2013届河北省高二下学期三调考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列关于原子和原子核的说法正确的是(   )

A．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构

B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化

C．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子

D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的

2. 难度：简单

下列说法错误的是（　　）

A．大量光子的效果往往表现出波动性，少量光子的行为往往表现出粒子性

B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小

C.人工放射性同位素半衰期比天然放射性物质半衰期短，且同种元素的各种同位素化学性质相同，可以采用放射性同位素来做“示踪原子”

D． 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

3. 难度：简单

如图 (a)是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图(b)是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图(b)中的检查是利用了哪种射线(　　)

A.α射线　　　　　　　      B．β射线

C．γ射线                   D．三种射线都可以

4. 难度：简单

在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的(　　)

A．最短波长为          B．最长波长为

C．最小频率为           D．最大频率为

5. 难度：简单

原子核A发生α衰变后变为原子核，原子核B发生β衰变后变为原子核，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是（    ）

A．X的中子数比Y少1   

B．X的中子数比Y少3

C．如果，则                

D．如果，则

6. 难度：简单

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．该实验说明物质波的存在

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

7. 难度：简单

已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E_K跟入射光的频率的关系图象如图中的直线1所示。某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E₁。若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E₂，E₂< E₁，关于这种金属的最大初动能E_K跟入射光的频率的关系图象应如图中的  （    ）

A．a                 

B．b                 

C．c                 

D．上述三条图线都不正确

8. 难度：简单

如图所示，该光电管中阴极材料的逸出功为1.9 eV，当电键K断开时，用某种光照射阴极P，发现电流表读数不为零（滑动变阻器滑动触头置于最左端）。

A．闭合电键后，触头向右移动，电流表示数会增大

B．若选用光子能量为1.7 eV的光照射光电管则电流表示数为0

C．当滑动变阻器触头向右滑动一定距离时电流表示数可能减为0

D．达到饱和光电流后，要增大电流只能通过增大正向电压来实现

9. 难度：简单

在氢原子光谱中，可见光区域中有14条，其中有4条属于巴耳末系，其颜色为一条红色，一条蓝色，两条紫色．它们分别是从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁时产生的，则(　　)

A．红色光谱线是氢原子从n＝6能级到n＝2能级跃迁时产生的

B．两条紫色光谱线是氢原子从n＝6和n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的

C．若从n＝6能级跃迁到n＝1能级将产生红外线

D．若从n＝6能级跃迁到n＝2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则从n＝6能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属产生光电效应

10. 难度：简单

如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池两极相连，电池的电动势E和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 eV，现分别用氢原子跃迁发出的能量不同的光照射钨板，下列判断正确的是                              (　　)

A．用n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光照射，N板会发出电子

B．用n＝2能级跃迁到n＝1能级发出的光照射，N板会发出电子

C．用n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的光照射，不会有电子到达金属网M

D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光照射，到达金属网M的电子最大动能为2.25 eV

11. 难度：简单

如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v₀击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动。木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为  （      ）

A．         B．2Mv₀         

C．         D．2mv₀

12. 难度：简单

物体受到合力F的作用,由静止开始运动,力F随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是(　　)

A.该物体将始终向一个方向运动

B.3 s末该物体回到原出发点

C.0～3 s内,力F的冲量等于零,功也等于零

D.2～4 s内,力F的冲量不等于零,功却等于零

13. 难度：简单

如图所示，质量相同的A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p₁=4 kg·m/s和p₂=6 kg·m/s（向右为参考正方向）做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量Δp₁和Δp₂可能分别为（    ）

A．－2 kg·m/s， 3 kg·m/s       

B．－8 kg·m/s， 8 kg·m/s

C．1 kg·m/s， －1 kg·m/s      

D．－2 kg·m/s， 2 kg·m/s

14. 难度：简单

如图所示，A、B、C三木块质量相等，一切接触面光滑，一子弹由A射入，从B射出，则三木块速度情况（      ）

A．A木块速度最大            

B．B木块速度最大

C．A、B木块速度相等        

D．C木块速度为零

15. 难度：简单

如图甲所示，一质量为M的木板静止在光滑的水平地面上，现有一质量为m的小滑块以一定的初速度v₀从木板的左端开始向木板的右端滑行，滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示，根据图像做出如下判断

A.滑块始终与木块存在相对运动

B.滑块未能滑出木板

C.滑块的质量m大于木板的质量

D.在t₁时刻滑块从木板上滑出

16. 难度：简单

 在光滑的水平面上，质量为m的A球以速度V₀与质量为5m的静止B球发生对心碰撞，碰后A球的动能变为碰前的1/9，则碰后B球的速度大小可能为：

A、　　　　 　B、　       C、　　　　　D、

17. 难度：简单

如图所示，半圆形光滑凹槽放在光滑的水平面上,小滑块从凹槽边缘A点由静止释放经最低点B 又向上到达另一侧边缘C．把从A点到达B点称为过程I，从B点到C点称为过程Ⅱ，则(   )

A．过程I中小滑块减少的势能等于凹槽增加的动能

B．过程I小滑块动量的改变量等于重力的冲量

C．过程I和过程Ⅱ中小滑块所受外力的冲量相等

D．过程Ⅱ中小滑块的机械能的增加量等于凹槽动能的减少量

18. 难度：简单

甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，如图所示.甲和她的冰车质量共为30 kg，乙和他的冰车质量也是30 kg.游戏时，甲推着一个质量为15 kg的箱子，共同以2 m/s的速度滑行.乙以同样大小的速率迎面滑来.为避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙.箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计摩擦.甲要以如下哪个速度（相对于冰面）将箱子推出，才能避免与乙相撞

①4 m/s  ②5 m/s   ③6 m/s  ④7 m/s

A．①②③④都可以     

B．②③④都可以

C．③④都可以

D．只有④可以

二、实验题

19. 难度：简单

如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

①关于本实验下列说法正确的是：                       

A．入射小球的质量应比被碰小球质量大                                                                                                                                                                 

B．小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响

C．入射球必须从同一高度释放

D. 斜槽一定要固定好，末端切线不需要调节水平

②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.

然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m₁从斜轨S位置静止释放，与小球m₂相撞，并多次重复．

接下来要完成的必要步骤是______．(填选项的符号)

A．用天平测量两个小球的质量m₁、m₂

B．测量小球m₁开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________________________(用②中测量的量表示)；

④经测定，m₁＝45.0 g，m₂＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离分别为35.20cm、44.80cm、55.68cm如图所示．

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________．

⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球m₂平抛运动射程ON的最大值为 ________ cm.

三、计算题

20. 难度：简单

已知氢原子基态的电子轨道为r₁＝0.528×10^{－10 m}，量子数为n的能级值为

(1)求电子在基态轨道上运动时的动能．（3分）

(2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态．在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．（1分）

(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长（第三问保留一位有效数字）．（3分）

(其中静电力恒量k＝9.0×10⁹ N·m²/C²，电子电量e＝1.6×10^{－19 C}，普朗克恒量h＝6.63×10^－34 J·s，真空中光速c＝3.0×10⁸ m/s)

21. 难度：简单

放在光滑水平面上的物体A和B之间用一个弹簧相连，一颗水平飞行的子弹沿着AB连线击中A，并留在其中，若A、B、子弹质量分别为m_A、m_B、m，子弹击中A之前的速度为v₀，要求求解以后过程中弹簧的最大弹性势能。

某同学给出了如下的解题过程：

三者速度相等时弹性势能最大，由动量守恒得：

还列出了能量守恒方程：

并据此得出结论。你认为这位同学的解题过程正确吗？

如正确，请求出最大弹性势能的表达式；如果错误，请你书写正确的求解过程并解出最大弹性势能.

22. 难度：简单

静止的氮核被速度是v₀的中子击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1：1，动能之比为1：4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1：6。问：甲、乙各是什么核？写出核反应方程(写出详细的计算过程)。

23. 难度：简单

如图所示，有一质量M=2 kg的平板小车静止在光滑水平面上，小物块A 、B 静止在板上的C 点，A 、B 间绝缘且夹有少量炸药。已知m_A＝2 kg，m_B＝1kg，A 、B 与小车间的动摩擦因数均为μ=0.2。A 带负电，电量为q , B 不带电。平板车所在区域有范围很大的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，且电荷量与磁感应强度q.B=10 N·s / m ．炸药瞬间爆炸后释放的能量为12 J，并全部转化为A 、B 的动能，使得A 向左运动，B 向右运动．取g ＝10 m/s²，小车足够长，求：

(1)分析说明爆炸后AB的运动情况（请描述加速度、速度的变化情况）

（2）B 在小车上滑行的距离。

24. 难度：简单

如图所示,ABC为光滑轨道,其中AB段水平放置,BC段是半径为R的圆弧,AB与BC相切于B点.A处有一竖直墙面,一轻弹簧的一端固定于墙上,另一端与一质量为M的物块相连接,当弹簧处于原长状态时,物块恰能与固定在墙上的L形挡板接触于B处但无挤压.现使一质量为m的小球从圆弧轨道上距水平轨道高h处的D点由静止开始下滑.小球与物块相碰后立即共速但不粘连,物块与L形挡板相碰后速度立即减为零也不粘连.(整个过程中,弹簧没有超过弹性限度.不计空气阻力,重力加速度为g)

(1)试求弹簧获得的最大弹性势能;

(2)求小球与物块第一次碰后沿BC上升的最大高度;

 (3)若R>>h,每次从小球接触物块至物块撞击L形挡板历时均为Δt,则小球由D点出发经多长时间第三次通过B点?