宁夏中卫中学2022-2023学年高二下学期第四次综合考练（A卷）物理试卷(含答案)

这是一份宁夏中卫中学2022-2023学年高二下学期第四次综合考练（A卷）物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下面说法中
①爱因斯坦提出了光子学说
②汤姆生发现了电子
③卢瑟福提出了原子的核式结构
④卢瑟福最先发现了质子
⑤卢瑟福发现了中子
⑥贝可勒尔发现了天然放射现象
其中有错误的一组是( )
A.①②③B.②③④C.③④⑤D.①②④
2．游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5m/s；乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3.7m/s。求碰撞后两车共同的运动速度( )
，运动方向向左，运动方向向左
，运动方向向右，运动方向向右
3．用一质子以的速度与一个静止的未知核碰撞，碰撞后以的速度反向弹回，未知核以的速度沿质子原方向运动，已知质子质量是，则未知核的质量是( )
A.B.C.D.
4．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞.已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是( )
A.弹性碰撞B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞D.条件不足，无法确定
5．一个质量为0.2kg、以10m/s的速度飞来的网球被球拍击中，并以20m/s的速度弹回，网球与球拍的接触时间为0.1s，（不考虑重力的冲量）则网球动量的变化和球拍对网球的平均作用力分别是( )
A.网球的动量变化的大小为方向与初速度相反；平均作用力40N方向与初速度相反
B.网球的动量变化的大小为方向与初速度相同；平均作用力60N方向与初速度相同
C.网球的动量变化的大小为方向与初速度相同；平均作用力40N方向与初速度相同
D.网球的动量变化的大小为方向与初速度相反；平均作用力60N方向与初速度相反
6．在真空中红光光子的能量为、传播速度为，在真空中紫外线光子的能量为、传播速度为，则下面关系正确的是( )
A.，B.，C.，D.，
7．某电磁波的频率为ν、波长为λ、传播速度为c，则这种电磁波光子的能量E和动量p，普克常量为h，则下面关系正确的是( )
A.，B.，C.，D.，
8．用频率为的紫外线照射钠的表面，释放出来的光电子的最大动能为1.86eV，则钠的光电效应极限频率( )
A.B.C.D.
9．用频率为的紫外线照射钠的表面，释放出来的光电子的最大动能为1.86eV，则遏止电压为( )
10．已知紫外线的频率为，一个功率为1W的紫外线光源，每秒发射出的光子数为( )
A.个B.个
C.个D.个
11．关于光电效应，下列叙述正确的是( )
A.光电流大小与入射光子能量成正比
B.光电流大小与入射光子频率成正比
C.光电流大小与入射光强度没关系
D.入射光子能量越大，则光电子的动能越大
12．关于α粒子和β粒子，一般说法正确的是( )
A.α粒子是氦核，它是由2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的。β粒子是电子，带电荷量，是原子放出的外层电子
B.α粒子是氦原子，质量数为4，带2e电荷量；β粒子是电子，带电荷量，是从原子核内放出的
C.α粒子是氦核，它是由2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的；β粒子是电子，带电荷量，是从原子核内放出的
D.α粒子是氦原子，质量数为4，带2e电荷量；β粒子是电子，带电荷量，是原子放出的外层电子
13．根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为的轨道辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，等于( )
A.B.C.D.
14．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )
A.若氢原子由能量为的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为
B.电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是ν
C.一个氢原子中的电子从一个半径为的轨道自发地直接跃迁到另一半径为的轨道，已知，则此过程原子要辐射某一频率的光子
D.氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁
15．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑电子对α粒子偏转角度的影响，这是因为( )
A.电子的体积非常小，以致α粒子碰不到它
B.电子的质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小
C.α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零
16．一群处于基态的氢原子受某种单色光照射时，只能辐射出甲、乙、丙三种单色光，其中甲光的波长最短，丙光的波长最长，则甲、丙这两种单色光的光子能量之比约等于( )
A.3:2B.6:1C.32:5D.9:4
17．锶-82的半衰期是25天，如果有140g锶-82，那么经过( )天只剩下17.5g
A.25B.45C.65D.75
18．（铀）经过N次α衰变和M次β衰变，变成了铅，则N和M分别是( )
A.8和6B.6和8C.8和16D.16和8
19．处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为、、的三种光，且，则该照射光的光子能量为( )
A.B.C.D.
二、多选题
20．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能与入射光的频率ν的关系如图所示，C、为已知量。由实验图线可知( )
A.普朗克常量的数值
B.当入射光的频率增为2倍，电子最大初动能增为2倍
C.该金属的逸出功
D.该金属的极限频率
21．关于氢原子在不同能级间的跃迁，下列说法正确的是( )
A.用波长为60nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子
B.用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C.用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D.用动能为12.5eV的电子碰撞氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
22．在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子( )
A.更接近原子核B.更远离原子核
C.不受原子核的作用D.受到原子核较大的冲量作用
23．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能够发现几种频率的光子，其中有三种频率的光不能使金属W产生光电效应，则下列说法正确的是( )
A.大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，能产生6种频率的光子
B.从的激发态向的激发态跃迁时产生的光子，能使金属W产生光电效应
C.从的激发态向的激发态跃迁时产生的光子，不能使金属W产生光电效应
D.从的激发态向基态跃迁时产生的光子，不能使金属W产生光电效应
三、填空题
24．卢瑟福的a粒子散射实验证明了：在原子的中心有一个很小的___________，原子的全部___________和几乎全部的___________都集中在原子核上，带负电的___________在核外空间绕着核旋转。
25．完成下列核反应方程（要求填写质量数、电荷数及粒子符号）。
，
四、计算题
26．氢原子处基态时，原子能量普朗克常量取，今有一群处于激发态的氢原子，求：
（1）辐射出的光子能量最大是多少？辐射出的电磁波最小波长是多少？
（2）如果让辐射出能量最大的光子照射金属锌（已知锌的逸出功），则产生光电子的最大初动能是多少？
27．如图所示，在高的平台上，有一个质量为的物体B静止在很长水平平台上右边缘，另一个质量为的物体A向B运动，且与B发生了弹性碰撞，物体B最后落在离平台右边缘水平距离为处的地面上，已知水平平台的动摩擦系数为取，求：
（1）物体A与B碰撞时速度；
（2）碰撞后A在平台上的位移。
28．如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置.当极板P和间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到点，点到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点，已知极板水平方向长度为，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为；
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小；
（2）推导出电子比荷的表达式.
参考答案
1．答案：C
解析：爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子学说，故①正确；
汤姆生发现了电子，故②正确；
卢瑟福根据α粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构，故③正确；
卢瑟福最先发现了质子并预言中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现中子，故④正确，⑤错误；
贝可勒尔发现了天然放射现象，故⑥正确。
本题选错误项，故选C。
2．答案：A
解析：两车在碰撞的过程中水平方向的动量是守恒的，以向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据得
负号表示共同速度的方向向左。
故选A。
3．答案：C
解析：取质子初速度方向为正方向
根据动量守恒
得
故选C。
4．答案：A
解析：由动量守恒，所以
碰前总动能：
碰后总动能，，所以A正确.
5．答案：D
解析：取初速度方向为正方向，则网球动量的变化量为
负号表示方向与初速度方向相反，根据动量定理可得
负号表示方向与初速度方向相反。
故选D。
6．答案：C
解析：红光的波长比紫外线大，红光的频率小于紫外线，根据
可得
真空中所有光的传播速度都为c，故
故选C。
7．答案：B
解析：电磁波的频率为ν，能量为
光子的动量p，根据德布罗意波长公式可得
故选B。
8．答案：B
解析：设逸出功W，由题知
根据题意
根据
代入数据得
故选B。
9．答案：D
解析：根据
代入数据得
故选D。
10．答案：A
解析：紫外线光子的能量为
1W的紫外线光源每秒发射出的光子数为
故选A。
11．答案：D
解析：ABC.金属受到光照时，金属中电子吸收光子并利用这个光子的能量脱离金属中正电荷的束缚飞出，这种现象称为光电效应，由光电效应所产生的电流称为光电流。只有入射光子的频率大于极限频率时才能发生光电效应，产生光电流。在两个金属板间增加电压，可使电流值增大，当电压增加至某一值使所有飞出的电子都在电场力的作用下飞到另一极，这时再增加电压值就不会有更多的电子飞到另一个极板了，这时的电流值称为饱和光电流。饱和光电流的大小与入射光强度、频率都有关，当入射光频率不变时，饱和光电流的值与入射光强度成正比，当入射光强度不变时，入射光频率的增大，根据
可知入射的光子减少，光电流不一定增大。综合上述分析可知，光电流的大小与入射光子频率（能量）、强度都有关系，不能单一说成与入射光子能量、频率成正比，故ABC错误；
D.由光电效应方程
可知入射光子能量越大，则光电子的动能越大，故D正确。
故选D。
12．答案：C
解析：α粒子是氦核，是α衰变时原子核中的2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的，带2e电荷量，β粒子是β衰变时一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出的电子，带电荷量，α粒子和β粒子都是从原子核内释放出来的。
故选C。
13．答案：C
解析：根据玻尔理论，则
可得
故选C。
14．答案：C
解析：A.原子由能量为的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，故A错误；
B.电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错误；
C.一个电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；
D.原子吸收光子后能量增加，能级升高，将从低能级向高能级跃迁，故D错误。
故选C。
15．答案：B
解析：A.电子体积非常小，α粒子碰到它像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，不改变运动的轨迹，故A错误；
B.电子质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小，故B正确；
C.α粒子跟各个电子碰撞的效果像子弹碰到很多灰尘小颗粒，损失的能量极少，不改变运动的轨迹，但不能说相互抵消，各个电子对α粒子的作用力对α粒子运动形成阻碍，故C错误；
D.α粒子受到不同电子的作用不全是同一时刻受到的，所以说合外力为零错误，故D错误。
故选B。
16．答案：C
解析：一群处于基态的氢原子受某种单色光照射时，只能辐射出甲、乙、丙三种单色光，说明是从基态跃迁到能级，波长最短的甲光应是从能级跃迁到能级发出的，波长最长的丙光应是从能级跃迁到能级发出的，故
所以有
故选C。
17．答案：D
解析：根据半衰期公式
代入数据解得
天
故选D。
18．答案：A
解析：α粒子为，β粒子为，（铀）经过N次α衰变和M次β衰变，变成了铅，根据质量数守恒
根据电荷数守恒
解得
故选A。
19．答案：A
解析：根据题意，处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出三种频率的光，故可知基态的氢原子在单色光照射下跃迁到第3能级，又因为，故可知从第3能级跃迁到基态时发出的光频率最大为，所以该处于基态的氢原子在某单色光照射下跃迁到第3能级时吸收的能量为，即该照射光的光子能量为。
故选A。
20．答案：ACD
解析：ACD.根据光电效应方程，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ν的关系图像中图线的斜率表示普朗克常量h的数值，在纵轴的截距表示该金属的逸出功的相反数，在横轴截距表示该金属的极限频率，故ACD正确；
B.由
可知最大初动能与频率不是正比关系，所以当入射光的频率增为2倍时，电子最大初动能并不是增为2倍，故B错误。
故选ACD。
21．答案：ABD
解析：A.波长为60nm的X射线,其光子能量为
所以可使处于基态的氢原子电离出自由电子,故A正确；
B.基态吸收10.2eV的能量，能量为
可以跃迁到第二能级，故B正确；
的光子能量不等于基态和其他能级间的能级差，所以不能吸收而发生跃迁，故C错误；
D.电子的动能大于10.2eV，所以与处于基态的氢原子撞击时，可以使氢原子吸收10.2eV的能量，使处于基态的氢原子跃迁到激发态，故D正确。
故选ABD。
22．答案：AD
解析：能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子，使α粒子产生偏转的力主要是库仑力，受到原子核较大的冲量作用。
故选AD。
23．答案：AC
解析：A.大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，能产生种频率的光子，选项A正确；
BCD.因6种跃迁中对应能量较小的3种跃迁分别为，，，该三种跃迁产生的光电子不能使金属W发生光电效应，则从的激发态向的激发态跃迁时产生的光子，以及从的激发态向的激发态跃迁时产生的光子，都不能使金属W产生光电效应，而从的激发态向基态跃迁时产生的光子，能使金属W产生光电效应，选项BD错误，C正确；
故选AC。
24．答案：核；正电荷；质量；电子
解析：卢瑟福的a粒子散射实验证明了：在原子的中心有一个很小的核；
原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上；
带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
25．答案：；
解析：根据电荷数和质量数守恒，得到完整的核反应方程为
++
根据电荷数和质量数守恒，得到完整的核反应方程为
+
26．答案：（1）12.09eV，（2）8.79eV
解析：（1）辐射出的光子能量最大是
根据
代入数据得辐射出的电磁波最小波长
（2）如果让辐射出能量最大的光子照射金属锌，则产生光电子的最大初动能
27．答案：（1）5m/s（2）0.5m，方向水平向左
解析：（1）取水平向右为正方向，根据平抛运动规律可得
解得
故碰撞后B的速度为
设物体A与B碰撞时速度碰撞时的速度为，碰撞后的速度为，由于是弹性碰撞，故有
联合解得
（2）碰撞后A将向左在平台上做匀减速直线运动直到停止，加速度为
碰撞后A在平台上的位移为
负号表示方向为水平向左。
28．答案：（1）（2）
解析：（1）电子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动，有
得，即打到荧光屏O点的电子速度的大小为；
（2）P与之间只有偏转电场时，电子的加速度为a，运动时间为t，电子离开偏转电场的偏移量为y，速度偏转角为θ，根据运动学公式：
根据牛顿第二定律有：
运动时间：
解得：
由于：
可得：