河南省开封市兰考县第一高级中学2020学年高二物理下学期3月月考试题（含解析） 1.下列说法中正确的是A. 一群处于n=3激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出三种不同波长的光子，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光子波长最长B. 粒子散射实验验证了卢瑟福原子核式结构模型的正确性C. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变小D. 发生光电效应时，入射光越强，光予能量就越大，光电子的最大初动能就越大【答案】B【解析】【分析】能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hv放射性元素的半衰期与温度、压强等外部因素无关；粒子散射实验中少数粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，根据光电效应方程分析。【详解】A氢原子从n=3的能级向较低能级跃迁的过程中向外辐射出三种不同波长的光子，根据：可知，从n=3跃迁到n=1所发出的光子的能量值最大，波长最短；故A错误.B粒子散射实验中，粒子发生偏转是粒子与原子内带正电的部分相互排斥的作用结果，少数粒子发生较大偏转这一实验事实否定了汤姆生的枣糕模型，引发了卢瑟福提出核式结构模型；故B正确.C放射性元素的半衰期只与核内部的自身因素有关，与原子所处的化学状态和温度、压力等于外部因素无关；故C错误.D光子的能量值与光的强度无关，与光的频率有关；根据光电效应方程：Ekm=h-W0，可知发生光电效应时，光电子的最大初动能也与光的强度无关；故D错误.故选B.【点睛】本题考查了半衰期、粒子散射实验、能级的跃迁以及光电效应等基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点.2. 如图，放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A. 表示射线，表示射线B. 表示射线，表示射线C. 表示射线，表示射线D. 表示射线，表示射线【答案】C【解析】带正电，带负电，不带电，射线在磁场中一定不偏转，为射线；如左图所示的电场中，射线向右偏，射线向左偏，为射线，为射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，射线向左偏，射线向右偏，即为射线，为射线，故正确选项是C。3.在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应对于这两个过程，可能相同的物理量是_A. 遏止电压B. 饱和光电流C. 光电子的最大初动能D. 逸出功【答案】ACD【解析】同一束光照射不同的金属，由可知，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的，故ACD正确，B错误。4.如图1所示为研究光电效应的实验装置示意图，在电极K、A之间加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。现用不同频率的光源照射阴极K，调节滑动变阻器改变反向电压的值，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率变化的图线如图2所示，则下列说法正确的是A. 该金属的截止频率为4.251014HzB. 该金属截止频率为5.51014HzC. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功为0.52eV【答案】A【解析】【分析】根据，结合图像判断各个选项的对错。【详解】AB、从图像上可以看出，当遏制电压为零时，此时刚好发生光电效应，即该金属的截止频率为4.251014Hz，故A对B错C、因为图像是关于 的图像，所以图像的斜率代表的是 ，故C错；D、根据，当 时 再结合图像可知该金属的逸出功1.76eV，故D错；故选A5.甲、乙两物体沿同一直线相向运动,甲物体的速度大小是6m/s,乙物体的速度大小是2m/s,碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度大小都是4m/s,则甲、乙两物体的质量之比是（ ）A. 1:1B. 3:1C. 3:5D. 1:5【答案】C【解析】由动量守恒定律可知，。解得，故C正确。6.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（）A. 原子核发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大C. 比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收能量D. 在核电站中，要使链式反应的更激烈些，就将镉棒插入的更深些【答案】B【解析】【详解】A、衰变反应发生在原子核内部，原子核由质子和中子组成，发生衰变时一个中子变为质子并释放一个电子，故A错误；B、根据玻尔理论，电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子要克服原子核的引力，电子的动能减小，由于吸收了光子的能量，原子的能量增大，B正确；C、比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时会出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程得知，一定释放核能，故C错误；D、用镉棒来吸收中子，以控制燃料铀在反应堆中发生裂变反应速度，将镉棒插入得更深些，反应堆的核反应速度将降低。故D错误。7.如图所示，半径分别为R和r（Rr）甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。则两小球的质量之比为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】在最高点，根据牛顿第二定律得，mag=ma，解得a球在最高点的速度v1=，同理，b球在最高点的速度v2=，对a球，根据动能定理得，-2magR=mav12-mava2，解得：va=5gR，同理：vb=5gr，规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：0=mbvb-mava，则：，A正确，B、C、D错误。8.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是( )A. 最容易表现出波动性的光是由n4能级跃迁到n1能级产生的B. 这些氢原子最多可辐射出6种不同频率光C. 若用n3能级跃迁到n2能级辐射出的光照射某金属恰好发生光电效应，则用n4能级跃迁到n3能级辐射出的光照射该金属一定能发生光电效应D. 用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为3.86 eV【答案】BD【解析】【分析】波长越短的光越不容易产生波动性；大量处于激发态n的氢原子，在向低能级跃迁时可产生的光子种类为个；处于激发态的氢原子的电子从高能级向低能级跃迁过程中，产生的光子能量由前后两个能级的能量差决定，；根据爱因斯坦光电效应方程，电子从金属表面逸出时的最大初动能。【详解】A、最容易表现出波动性的光是波长较大，即频率较小的光。根据，在所有辐射出的光中，只有从n=4能级到n=3能级跃迁的能量差最小，波长最长，最满足题意，故A错误；B、由于是一群氢原子处于n=4能级，故它们在向低能级跃迁过程中产生的光子种类为种，故B正确；C、根据，从n4能级跃迁到n3能级辐射出的光子的频率小于从n3能级跃迁到n2能级辐射出的光子的频率，用频率的光恰好发生光电效应，则频率小于该种金属的极限频率（截止频率），无论光多么强，都不能发生光电效应，C错误；D、用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子的能量为；又根据光电效应方程，最大初动能，D正确。故选BD。【点睛】本题考查了能级跃迁和光电效应的综合运用，知道能级间跃迁辐射的光子频率与能级差的关系以及光电效应的条件是解决本题的关键。9.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分贝为、下列说法正确的是A. 原子核可能发生的是衰变，也可能发生的是衰变B. 径迹2可能是衰变后新核的径迹C. 若衰变方程是，则：45D. 若是衰变，则1和2的径迹均是顺时针方向【答案】CD【解析】【分析】静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析。【详解】原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是衰变，但不是衰变，故A错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于P、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为的圆为放出新核的运动轨迹，半径为的圆为粒子的运动轨迹，故B错误；由B选项的分析知：45，故C正确；若是衰变，生成的两粒子电性相同，图示由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，故D正确。所以CD正确，AB错误。【点睛】知道原子核衰变过程动量守恒是本题解题的前提与关键，分析清楚图示运动轨迹、应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可解题。10.一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图象如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是A. 图乙中的c光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的B. 图乙中的b光光子能量为12.09eVC. 动能为le的电子能使处于第4能级的氢原子电离D. 阴极金属的逸出功可能为W0=6.75eV【答案】BCD【解析】【分析】爱因斯坦光电效应方程为，最大初动能和遏止电压的关系为，联立得方程。所以用频率越大的光照射金属，遏止电压就越大。所以由乙图可知，a、b、c三种光的频率大小关系为：【详解】A、由以上分析可知，c光的频率最小。根据玻尔跃迁理论，能级差，故c光频率对应的能级差最小，不可能是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，因为第4能级和基态之间的能级差最大，故A错误；B、6种光子中，只有三种能使阴极发生光电效应，故a光子是氢原子由能级4向基态跃迁的产物，b光子是氢原子由能级3向基态跃迁的产物，c光子是氢原子由2能级向基态跃迁的产物。故b光子的能量，B正确；C、处于第4能级的氢原子电离至少需要吸收0.85eV的能量，故动能为le的电子能使处于第4能级的氢原子电离，C正确；D、由题意可知，c光子的频率最小，则跃迁产生c光子的能级差，根据爱因斯坦光电效应方程，要想有效地发生光电效应，需满足，故逸出功可能等于6.75eV，D正确。故本题选BCD。【点睛】本题考查光电效应规律和玻尔跃迁理论等相关问题，设计相关计算，需要细心。11.一个Th原子核具有天然放射性，它经过若干次衰变，放出N1个粒子和N2个粒子后会变成一个Po原子核。下列说法中正确的是（）A. 核比少16个核子B. 核比Th少6个中子C. ，D. ，