2010-2011学年山西省太原五中高三（上）月考物理试卷（10月份）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是（ ）
A．微波是指波长在10^-3m到10m之间的电磁波
B．微波和声波一样都只能在介质中传播
C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

2. 难度：中等

2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．某单色光照射一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应

3. 难度：中等

在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m=1.67x10^-27kg，普朗克常量h=6.63x10^-34J•s，可以估算德布罗意波长λ=1.82x10^-10m的热中子动能的数量级为（ ）
A．10^-17J
B．10^-19J
C．10^-21J
D．10^-24J

4. 难度：中等

关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有（ ）
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．黑体热辐射的强度与波长无关
D．黑体辐射无任何实验

5. 难度：中等

两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m_A=1kg、m_B=2kg、v_A=6m/s、v_B=2m/s．当球A追上球B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（取两球碰撞前的运动方向为正）（ ）
A．v_A′=5m/s，v_B′=2.5m/s
B．v_A′=2m/s，v_B′=4m/s
C．v_A′=-4m/s，v_B′=7m/s
D．v_A′=7m/s，v_B′=1.5m/s、

6. 难度：中等

氢原子从基态跃迁到激发态时，下列论述中正确的是（ ）
A．动能变大，势能变小，总能量变小
B．动能变小，势能变大，总能量变大
C．动能变大，势能变大，总能量变大
D．动能变小，势能变小，总能量变小

7. 难度：中等

在光滑水平面上有甲、乙两小车，两小车之间夹一根压缩的轻质弹簧，弹簧与小车不相连，两车用手按住保持静止，则（ ）
A．两手同时放开甲、乙两车，总动量始终为零
B．甲车稍先放开，乙车稍后放开，总动量指向甲车一边
C．乙车稍先放开，甲车稍后放开，总动量指向甲车一边
D．两车稍前、稍后放开，在两车都放开后，两车的总动量守恒

8. 难度：中等

某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10^-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×10⁸m/s，元电荷为1.6×10^-19C，普朗克常量为6.63×10^-34J•s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别（ ）
A．5.3×10¹⁴H_Z，2.2J
B．5.3×10¹⁴H_Z，4.4×10^-19J
C．3.3×10³³H_Z，2.2J
D．3.3×10³³H_Z，4.4×10^-19J

9. 难度：中等

如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于以n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是（ ）
A．最容易表现出衍射现象的光是由，n=4能级跃迁到n=1能级产生的
B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应

10. 难度：中等

下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有（ ）
A．
B．
C．
D．

二、填空题

11. 难度：中等

如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的    射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调    一些．

12. 难度：中等

地表处₆¹²C和₆¹⁴C存在一定的比例，植物吸收后₆¹²C和₆¹⁴C也含有一定的比例，植物死后，不再吸收碳．已知₆¹⁴C具有β放射性，则其衰变方程是．    若其半衰期为5600年，现测得某被伐古树₆¹⁴C是活树的，则该古树是    年前被伐的．

13. 难度：中等

（1）伦琴射线管是用来产生X射线的一种装置，构造如图所示．真空度很高（约为10^-4帕）的玻璃泡内，有一个阴极K和一个阳极A，由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极，会产生包括X光内的各种能量的光子，其中光子能量最大值等于电子的动能．已知阳极和阴极之间的电势差U，普朗克常数h，电子电量e和光速c，则可知该伦琴射线管发出的X最大频率为   
（2）在NaCl蒸气中存在由钠离子Na⁺和氯离子Cl^-靠静电力构成的单个氯化钠NaCl分子，若取Na⁺与Cl^-相距无限远时的电势能为零，则一个NaCl分子的电势能为-6.1eV．已知使一个中性钠原子Na最外层电子脱离钠原子形成钠离子Na⁺所需的能量为5.1eV；使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子Cl^-所放出的能量为3.8eV．由以上数据可算出：将一个NaCl分子分解，并变为彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，需要吸收的总能量等于     eV．

14. 难度：中等

如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放出的A射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经研究知道A为    ，B为    ．

15. 难度：中等

某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

（1）若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选    段来计算A的碰前速度，应选    段来计算A和B碰后的共同速度（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．

（2）已测得小车A的质量m₁=0.40kg，小车B的质量m₂=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m_Av_A+m_Bv_B=    kg•m/s；碰后m_Av_A，+m_Bv_B，=    kg•m/s．并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等    ．（计算结果保留三位有效数字）

三、解答题

16. 难度：中等

氢原子第n能级的能量为，其中E₁是基态能量，而n=1，2，…．若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？

17. 难度：中等

如图所示，质量为3m、长度为L的木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v水平向右射入木块，穿出木块时速度为，设木块对子弹的阻力始终保持不变．
（1）求子弹穿透木块后，木块速度的大小；
（2）求子弹穿透木块的过程中，木块滑行的距离s；
（3）若改将木块固定在水平传送带上，使木块始终以某一恒定速度（小于v）水平向右运动，子弹仍以初速度v水平向右射入木块．如果子弹恰能穿透木块，求此过程所经历的时间．

18. 难度：中等

现有一群处于n=4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量为：E₁=-13.6eV，，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h=6.63×10^-34 J•s．则：
（1）电子在n=4的轨道上运动的动能是多少？
（2）电子实际运动有题中所说的轨道吗？
（3）这群氢原子发光的光谱共有几条谱线？
（4）这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？

19. 难度：中等

静止的镭226（₈₈²²⁶Ra）发生α衰变，生成氡（R_n），如果衰变中放出的能量都转化为α粒子和氡核的动能．
（1）写出衰变方程；
（2）求α粒子与氡核的动能之比；
（3）若α粒子与氡核的运动方向与匀强磁场的方向垂直，画出轨迹示意图，并计算轨道半径之比．