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- 2024-04-03 发布
北京临川育人学校2020高二下期期中物理试卷
满分100分时间90分钟
一、单选题（共20题；共40分）
1.如图1所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是_______．
2．下列说法正确的是______．
A．普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说
B．卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象
C．汤姆孙在研究γ射线时发现了电子
D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强
3.在下列描述的核过程的方程中，属于裂变的是 （ ）
A. C→ N+ e B. U→ Th+ He
C. H+ H→ He+ n D. U+ n→ Xe+ Sr+2 n
4.下列说法正确的是（ ）
A. + → + 是a衰变方程 B. + → +γ是核聚变反应方程
C. → + 是核裂变反应方程 D. + → + 是核聚变反应方程
5.以下说法正确的是（ ）
A. α衰变是原子核内的变化所引起的
B. 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能增大
C. 当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子
D. 是α衰变方程
6.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（ ）
A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外
C. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里
7.通过粒子散射实验（ ）
A．发现了电子 B．建立了原子的核式结构模型
C．爱因斯坦建立了质能方程 D．发现某些元素具有天然放射现象
8.下列说法正确的是（ ）
A. 某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加
B. 在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子
C. 结合能越大，原子核越稳定
D. 入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同
9.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3 ， 当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（C表示真空中的光速）（ ）
A. （ m1+m2﹣m3）C B. （ m1﹣m2﹣m3）C
C. （ m1+m2﹣m3）C2 D. （ m1﹣m2﹣m3）C2
10.（2020·天津卷）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是( )
A. B.
C. D.
11.下列说法正确的是（ ）
A. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B. α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
12.有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的
B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
C. β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的
D. 轻核聚变要在很高的温度下才能发生
13.如图，放射性元素镭衰变过程中释放αβγ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法中正确的是（ ）
A. ①表示γ射线，③表示α射线 B. ②表示β射线，③表示α射线
C. ④表示α射线，⑤表示γ射线 D. ⑤表示β射线，⑥表示α射线
14.关于下面四个装置说法正确的是（ ）
A. 实验可以说明α粒子的贯穿本领很强
B. 实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释
C. 是利用α射线来监控金属板厚度的变化
D. 进行的是聚变反应
15.关于天然放射线性质的说法正确的是（ ）
A. γ射线就是中子流 B. α射线有较强的穿透性
C. 电离本领最强的是γ射线 D. β射线是高速电子流
16太阳因核聚变释放出巨大的能量, 同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J, 根据爱因斯坦质能方程, 太阳每秒钟减少的质量最接近（ ）
A. 1036 kg B. 1018 kg C. 1013 kg D. 109 kg
17.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子( )
A 放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少
C 吸收光子，能量增加 D 吸收光子，能量减少
18下列叙述中符合历史史实的是（ ）
A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核内部有复杂结构
B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象
C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
D．牛顿提出的质量不变性是狭义相对论的基本假设之一
19如图所示为氢原子的能级图。用大量能量N=4能级的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最多包含有几种不同波长的光波?（ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
20 下列核反应方程中X代表质子的是( )
AIXe+X BNHeO+X CHHHe+X DUTh+X
二、多选题（共5题；共20分）
21.下列说法正确的是（ ）
A. 对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
B. 铀235的半衰期为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
C. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
22.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3 ， 普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（ ）
A. 核反应方程是 H+ n→ H+γ B. 聚变反应中的质量亏损△m=m1+m2﹣m3
C. 辐射出的γ光子的能量E=（m3﹣m1﹣m2）c2 D. γ光子的波长λ=
23．(1)如图6－15－18所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是_______．
图6－15－18
A．入射光强度较弱 B．入射光波长太长 C．光照射时间太短 D．电源正负极接反
24. （1）下列说法中正确的是
A．某放射性原子核经两次α衰变和一次β变，核内质子数减少3个
B．玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象
C．氢原子的核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，原子的能量增大
D．放射性元素发生β衰变，新核的化学性质不变
25．已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。
π+
π—
u
d
带电量
+e
－e
+
下列说法正确的是 （ ）
A． π+由u和组成 B．π+由d和组成
C．π—由u和组成 D．π—由d和组成
三、填空题（共4题；共10分每空一分）
26.在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．（填正确答案的标号）
A. C→ N+ e
B. P→ S+ e
C. U→ Th+ He
D. N+ He→ O+ H
E. U+ n→ Xe+ Sr+2 n
F. H+ H→ He+ n．
27.在一个 U原子核衰变为一个 Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为________次，发生β衰变的次数为________次．
28.放射性物质 Pb和 Co的核衰变方程分别为：
Po→ Pb+X1
Co→ Ni+X2
方程中的X1代表的是________，X2代表的是________．
29质子是谁发现的_______ 中子是发现的_______
四、综合题（共3题；共30分）
30。某实验室工作人员用初速度vo=2.7×107m/s的a粒子轰击静止的氮原子核“N，产生了质子1H。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，运动方向垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1:20，已知质子的质量为m。
(1)写出核反应方程 (2)求出质子的速度，8分
31.静止的镭核 Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核 Rn．已知镭核226质量为226.0254u，氡核222质量为222.0163u，放出粒子质量为4.0026u． 10分
（1）写出核反应方程；
（2）求镭核衰变放出的能量；
32．（12分） 研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例如：模型法、等效法、分析法、图像法。掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要。
（1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径。一质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
a．求电场强度E的大小；3分
b．若要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度应满足的条件。4分
（2）如图乙所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0向上运动，
经时间t圆环回到出发位置。不计空气阻力。已知重力加速度为g。求当圆环回到出发位置时速度v的大小。5分
图甲
图乙
高二物理答案解析部分
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
答案
D
A
D
B
A
D
B
A
D
A
C
C
C
C
D
D
B
A
D
20
21
22
23
24
25
B
AC
BD
BD
AB
AD
三、填空题
26.【答案】C；AB；E；F
27.【答案】8；6
28.【答案】He；e 29.【答案】卢瑟福 查德威克
四、综合题
30.【答案】略
31. 【答案】（1）解：由质量数与核电荷数守恒可知，该反应方程中放射出一个 粒子；
32. 核衰变反应方程为： Ra→ Rn+ ；
33. 答：衰变反应方程为： Ra→ Rn+ ；
（2）解：该核衰变反应中质量亏损为：△m=226.0254u﹣222.0163u﹣4.0026u=0.0065u，
根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能△E=△m•c2=0.0065×931.5=6.055MeV；
答：该核衰变反应中释放出的核能为6.055MeV．
32．（12分）
解：（1）a．当小球静止在P点时，小球的受力情况如图所示，则有
所以 ………………………………（4分）
b．当小球做圆周运动时，可以等效为在一个“重力加速度”为的“重力场”中运动。若要使小球能做完整的圆周运动，
则小球必须能通过图中的Q点。设当小球从P点出
发的速度为vmin时，小球到达Q点时速度为零。在小球从P运动到Q的过程中，根据动能定理有
所以
即小球的初速度应大于 ………………………………………………（6分）
（2）在圆环运动的过程中，圆环受向下的重力mg、水平方向的洛伦兹力qvB、细杆的弹力N和摩擦力f，其中f一直与运动方向相反，且摩擦力的大小f = μN=μqvB。
【方法一】
圆环从开始向上运动到回到出发位置的过程中，取竖直向上为正方向，根据动量定理有
而
所以