考查速度时间图像、动能以及动量守恒定律；

选项A，交点表示速度相同， 由A的速度图像知时刻正在加速，说明弹簧被拉伸，时刻，正在减速，说明弹簧被压缩，故选项A错误；

选项B，时刻，A正在减速，说明弹簧被压缩，时刻A的加速度为零，说明弹簧处于原长，故选项B正确；

选项C，对0到过程使用动量守恒定律得3，故，故选项C错误；

选项D，由动能结合时刻各自速度知动能之比为8:1，故选项D正确；

本题正确选项为BD。

【题型】多选题

【备注】

【结束】

二、实验题：(共2小题，合计16分)

11.【题文】卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现：

(1)关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是        .

A.证明了质子的存在

B.证明了原子核是由质子和中子组成的

C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里

D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动

(2)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射实验．下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是图中的        .

【答案】(1)C(2)B
【解析】本题主要考查α粒子散射实验；

（1）                   由α粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，即认为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里，故选项C正确。

（2）                   速度方向与原子核共线的α粒子原路返回，两侧的发生大角度偏转，但是不会从一侧跨向另一侧，故选项B正确。

【题型】实验题
【备注】
【结束】

12.【题文】某同学利用右下图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL，实验室提供下列器材：

①待测线圈L，阻值约为2Ω，额定电流为2A
②电流表A1量程为0．6A，内阻为r1=0．2Ω

③电流表A2量程为3A，内阻约为r2=0．2Ω

④变阻器R1阻值为0-10Ω，变阻器R2阻值为0-1kΩ

⑤电池 E，电动势为9V，内阻很小
⑥定值电阻 R3 =10Ω，R4=1000Ω
⑦开关S1，S2

要求实验时，改变变阻器，可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2，利用I1－I2的图象，求出电感线圈的电阻．

(1)实验中定值电阻应选用______，变阻器应选用_________．

(2)I2—I1对应的函数关系式为____________．(选用题干所给出的物理符号表示)

(3)实验结束时应先断开开关_________________．

(4)由I2—I1图象得出的平均值为6．0，则电感线圈的直流电阻为_____________．

【答案】(1)(2) (3)(4)2.04Ω

【解析】本题主要考查伏安法测电阻；

（1）                   定值电阻与电流表构成新的电压表，电流表要求内阻已知，故选A1，由于电源电动势9V，若选则电压量程约为6V，若选则电压量程约为600V，故选；

滑动变阻器选择阻值较小的，操作方便，测得的数据较分散，误差更小，故选；

        (2)      由并联部分两支路电压等可得：解得。

       (3)    应该先断开，避免产生很大感应电流烧坏电表；

        (4)      由题意知解得

【题型】实验题

【备注】

【结束】

三、计算题：(共4小题，合计54分，解答应写出必要的文字说明、方程式和需要演算的步骤，并在指定位置作答)

13.【题文】质量为 M的气球上有一质量为 m的猴子，气球和猴子静止在离地高为 h的空中．从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，则软梯至少应为多长？

【答案】
【解析】本题主要考查动量守恒定律；

设下降过程中，气球上升高度为H，由题意知猴子下落高度为h，取猴子和气球为系统，系统所受合外力为零，所以在竖直方向动量守恒，由动量守恒定律得：M·H=m·h，

解得
所以软梯长度至少为
【题型】计算题
【备注】
【结束】

14.【题文】如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8 kg的平板小车，车上有一个质量m=1．9 kg的木块，木块距小车左端6 m(木块可视为质点)，车与木块一起以v=1 m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m0=0．1 kg的子弹以v0=179 m/s的初速度水平向左飞来，瞬间击中木块并留在其中，最终木块刚好不从车上掉下来．

求(1)子弹射入木块后的共同速度为v1；

(2)木块与平板之间的动摩擦因数(g=10 m/s2)

【答案】(1) (2) =0.54
【解析】本题主要考查动量守恒定律、能量守恒定律；

(1)设子弹射入木块后的共同速度为，以水平向左为正，则由动量守恒有：………①

(2)它们恰好不从小车上掉下来，则它们相对平板车滑行s=6 m时它们跟小车具有共同速度，则由动量守恒有..②
由能量守恒定律有：

……③

由①②③，代入数据可求出 =0.54
【题型】计算题
【备注】
【结束】

15.【题文】如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L＝0．5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0．02 kg，电阻均为R＝0．1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0．1 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：

(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？

(2)棒ab受到的力F多大？

(3)棒cd每产生Q＝1 J的热量，力F做的功W是多少？

【答案】(1)2A　方向由d到c　(2)0.2 N　(3)4J
【解析】本题主要考查楞次定律、共点力平衡条件电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律；

(1) 对cd棒受力分析如图所示

由平衡条件得mgsin＝BIL得I＝2A
根据楞次定律可判定通过棒cd的电流方向为由d到c．
(2)棒ab与cd所受的安培力大小相等，对ab棒，受力分析如图所示，

由共点力平衡条件知F＝mgsin＋BIL

代入数据解得F＝0.2 N．

(3)设在时间t内棒cd产生Q＝1 J的热量，由焦耳定律知Q＝Rt
设ab棒匀速运动的速度是v，其产生的感应电动势E＝BLv
由闭合电路欧姆定律知

时间t内棒ab运动的位移s＝vt, 力F所做的功W＝Fs
综合上述各式，代入数据解得W＝4 J．

【题型】计算题
【备注】
【结束】

16.【题文】电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示．大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿水平方向从两板正中间射入偏转电场．当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为；当在两板上加如图乙所示的电压时(为已知)，所有电子均能从两板间通过，然后进入垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，最后都垂直打在竖直放置的荧光屏上．已知电子的质量为m、电荷量为e，其重力不计．求：

(1)电子离开偏转电场时的位置到的最小距离和最大距离；

(2)偏转磁场区域的水平宽度L；

(3)偏转磁场区域的最小面积S．

【答案】(1) (2)(3)

【解析】本题主要考查带电粒子在组合场中的运动；

(1)由题意可知，从、3、……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO＇的距离最小，

有：, ，结合得电子的最小距离

从0、2、4、……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO＇的距离最大，有： ,
电子的最大距离为：
(2)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为 ，由于电子要垂直打在荧光屏上，所以电子在磁场中运动半径应为：

设电子离开偏转电场时的速度为，垂直偏转极板的速度为，则电子离开偏转电场时的偏向角为：=，式中
又：   解得：
(3)由于各个时刻从偏转电场中射出的电子的速度大小相等，方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，都能垂直打在荧光屏上．
由第(1)问知电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最大距离和最小距离的差值为：

所以垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为：
匀强磁场的最小面积

【题型】计算题

【备注】

【结束】