湖北省枝江一中2013-2014学年高二下学期期中考试物理试题

一、选择题（共12个小题，每小题4分，有的只有一个选项是对的，有的有多个选项是对的，选不全者得2分，错选者得0分）

1. 玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中 （ ）

A.玻璃杯的动量较大 B.玻璃杯受到的冲量较大

C.玻璃杯的动量变化较大 D.玻璃杯的动量变化较快

2．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是 ( )

A．该实验说明电子具有波动性

B．实验中电子束的德布罗意波长为

C．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显

D．若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显

3．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方

法来说，这属于（ ）

A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳

4．下列关于光电效应的说法正确的是（ ）

A．只要入射光的强度足够大，就可以产生光电流

B．光电流的强度与入射光的频率有关，光的频率越大，光电流越大

C．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，光电流越大

D．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大

5．在α粒子散射实验中，当α粒子穿过金箔时，下列理解正确的是( )

A．与金原子核相距较远的α粒子，可能发生大角度偏转

B．与金原子核相距较近的α粒子，可能发生大角度偏转

C．α粒子与金原子核距离最近时，系统的能量最小

D．α粒子与金原子核距离最近时，系统的电势能最大

6. 氦原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ）

A．40.8 eV???? B．43.2 eV???C．51.0 eV???? D．54.4 eV

7．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是（ ）

A．观察时氢原子有时发光，有时不发光

B．氢原子只能发出平行光

C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的

D．氢原子发出的光互相干涉的结果

9. 卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
，下列说法中正确的是（ ）

A.通过此实验发现了质子 B.实验中利用了放射源放出的γ射线

C.实验中利用了放射源放出的α射线 D.原子核在人工转变中，电荷数可能不守恒

10.下列关于放射性元素的半衰期的说法正确的是（ ）

A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长

B．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用

C．氡的半衰期是3.8天，若有4 g氡原子核，则经过7.6天就只剩下1 g

D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个

11．用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图10所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是(　 )

A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒

B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为

C．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能

D．子弹和木块一起上升的最大高度为

12.两球A、B在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动，
，
，
，当A追上B并发生碰撞后，两球A、B的速度的可能值是（ ）

A.?
B.?

C.?
D.?

二、填空题(共12分)

13.碰撞的恢复系数的定义为e=
，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1。非弹性碰撞的e<1，某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。

实验步骤如下：

安装实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。

第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。

第二步，把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，计小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。

第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

在上述实验中，

①P点是 的平均位置。M点是 的平均位置。

N点是 的平均位置。

②请写出本实验的原理_________________________________。写出用测量量表示的的恢复系数的表达式________________________________。

③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？

________________________________

三、计算题(本大题共4小题，共计50分．解答应写出必要的步骤、文字说明、方程式，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值与单位，否则扣分．)

14.（11分）如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：

(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能；

(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间．

15．（12分）物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应。根据这一理论，在太阳内部4个氢核（
H）转化成1个氦核（
He）和2个正电子（
e）并放出能量。已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u，1u的质量对应931.5 MeV的能量，

（1）写出该热核反应方程；

（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留两位有效数字）

16.（13分）用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”。1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射（轰击）氢和氮（它们可视为处于静止状态），测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0。查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子。假设铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量。（质量用原子质量单位u表示，1u等于1个12C原子质量的十二分之一。取氢核和氮核的质量分别为1.0u和14u。）

高二物理期中考试答案

小球2碰撞前静止，即

③OP与小球的质量无关，OM和ON与小的质量有关

14．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，光子的频率为ν＝.所以，光电子的最大初动能为Ek＝－W.

能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到达A板的动能为Ek1，由动能定理，得eU＝Ek1－Ek，

所以Ek1＝eU＋－W.

(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子．

则d＝at2＝，得t＝d.

15.（1）4
H→
He＋2
e （2）25

16.设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v，氢核的质量为mH。构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v′和
。由动量守恒与能量守恒定律得mv＝mv′+mH
????????????①
mv2＝
mv′2+
mH
2??????? ②

解得
＝
? ③

同理，对于质量为mN的氮核，其碰后速度为v
＝
??④由③④式可得m＝
?⑤根据题意可知
＝7.0v
???? ⑥将上式与题给数据代入⑤式得m＝1.2u???????⑦

17.解析：设物块A、B的质量分别为mA和mB，A与B发生完全非弹性碰撞后的共同速度为v1，取向右为速度正方向，由动量守恒定律

mAv0＝(mA＋mB)v1①

v1＝v0＝5.0 m/s

设AB运动到C时的速度为v2，由动能定理

(mA＋mB)v22－(mA＋mB)v12＝－μ(mA＋mB)gl②

v2＝＝4.0 m/s③

(2)设与C碰撞后AB的速度为v3，碰撞过程中动量守恒，有(mA＋mB)v2＝(mA＋mB)v3＋mCv④

碰撞过程中，应有碰撞前的动能大于或等于碰撞后的动能，即(mA＋mB)v22≥(mA＋mB)v32＋mCv2⑤