2020-2021学年陕西省咸阳市百灵学校高二（下）第二次月考物理试卷（含答案）

2020-2021学年陕西省咸阳市百灵学校高二（下）第二次月考物理试卷

1. 下列叙述中符合物理学史的有

A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子
B. 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的
C. 巴耳末根据对氢原子可见光区的谱线分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
D. 玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说

2. 在粒子散射试验中，少数粒子发生了大角度偏转，这些粒子

A. 一直受到重金属原子核的斥力作用
B. 动能不断减小
C. 电势能不断增大
D. 出现大角度偏转是与电子碰撞的结果

3. 如图3所示为玻尔提出的氢原子能级图，现有一个装有大量处于能级氢原子的发光管，利用该发光管发出的光线照射金属钙表面．已知金属钙的逸出功为，可见光光子的能量范围介于之间，则下列结论正确的是

A. 氢原子向外辐射的不同频率的光子有6种
B. 能够看到发光管发出的两种光
C. 发光管发出的所有光子均能使金属钙发生光电效应
D. 氢原子辐射光子后电子绕核运动的动能增大，电势能减小

4. 下列现象中，与原子核内部变化有关的是

A. 粒子散射现象 B. 天然放射现象
C. 光电效应现象 D. 原子发光现象

5. “两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风。下列核反应方程中，属于研究“两弹”的基本核反应方程的是
   ①②③④

A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④

6. 1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：
   X的原子序数和质量数分别为

A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31

7. 在很多装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素．下列说法正确的是

A. 射线、射线和射线都是电磁波
B. 在、、三种射线中，射线的电离能力最强
C. 氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后一定只剩下1个氡原子核
D. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的

8. 物体做简谐运动时，下列叙述正确的是

A. 平衡位置就是回复力为零的位置
B. 处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态
C. 物体到达平衡位置时，合力一定为零
D. 物体到达平衡位置时，回复力不一定为零

9. 如图所示为某质点在内的振动图象，则
    

A. 质点振动的振幅是2m，质点振动的频率为4Hz
B. 质点在4s末的位移为8m
C. 质点在4s内的路程为8m
D. 质点在到的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小

10. 质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为后，此质点立即停止运动，再经过后的波形图为

A.  B.
C.  D.

11. 以下对机械波的认识正确的是

A. 形成机械波一定要有波源和介质
B. 波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
C. 横波向右传播时，处于波峰的质点上下振动
D. 机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动

12. 下列说法正确的是

A. 铀238发生衰变成钍234时，粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量
B. 铀238发生衰变成234时，粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能
C. 衰变中释放的射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
D. 核反应方程中，X是质子且反应过程中系统动量守恒

13. 一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法正确的是

A. 衰变后钍核的动能等于粒子的动能
B. 衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小
C. 铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间
D. 衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

14. 原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有
     

A. 核的结合能约为14MeV
B. 核比核更稳定
C. 两个核结合成核时释放能量
D. 核中核子的平均结合能比核中的大

15. 如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知
    
     

A. 两摆球质量相等
B. 两单摆的摆长相等
C. 两单摆相位相差
D. 在相同的时间内，两摆球通过的路程总有

16. 根据玻尔原子结构理论，氦离子的能级图如图所示．电子处在轨道上比处在轨道上离氦核的距离______选填“近”或“远”。当处在的激发态向基态跃迁时辐射光子的能量为______ eV。
17. 不同的原子核的比结合能是不一样的，比结合能______ 填“越大”或“越小”的原子核越稳定，氘核和氚核聚变的核反应方程为，已知的比结合能是，的比结合能是，的比结合能是，则该核反应所______填“释放”或“吸收”的能量为______
    
    
    
    
    
    
     
18. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
    下列关于单摆实验的操作，正确的是______
    A.摆球运动过程中摆角应大于
    B.摆球到达平衡位置时开始计时
    C.摆球应选用泡沫小球
    D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
    正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到摆球最低端的长度，再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图1所示，则该摆球的直径为______mm，单摆摆长l为______m。
    实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出图象，如图2所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为、，可求出______。

19. 一个静止的铀核原子质量为放出一个粒子原子质量为后衰变成钍核原子质量为已知1u相当于的能量结果保留三位有效数字。
    写出铀核的衰变反应方程；
    算出该衰变反应中释放出的核能。
    
    
    
    
    
    
     
20. 一个摆长为2m的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为
    求当地的重力加速度g；
    把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是，则该单摆振动周期是多少？
    
    
    
    
    
    
     
21. 如图所示，甲为某一列简谐波时刻的图象，乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象，试讨论：
    波的传播方向和传播速度；
    画出经过后波的图象，并求P质点的位移和P质点运动的路程．

答案和解析

1.【答案】AC
 

【解析】解：A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在；故A正确。
B、卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的；故B错误。
C、巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式；故C正确。
D、玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出的原子模型，并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学说。故D错误。
故选：AC。
解答本题应掌握：汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在；
卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的；
巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式；
玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上提出的原子模型。
本题是物理学史问题，对于人类认识原子结构、原子核结构的历史过程要了解，记牢重大发现和科学家的成就。
 

2.【答案】A
 

【解析】

【分析】
少数粒子发生了大角度偏转是因为原子核带正电荷且质量很大，粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥和粒子被质量较大的原子核弹回．
本题考查的是粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．
【解答】
A、粒子和原子核均带正电荷，相互排斥，故A正确；
B、C、D、少数粒子发生了大角度偏转，粒子与原子核先靠近后远离，故库仑斥力先做负功后做正功，根据功能关系，电势能先增加后减小，动能先减小后增加，故B错误，C错误，D错误；
故选：  

3.【答案】D
 

【解析】解：AB、大量处在能级的氢原子向能级跃迁时，可能的情况为：和，氢原子向外辐射的不同频率的光子有3种，发出光的光子能量分别为、、，而可见光的光子能量范围约为，可发出1种频率的可见光，故AB错误；
C、已知金属钙的逸出功为，而入射光的能量大于或等于金属的逸出功时，才能发生光电效应，因此只有2种光能发生光电效应，故C错误；
D、氢原子辐射光子后的轨道半径减小，电势能减小；根据库仑力提供向心力，则：，可得，可知电子的动能增大，故D正确。
故选：D。
只有入射光子的能量大于金属的逸出功才会发生光电效应，能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，根据辐射的光子能量与可见光的光子能量比较进行判断．
解决本题的关键知道光子能量与能级差的关系，即，以及知道光电效应产生的条件．
 

4.【答案】B
 

【解析】解：A、粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A错误；
B、天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出粒子或电子，从而发生衰变或衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故B正确；
C、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C错误；
D、原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故D错误。
故选：B。
粒子散射现象是用粒子打到金箔上，受到原子核的库伦斥力而发生偏折的现象；天然放射现象是原子核内部自发的放射出粒子或电子的现象；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出；原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁而辐射能量的过程。
本题考查这几种物理现象的本质，内容简单，只要加强记忆就能顺利解决，故应加强对基本知识的积累。
 

5.【答案】C
 

【解析】解：“两弹”是指原子弹和氢弹，原子弹是铀核裂变：②，氢弹是轻核聚变：④故ABD错误，C正确。
故选：C。
“两弹”是指原子弹和氢弹，原子弹是铀核裂变，氢弹是轻核聚变。
本题考查了裂变反应和聚变反应。我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：，。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：设X的质量数为m，电荷数为A，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：
；

解得：；；
故其原子序数为15，质量数为30；故B正确，ACD错误。
故选：B。
明确粒子的质量数和电荷数，同时知道核反应中生成中子，再根据核反应方程中质量数和电荷数守恒即可求出X的质量数和电荷数。
本题考查对核反应方程的掌握，明确质量数守恒和电荷数守恒的应用，同时知道粒子为，而中子为。
 

7.【答案】D
 

【解析】解：A、射线是氦核流，而射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，故A错误；
B、、、三种射线中，射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是射线，故B错误；
C、半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适，故C错误；
D、衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确。
故选：D。
射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；射线的穿透能力最强，而射线电离能力最强；衰变的电子来自原子核中的中子转化为质子时产生的．
解决本题的关键知道电磁波的组成，注意、、三种射线电离能力与穿透能力的强弱，并知道半衰期的适用条件，同时掌握衰变中电子的由来．
 

8.【答案】A
 

【解析】解：物体做简谐运动，其平衡位置的位移为零，根据知回复力为零，故平衡位置就是回复力为零的位置，故A正确，D错误；
BC、平衡位置是回复力为零的位置，但物体的合外力未必为零，物体不一定处于平衡状态，例如单摆摆动经过平衡位置时，虽然回复力为零，但合力不为零，而是合力指向圆心，提供圆周运动的向心力，不处于平衡状态，BC错误。
故选：A。
物体做简谐运动，其平衡位置位移为零，根据知回复力为零，但此时物体的合外力未必为零，物体不一定处于平衡状态。
掌握简谐运动的运动特征，知道平衡位置是位移为零，回复力为零的位置，知道回复力不一定是物体的合外力。
 

9.【答案】C
 

【解析】解：A、由图象知，质点振动的振幅是2m，质点振动的周期为4s，则频率为，故A错误；
B、由图象知，质点在4s末的位移为0，故B错误；
C、质点在4 s内的路程为，故C正确；
D、质点在到的时间内，速度始终沿x轴负方向，故D错误。
故选：C。
简谐运动中，回复力满足，每周期内的路程为振幅的4倍，图线的斜率表示运动的速度。
本题关键明确简谐运动的情景，知道位移为矢量，路程为标量。
 

10.【答案】C
 

【解析】解：根据振动图象得知，时刻质点沿y轴正方向振动，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，与波最前头的质点振动方向。由振动图象读出周期，波长，则再经过后，即后波总共传播的距离为。
故选：C。
根据振动图象时刻质点的振动方向确定波传播时各质点起振的方向．由振动图象读出周期，求出波长，分析再经过后，即总共经过时波传播的距离，确定波形图．
本题要抓住质点的振动与波动之间关系的理解．基本题．
 

11.【答案】AC
 

【解析】解：A、有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波。故A正确；
B、振源做简谐运动形成的波中，各质点的振动情况不完全相同，但均做简谐运动，故B错误；
C、波动过程是传播的振动这种形式，质点不随波逐流，故C正确；
D、机械波向右正在传播时，左方的质点比右方的质点早一些振动。故D错误；
故选：AC。
有机械振动才有可能有机械波，波的传播过程中质点只在平衡位置附近振动，不随波逐流．
机械波产生的条件是振源与介质，波传播的是振动这种形式．
 

12.【答案】BD
 

【解析】解：A、衰变的过程中有质量亏损，即衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故A错误；
B、结合能越大越稳定，衰变后的产物相当于衰变前要稳定，所以铀核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故B正确；
C、衰变释放的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误；
D、根据质量数守恒和电荷数守恒得核反应方程是，因系统合外力为零，则系统动量守恒。故D正确；
故选：BD。
根据动量守恒定律，抓住系统总动量为零得出两粒子的动量大小，结合动能和动量的关系得出动能的大小关系。结合衰变的过程中有质量亏损分析衰变前后质量的大小关系；根据系统动量守恒，即可解答。
本题考查了原子核的衰变，注意衰变过程中动量守恒，总动量为零，以及知道动量和动能的大小关系。
 

13.【答案】B
 

【解析】解：AB、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，根据系统动量守恒知，衰变后钍核和粒子动量之和为零，可知衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小，
根据动能表达式，由于钍核比粒子质量大，则钍核动能比粒子小，故A错误，B正确；
C、半衰期是所有原子由半数发生衰变需要的时间，而不是一个原子衰变，故C错误；
D、衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，所以衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。
故选：B。
铀核衰变的过程中，动量守恒，结合动量守恒定律分析衰变后钍核和粒子动量、动能的关系；抓住衰变过程中有质量亏损分析衰变前后的质量关系；根据爱因斯坦质能方程，。
本题考查了原子核的衰变和动量守恒的综合运用，知道衰变前后动量守恒，理解爱因斯坦质能方程。
 

14.【答案】BC
 

【解析】解：A、根据图象可知，核的比结合能约为7MeV，结合能为故A错误；
B、比结合能越大，则原子核越稳定，由图象可知，核比核的比结合能大，故核比核更稳定。故B正确；
C、两个核结合成核后，原子核中核子的比结合能增大，发生质量亏损，故向外释放能量。故C正确；
D、由图象可知，核中核子的平均结合能比核中的小。故D错误。
故选：BC。
本题考查了原子核的结合能、比结合能等知识点。要注意比结合能和结合能的关系，比结合能越大，原子核越稳定。
 

15.【答案】BC
 

【解析】

【分析】
根据图线得到振幅和周期的情况，然后结合单摆的周期公式进行分析讨论．本题关键是根据位移时间关系图象得到两个单摆的振幅和周期的关系，然后结合周期公式进行分析．
【解答】
A、从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等，根据周期公式可知，两个单摆的摆长相等，周期与摆球的质量无关，故A错误，B正确；
C、从图象可以看出，时刻，甲到达了正向最大位移处而乙才开始从平衡位置向正向的最大位移处运动，所以两单摆相位相差为，故C正确；
D、只有从平衡位置或最大位移处开始计时时，经过相同时间，两球通过的路程才满足，故D错误；
故选：BC  

16.【答案】近 
 

【解析】解：根据玻尔原子理论，能级越高的电子离核距离越大，故电子处在轨道上比处在轨道上离氢核的距离近，处于的激发态的向基态跃迁过程中放出一个光子，其能量值为：。
故答案为：近，
根据玻尔原子理论，电子所在不同能级的轨道半径满足，从的能级向能级跃迁时释放的光子能量等于它们能级的差。
本题主要考查玻尔原子理论，在考纲中属于基本要求，考题难度不大，关键要记住能级的量子数与半径的关系。
 

17.【答案】越大  释放 
 

【解析】解：比结合能用于表示原子核结合松紧程度，比结合能越大，原子核越稳定．
聚变反应前和的总结合能为：

反应后生成的氦核的结合能为：

所以反应释放的核能：

故答案为：越大，释放，
比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量；要计算释放的核能，就必须知道核反应亏损的质量，根据爱因斯坦质能方程即可求出核反应释放的能量．
本题考查了结合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用，同时要牢记比结合能越大，原子核越稳定，并掌握爱因斯坦质能方程，还要知道核反应向平均结合能增大的方向进行时，要释放能量．
 

18.【答案】BD；；；
 

【解析】解：、摆球运动过程中摆角应小于，故A错误。
B、摆球在平衡位置时速度最大，在该位置计时误差较小，故B正确。
C、摆球应选择质量大、体积小的小球，不能选择泡沫小球，故C错误。
D、实验时应保证摆球在同一竖直平面内摆动，故D正确。
故选：BD。
该摆球的直径为，单摆摆长l为。
根据单摆的周期公式，即，则图线的斜率，联立解得：。
故答案为：，，，。
根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤。
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。单摆的摆长等于摆线的长度加上摆球的半径。
根据单摆的周期公式得出的关系式，结合图线的斜率求出重力加速度。
本题关键是明确单摆模型的特点，掌握用单摆测重力加速度的注意事项，然后根据单摆的周期公式列式求解重力加速度。
 

19.【答案】解：根据电荷数守恒、质量数守恒可知铀核的衰变反应方程：
衰变过程中的质量亏损：

答：铀核的衰变反应方程为；
衰变反应中释放出的核能为；
 

【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒写出核衰变方程；
根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出释放的核能。
解决本题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守，以及掌握爱因斯坦质能方程。
 

20.【答案】解：完成100次全振动所用的时间为284s，则周期：
根据公式得：
把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是，则该单摆振动周期：

答：当地的重力加速度是；
把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是，则该单摆振动周期是
 

【解析】单摆的周期等于完成一次全振动的时间，结合单摆的周期公式求出重力加速度的大小．
把该单摆拿到月球上去，根据单摆的周期公式即可求出．
该题考查单摆的周期公式的基本应用，解决本题的关键掌握单摆的周期公式，并能灵活运用．基础题目．
 

21.【答案】解：根据振动图象可知判断P点在时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播；
由甲图可知，波长，由乙图可知，周期，则波速：；
经过后，波形平移的距离为：；
故波形如图所示：

由于，则，则路程；
在时刻，P点的位移为：；
答：波的传播方向向右，波速大小为；
经过后波的图象如图所示，P质点的位移为，P质点运动的路程为
 

【解析】根据振动图象可知判断P点在时刻的振动方向，从而判断波的传播方向，由图象得出周期和波长，从而求出波速；
根据求解波形平移的距离；一个周期内质点走过的路程为4A，位移为从平衡位置到末位置的有向线段．
本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等方法判断；要知道波速、波长、周期的关系，明确一个周期质点的路程为4A；不难．