2019-2020学年高二物理4月月考试题 (IV).doc

2019-2020学年高二物理4月月考试题 (IV)考试时间：90分钟； 一、单选题（每题4分，共36分）1下列关于冲量和动量的说法中正确的是（ ）A. 物体所受合外力越大,其动量变化一定越快B. 物体所受合外力越大,其动量变化一定越大C. 物体所受合外力的冲量越大，其动量变化可能越小D. 物体所受合外力的冲量越大，其动量一定变化越快2用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（ ）A.改用紫光照射 B. 改用X射线照射C.增大紫外线强度 D. 延长照射时间3关于近代物理，下列说法正确的是A. 光电效应实验中，从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关B. 放射性元素原子核发生衰变时，产生的射线实质上是原子核外电子抛射出来形成的C. 康普顿效应证明了实物粒子具有波粒二象性D. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征4如图所示，用传送带给煤车装煤，平均每5 s内有5000kg的煤粉落于车上，由于传送带的速度很小，可认为煤粉竖直下落。要使车保持以0.5 m/s的速度匀速前进，则对车应再施以向前的水平力的大小为（ ）A. 50N B. 250N C. 500N D. 750N5如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（mM）的小球从槽高h处自由下滑，下列说法正确的是A. 在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B. 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C. 全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒D. 小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处6氢原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氮离子。已知基态的氢离子能量为，氢离子能级的示意图如图2所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氢离子吸收而发生跃迁的是( )A. B. C. D. 7氢原子的能级如图所示,下列说法正确的是()A. 用能量为12.11eV的光照射一个基态氢原子,最多能辐射出2种不同频率的光子B. 用能量为12.09eV的光照射一群基态氢原子,最多能辐射出4种不同频率的光子C. 用能量为12.75eV的光照射一个基态氢原子,最多能辐射出3种不同频率的光子D. 用能量为12.75eV的光照射一群基态氢原子,最多能辐射出5种不同频率的光子8一群处于量子数为n=3的激发态的氢原子跃迁到量子数 n=2 的激发态时，向外辐射频率为0的光子，该光子恰好能使某种金属发生光电效应。下列说法正确的是（）A. 这群氢原子向外辐射的光子频率共有2种B. 当照射光的频率 大于v0时，若v增大，则此金属的逸出功增大C. 当照射光的频率 大于v0时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍D. 当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv09在光电效应实验中，某同学用一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示，则可判断出A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 乙光的波长大于丙光的波长C. 甲光的光强比乙光的光强弱D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能二、多选题（每题4分，共20分）10在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则 ()A. 普朗克常量可表示为B. 若更换材料再实验，得到的图线的k不改变，b改变C. 所用材料的逸出功可表示为ebD. b由入射光决定，与所用材料无关11如图所示，一光电管的阴极用极限波长为0的钠制成。用波长为的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U，饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）为I，电子电荷量为e，则A. 若入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K发射的光电子的最大初动能可能增大B. 若改用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子C. 每秒钟内由K极发射的光电子数目为I/eD. 发射的电子到达A极时的动能最大值为12下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C. 图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性13处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率为1、2、3的三种光，且123，则该照射光的光子能量为：()A. h1 B. h2 C. h3 D. h(12)1414C是碳元素的一种具有放射性的同位素，衰变方式为衰变，其半衰期约为5730年。已知一个14C原子核由6个质子和8个中子组成。下列说法正确的是A. 14C衰变后转变为14NB. 14C衰变过程中发出的射线是由核外电子电离产生C. 14C原子发生化学反应后，其半衰期不会发生改变D. 14C样品经历3个半衰期后，样品中14C的质量只有原来的第II卷（非选择题）三、实验题（每空3分，共12分）15某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律装置固定在水平面上，圆弧形轨道下端切线水平两球半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同实验时，先测出A、B两球的质量，让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离的平均值，然后把球B静置于轨道下端水平部分，并将A从轨道上同一位置由静止释放，并与B相碰，重复多次为确保实验中球A不反向运动，则应满足的关系是_；写出实验中还需要测量的物理量及符号：_；若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式：_；取，且A、B间为完全弹性碰撞，则B球滑行的距离为_四、解答题16题10分，17题10分，18题12分16如图所示，光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远。现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为1 m/s时，停止拉绳。求：(1)拉绳过程中人做了多少功？(2)停止拉绳后，为避免两车相撞，人至少以多大水平速度从甲车跳上乙车才能使两车不发生碰撞？17普朗克常量是最基本的物理量之一，它架起了粒子性和波动性之间的桥梁。普朗克常量具体数值可以通过光电效应实验测得。如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线。由图求出：这种金属发生光电效应的截止频率；普朗克常量。18如图,光滑的地面上有一质量为m的竖直平面内的轨道ABC，它由四分之一圆弧和与圆弧下端相切的水平部分构成。A和B分是圆弧轨道的最高点和最低点。已知轨道的圆弧部分光滑,半径为R，而水平部分粗糙，与滑块动摩擦因数为。现将一质量也为m滑块从A点静止释放。取重力加速度g=10m/s2。求:(1)滑块静止释放后运动到B点的速度。(2)为了使滑块不从轨道上掉下去，轨道的水平部分长度L至少是多少。参考答案1A【解析】根据动量定理公式，得，故物体所受合外力越大，其动量变化一定越快，故A正确；根据动量定理公式，可知合外力越大，可能时间很短，故动量变化不一定越大，故B错误；根据动量定理公式，可知合外力的冲量越大，其动量的变化一定越大，故CD错误；故选A.2B【解析】A用紫外线照射某金属时不能产生光电效应，说明紫外线频率低于该金属的极限频率。紫光比紫外线的频率还低，不能使该金属产生光电效应，故A错误； BX射线比紫外线频率高，可能使该金属产生光电效应的X射线，故B正确；CD增大紫外线强度和延长照射时间，都不能使该金属产生光电效应，故C错误，D错误。故选：B3D【解析】光电效应实验中，从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A错误；放射性元素原子核发生衰变时，是原子核内的核子发生变化，与核外电子无关，选项B错误；康普顿效应说明了光子具有能量和动量，揭示了光的粒子性，选项C错误；玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D正确；故选D.4C【解析】车和煤粉整体受重力G、支持力N、拉力F，对5s过程运用动量定理，有：Ft=mv；解得： ；故C正确ABD错误故选C5D【解析】当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；下滑过程中，两物体都有水平方向的位移，而相互作用力是垂直于球面的，故作用力方向和位移方向不垂直，故相互作用力均要做功，故B错误；全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零，系统水平方向动量不守恒，故C错误；小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于mM，根据动量守恒可知，小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h处，故D正确。所以D正确，ABC错误。6B【解析】光子如要被基态氦离子吸收而发生跃迁，光子能量必须等于两能级间的能量差，B不符合条件；故ACD错误，B正确；故选B。7C【解析】A、因为，用能量为12.11eV的光照射一个基态氢原子，则受到光的照射后氢原子不能跃迁到其他能级上去，故A错误；B、因为，用能量为12.09eV的光照射一群基态氢原子，原子的能量升高到能级，该原子在自发地向基态跃迁的过程中，最多能辐射出种不同频率的光子；C、因为，用能量为12.75eV的光照射一个基态氢原子，原子的能量升高到能级，该原子在自发地向基态跃迁的过程中，辐射的情况最多为的途径，最多能辐射出3种不同频率的光子，故C正确；D、因为，用能量为12.75eV的光照射一群基态氢原子，原子的能量升高到能级，最多能辐射出种不同频率的光子，故D错误；故选C。8D【解析】A：一群处于量子数为n=3的激发态的氢原子向外辐射的光子频率种数为，故A项错误。B：金属外层电子克服原子核的束缚，从材料表面逸出所需的最小能量，称为金属的逸出功。由金属本身决定，与入射光的频率无关。故B项错误。C：光电子的最大初动能，与光强无关。故C项错误。D：频率为0的光子，恰好能使某种金属发生光电效应，则；用频率为2v0的单色光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能。故D项正确。点睛：一群处于量子数为n的激发态的氢原子向外辐射的光子频率种数为；一个处于量子数为n的激发态的氢原子向外辐射的光子频率种数最多为n-1。9B【解析】根据eU截mvm2hW，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误。丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确。甲光的饱和电流大于乙光，可知甲光的光强大于乙光，选项C错误；丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能。故D错误。故选B.点睛：解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截mvm2hW；知道最大初动能取决于入射光的频率；饱和光电流取决于光强.10BC【解析】根据光电效应方程Ekm=hv-W0，以及Ekm=eUc得： ，图线的斜率k=，解得普朗克常量h=ke，故A错误。纵轴截距的绝对值b=，解得逸出功W0=eb，故C正确。b等于逸出功与电荷电量的比值，而逸出功与材料有关，则b与材料有关，故D错误。更换材料再实验，由于逸出功变化，可知图线的斜率不变，纵轴截距改变，故B正确。故选BC。点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道最大初动能与遏止电压的关系，对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率和截距进行求解11BCD【解析】从阴极K发射的光电子的最大初动能，与入射光强度无关，入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K发射的光电子的最大初动能不变，故A错误；蓝光的频率比紫外线的频率小，又根据可得，用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子，也可能不逸出光电子，故B正确；由K极发射的光电子数目为，每秒钟内由K极发射的光电子数目为 ，故C正确；发射的电子到达A极时的动能最大值为，故D正确；故选BCD。12AB【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，选项A正确；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，选项B正确；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得到了原子核式结构理论，选项C错误；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，选项D错误；故选AB.13CD【解析】由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于n=1和n=3能级间的能级差，即单色光的能量E=hv3故C正确而先从n=3跃迁到n=2，再从n=2跃迁到n=1辐射的能量与从n=3直接跃迁到n=1能级时辐射光子的能量相同，故hv3=hv2+hv1，故D正确，AB错误故选CD.14，AC【解析】14C衰变方式为衰变，则放出一个负电子后，质量数不变，电荷数增加1，变为14N，选项A正确；14C衰变过程中发出的射线是由核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项B错误；半衰期与化学状态无关，则14C原子发生化学反应后，其半衰期不会发生改变，选项C正确；14C样品经历3个半衰期后，样品中14C的质量只有原来的，选项D错误；故选AC. 15mAmB；需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的距离：xA、xB【解析】试题分析：为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：mAmB；碰撞后两球做减速运动，设碰撞后的速度为：vA、vB，由动能定理得：-mAgx0=0-mAv02，-mAgxA=0-mAvA2，-mBgxB=0-mBvB2，如果碰撞过程动量守恒，则：mAv0=mAvA+mBvB，即：，整理得：，实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的距离：xA、xB由可知，若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式为：如果碰撞过程是完全弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：，已知：mA=2mB，x0=1m，解得：；考点：验证动量守恒定律【名师点睛】本题考查了判断两球间质量关系、求实验需要测量的量、实验需要验证表达式、球滑行的距离等问题，通过审题理解实验原理是解题的前提与关键，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题16（1） （2）【解析】(1)设人、车质量为m，人拉绳后甲、乙车速度大小分别为v1、v2，人拉绳过程中，由动量守恒得：解得：拉绳过程中人对系统总共做功(2)为使人跳到乙车上后两车不相撞，临界情况为两车速度相同，因为系统动量守恒且为0，所以此临界条件为最终两车和人都静止。设人跳出时水平速度为v，根据人与乙车在作用时动量守恒有：可得v = 1 m/s即人至少应该以1 m/s的水平速度跳上乙车。【点睛】该题考查学生对动量守恒定律及动量定理的考查解决该题时注意不同物理过程中的不同研究对象，同时明确物理规律的正确选择和应用才能准确求解17；【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W，Ek-图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为：0=4.271014 Hz根据光电效应方程得，Ekm=h-W0，当入射光的频率为=5.51014Hz时，最大初动能为：Ekm=0.5eV当入射光的频率为0=4.271014Hz时，光电子的最大初动能为0则：h5.51014-W0=0.51.610-19，即：h4.271014-W0=0联立两式解得：h=6.510-34Js答：这种金属发生光电效应的极限频率4.231014Hz4.291014Hz；普朗克常量为6.010-34Js6.910-34Js点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，并掌握光电效应方程，以及知道逸出功与极限频率的关系，结合数学知识即可进行求解，同时注意保留两位有效数字18（1）（2）【解析】（1）物块沿圆弧轨道下滑的过程中，滑块和小车系统在水平方向动量守恒，当滑到B点时，由动量守恒定律：0=mv1+mv2，则v1=v2.从A到B对系统由机械能守恒定律可知： 解得： （2）物块滑上小车，当达到共同速度时两者相对静止，设此时的共同速度为v，则从物块从最高点滑下到相对小车静止的整个过程中，由动量守恒定律：0=2mv, 可知最终两者速度均为零，则由能量关系可知：mgR=mgL，解得