1、湖北省黄石市黄石二中2019-2020学年高二物理下学期3月月考试题（含解析）一单项选择题（本大题共 9 小题，每小题 3 分，共 27 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1.电子的发现是人类对物质结构认识上的一次飞跃，开创了探索物质微观结构的新时代，下列关于电子的说法正确的是A. JJ汤姆逊发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子B. 衰变时原子核会释放电子，说明电子也是原子核的组成部分C. 电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性D. 射线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱【答案】A【解析】【详解】AJJ汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子
2、比荷相同，这种粒子即电子，故A正确；B衰变现象是原子核内部的中子转化为质子同时失去一个电子，故B错误；C电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有波动性，故C错误；D射线是高速电子流，它的穿透能力比射线弱，比射线强，故D错误。故选A。2.如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是()A. 增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B. a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C. 增大b光的强度，验电器指针偏转D. 若a光是氢原子从n4的能级向n1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n5的能级向n2的能级跃
3、迁时产生的【答案】D【解析】【详解】A、增大a光的强度，单位时间内发出的光电子数目增多，则验电器的指针偏角增大，故A错误；B、a光照射金属板时，发生光电效应，有光电子逸出，金属板带正电，所以验电器金属小球带正电，故B错误；C、用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现b光照射时指针未偏转，根据发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率可知b的频率小于该金属的极限频率，增大b光的强度，或增大b光的照射时间都不能使金属发生光电效应，验电器的指针偏角一定不偏转，故C错误；D、因为a光的频率大于b光的频率，则辐射a光的两能级差大于辐射b光的两能级差，因为n=4和n=1间的能级差大于n=5
4、和n=2之间的能级差，则从n=5的能级向n=2的能级跃迁时产生的，可能是b光，故D正确；故选D【点睛】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应的条件比较出a、b两光的频率大小，从而比较波长的大小，能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差3.下列说法中正确的是（ ）A. 钍的半衰期为24天。1g 钍经过 120 天后还剩0.2g 钍B. 一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化C. 放射性同位素经、衰变会生成，其中经过了2次衰变和 3 次衰变D. 大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率
5、的光子【答案】B【解析】【详解】A钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5个半衰期，1g钍经过120天后还剩故A错误。B光电效应中，依据光电效应方程Ekm=h-W，可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，与入射光照射时间长短无关，故B正确。C钍衰变为可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次衰变，2次衰变，故C错误。D大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生种不同频率的光子，故D错误。故选B。4.在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件 下得到三条光电流与电压之间的关系曲
6、线（甲光、乙光、丙光），如 图所示（甲、乙交于 Uc2）。则可判断出（）A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 乙光的波长小于丙光的波长C. 乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率D. 甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能【答案】D【解析】【详解】A根据eU截=mvm2=h-W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；B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错误；C同一金属，截止频率是相同的，与光的频率无关，故C错误。D丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应
7、的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，故D正确。故选D。5.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是()A. 速度一定为正值，加速度一定为负值B. 速度一定为负值，加速度一定为正值C. 速度不一定为负值，加速度不一定为正值D. 速度不一定负值，加速度一定为正值【答案】D【解析】【详解】振子的位移为负值时，可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能在两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，ABC错误。6.弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，则：A. t1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反B. t1、t2时刻振子加速度大小相等，方向相反C. t2、t3
8、时刻振子的速度大小相等，方向相反D. t2、t3时刻振子的加速度大小相等，方向相同【答案】A【解析】【详解】A由图线可知，t1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反，选项A正确；Bt1、t2时刻振子位移相同，故恢复力相同，加速度大小相等，方向相同，选项B错误；Ct2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相同，均向下，选项C错误；Dt2、t3时刻振子的加速度大小相等，方向相反，选项D错误；故选A.7.如图所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，则这个单摆的周期为()A. B. C. 大于D. 小于【答案】D【解析】【详解】处于竖直
9、向下的匀强电场中的摆球，竖直方向受到的合力：F合mgqE，摆球在摆动的过程中切线方向的分力：F切(mgqE)sinmgsin，由于切线方向的分力增大，所以单摆的周期减小，故D正确，ABC错误8.如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中A. 弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B. 物体在最低点时的加速度大小应为2gC. 物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mgD. 弹簧的最大弹性势能等于2mgA【答案】D【解析】【详解】A系统机械能守恒，动能、重力势能、弹性势能总量不变，振动过程中重力势
10、能一直变化，弹簧的弹性势能和物体动能总和一直变化，故A错误；B根据振动对称性，最低点与最高点关于平衡位置对称，最低点时弹簧形变量2A，弹力2kA，弹力与重力合力方向向上，加速度为g向上，故B错误；C最低点时弹簧形变量2A，弹力2kA=2mg，故C错误；D振动最低点，弹簧弹性势能最大，系统机械能守恒，重力势能转化为弹性势能，故D正确9.如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场 中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电， 并让小球从B点静止释放，那么下列说法正确的是（）A. 小球仍然能在 A、B 间做简谐运动，O 点是其平衡
11、位置B. 小球从 B 运动到 A 的过程中，动能一定先增大后减小C. 小球不可能再做简谐运动D. 小球从 B 点运动到 A 点，其动能的增加量一定等于电势能的减少【答案】D【解析】【详解】AC当弹簧弹力等于电场力时为平衡位置，此时弹簧被压缩，平衡位置不再是O点；由于电场力是恒力，不随弹簧的长度发生变化，而弹簧的弹力随弹簧的形变量发生变化，由受力特点可知，小球在电场力和弹力作用下依然做简谐运动，故AC错误；B由于B点的弹簧弹力大小与电场力大小关系未知，所以也无法判断A点两力关系，所以小球从B运动到A的过程中，动能可能先增大后减小，也可能一直增大，故B错误；D小球在运动过程中，动能、弹性势能和电势
12、能之和保持不变，在AB两点时弹簧的弹性势能相等，则小球从 B 点运动到 A 点，其动能的增加量一定等于电势能的减少，选项D正确。故选D。二多项选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题有多个选项是正确的，全选对得 4 分，漏选得 2 分，错选或不选得 0 分） 10.氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在n =3能级的激发态，则下列说法正确的是A. 这群氢原子能辐射出3种不同频率光子B. 波长最长的辐射光是氢原子从n =3能级跃迁到能级n =1能级产生的C. 辐射光子的最小能量为12.09 eVD. 处于该能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离【答案】A
13、【解析】【详解】这群氢原子能辐射出种不同频率的光子，选项A正确；波长最长的辐射光对应着能级差最小的，则是氢原子从n =3能级跃迁到能级n =2能级产生的，选项B错误；辐射光子的最小能量是从n=3到n=2的跃迁，能量为（-1.51）-（-3.4）=1.89 eV，选项C错误；处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，选项D错误.11.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. 结合能越大，原子核中核子结合得越牢
14、固，原子核越稳定D. 根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度增大【答案】BD【解析】【详解】A原子核发生一次衰变，原子核内的一个中子转化为质子，而原子外层电子数不变，选项A错误；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，选项B正确；C比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；D根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，电子轨道半径减小，所受的库仑力变大，则核外电子运动的加速度增大，选项D正确。故选BD。12.如图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
15、线，普朗克常量，由图可知A. 该金属的截止频率为B. 该金属的截止频率为C. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功为【答案】AC【解析】【详解】当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，可知金属的截止频率为4.1014Hz，故A正确B错误；根据知，图线的斜率表示普朗克常量，故C正确；金属的逸出功为，故D错误13.利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（ ）A. 改用紫外光照射K，电流表中没有电流通过B. 只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变大C. 若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流
16、表中一定无电流通过D. 若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变【答案】BD【解析】【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率；饱和光电流与光的频率无关，只与光照强度有关；【详解】A、用可见光照射阴极K，能发生光电效应，则可见光的频率大于该阴极材料的极限频率，紫外光的频率大于可见光，故用紫外光照射K，也一定能发生光电效应，A错误；B、增加可见光的照射强度，单位时间内逸出金属表面的电子数增多，饱和光电流变大，B正确；C、变阻器滑片移到A端，光电管两端的电压为零，但光电子有初动能，故电流表中仍有电流通过，C错误；D、变阻器的滑片向B端滑动时，可能电流没达到饱和电流，所以电
17、流表示数可能增大，可能不变，D正确故本题选BD【点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道当光电流饱和时，电流不变14.如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一个静止的镭核发生衰变，生成氡核则氡核和粒子在磁场中的运动径迹分别为()A. 氡核为B. 氡核为C. 粒子为D. 粒子为【答案】BD【解析】【详解】静止的镭核发生衰变，氡核带正电，粒子带正电，根据左手定则可知，衰变后产生的径迹是两个外切的圆，粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，半径，mv就是动量，由动量守恒可知氡核的动量和放出的粒子的动量等大反向，而氡核的电荷量大于粒子的电荷量，所以衰变后产生的两个外切圆，大的是粒子，小的是氡核，故BD正确
18、，AC错误15.如图甲所示的弹簧振子（以 O 点为平衡位置在 B、C 间振动），取水平向右的方向为振子 离开平衡位置的位移的正方向，得到如图乙所示的振动曲线，由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是（）A. t=0时，振子处在 B 位置B. 如果振子的质量为0.5kg，弹簧的劲度系数为20N/cm，则振子的最大加速度大小为 400 m/s2C. t=4 s 时振子对平衡位置的位移为10 cmD. t=2.5 s 时振子对平衡位置的位移为5cm【答案】AB【解析】【详解】A由振动图象可知t=0时，振子的位移为负向最大，说明振子处于B位置，故A正确；B由题，k=20N/cm=2000N/m，振幅A=
19、10cm=0.1m。振子的最大加速度在最大位移处，由弹簧受力和牛顿第二定律可得最大加速度大小为选项B正确；C由图看出，t=4s时振子对平衡位置的位移为-10cm，故C错误。D由于振子做的是变加速直线运动，不是匀速直线运动，所以t=2.5s时振子对平衡位置的位移不是5cm，故D错误。故选AB。16.甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知（ ）A. 两弹簧振子完全相同B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲F乙=21C. 振子甲速度为零时，振子乙速度最大D. 振子的振动频率之比f甲f乙=12【答案】CD【解析】【详解】A由振动图象读出两弹簧振子周期之比T甲：T乙=2：1，根据周期公式分析可知，
20、两弹簧振子一定不完全相同，故A错误；B由振动图象读出两振子位移最大值之比x甲：x乙=2：1，根据简谐运动特征F=kx，由于弹簧的劲度系数k可能不等，回复力最大值之比F甲：F乙不一定等于2：1，故B错误；C由图看出，甲在最大位移处时，乙在平衡位置，即振子甲速度为零时，振子乙速度最大，故C正确；D两弹簧振子周期之比T甲：T乙=2：1，频率之比是f甲：f乙=1：2，故D正确。故选CD。三填空题（本题共 3 小题，共 16 分）。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。17.在下列描述的核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_（填正确答案标号）A B C DEF
21、【答案】 (1). C (2). AB (3). E (4). F【解析】【详解】1在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是，答案标号是C；2属于衰变的是 和 ，答案标号是AB；3属于裂变的是，答案标号是E；4属于聚变的是，答案标号是F18.（1）用游标为20分度的卡尺测量长度如图，由图可知其长度为_mm；（2）用螺旋测微器测量直径如右上图，由图可知其直径为_mm；【答案】（1）50.15mm；（2）4.700mm；【解析】【详解】试题分析：（1）游标卡尺的读数为：5cm+0.05mm3=50.15mm；（2）螺旋测微器读数：4.5mm+0.01mm20.0=4.700mm；19.有一节干电池，
22、电动势已知为1.5V。某小组要用以下器材测量其内阻：A.待测电池（E=1.5V,内阻约几欧）B.电流表（量程为100A,内阻约几百欧）C.电阻箱R（099.9,1A）D.滑动变阻器R0（015k,0.1A）E.开关S1、S2和导线若干实验电路图如图所示。实验步骤如下：闭合S1,断开S2,调节R0使电流表满偏（指针指在I=100A刻度处）；调整电阻箱R,使其为较大的阻值R1,再闭合S2,读出电流表的示数I1;逐渐减小电阻箱R的阻值，使其分别等于R2、R3、，读出对应的电流表的示数I2、I3、；以为纵轴，以为横轴作出-图像（I、R均为国际单位），求得图线斜率k=1.6104A-1。回答以下问题。（
23、1）步骤中，电流表满偏时，滑动变阻器与电流表内阻的总阻值为_k；（2）步骤中改变电阻箱阻值时，开关S2应处于_ （填“闭合”或“断 开”）状态；（3）求内阻有两种方法：利用多组数据作出图像求解，利用其中任意两组数据求解。两种方法相比，减小偶然误差最有效的方法是 _ （填“”或“”）；（4）电池内阻r= _。【答案】 (1). 15 (2). 断开 (3). (4). 1.6【解析】【分析】本题考查闭合电路的欧姆定律变式求内阻。【详解】(1)1电流表满偏时(2)2电阻箱使用时不断开关会有短路的风险，所以调节电阻箱需要断开开关(3)3使用数据越多，偶然误差越小，所以应该利用多组数据作出图像求解；(
24、4)4由闭合电路的欧姆定律，得到所以四、计算题（本大题共 3 小题，其中第 20 小题 9 分、第 21 小题 10 分、第 22 小题 10 分，共 29 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不 能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）20.弹簧振子以点为平衡位置，在、两点间做简谐运动，在时刻，振子从、间的点以速度向点运动；在时刻，振子速度第一次变为；在时，振子速度第二次变为（1）求弹簧振子的振动周期；（2）若、之间的距离为，求振子在内通过的路程；（3）若、之间的距离为，从平衡位置开始计时，写出弹簧振子的位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象【
25、答案】（1）（2）（3），【解析】【详解】(1)画出弹簧振子简谐运动示意图如图所示由对称性可得(2)若、之间距离为，则振幅振子内通过的路程(3)根据，得振动图象为21.已知氢原子的基态电子轨道半径为r1=0.5281010 m，量子数为n的能级值为En=eV，求：（1）求电子在基态轨道上运动的动能；（2）有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；（3）计算这几种光谱线中的最短波长（静电力常量k=9109 Nm2/C2，电子电荷量e=1.61019 C，普朗克常量h=6.631034 Js，真空中光速c=3.00108 m/s）【答案】（1
26、）13.6eV.（2）能发出光谱线分别为32,21,31共三种，能级图如图所示（3）1.03107m【解析】(1)设电子的质量为m，电子在基态轨道上的速率为v1，根据牛顿第二定律和库仑定律有mEkEk2.181018J13.6 eV.（3分）(2)当氢原子从量子数n3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线如图所示（1分）(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3E1.1.03107 m. （3分）22.如图甲所示，静止在匀强磁场中的核俘获一个速度为 v07.7104m/s 的中子而发生核反应，即，若已知的速度大小v22.0104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当 旋转三周时，粒子旋转几周？【答案】(1)；跟v0的方向相反；(2)3：40；(3)2周【解析】【详解】(1) 核俘获中子的过程，系统动量守恒，设中子质量为mn，的质量为mH，粒子的质量为m则mnv0=mHv1+mv2即：负号表示跟v0的方向相反。(2) 两个粒子都做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由得：在磁场中半径之比为(3) 运动周期为：则，设粒子转3周的时间内，反冲核旋转n周，则有nTH=3Ta代入数据得：n=2周
