2009-2010学年黑龙江省大庆实验中学高二（下）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是（ ）
A．延长光照时间
B．增大光的强度
C．换用波长较短的光照射
D．换用频率较低的光照射

2. 难度：中等

右图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E_k与入射光频率v的关系图象，由图象可知（ ）
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hv
C．入射光的频率为2v时，产生的光电子的最大初动能为E
D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为

3. 难度：中等

频率为v的光子，具有的能量为hv、动量为．将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称光子的散射．下列关于光子散射说法中正确的是（ ）
A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小
B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长
D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率

4. 难度：中等

卢瑟福根据α粒子散射实验的结果的分析，提出了（ ）
A．电子是原子的组成部分
B．原子核是由质子和中子组成的
C．原子的核式结构模型
D．原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动

5. 难度：中等

关于光谱，下列说法正确的是（ ）
A．各种原子的发射光谱都是线状谱
B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的
C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
D．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质组成成分

6. 难度：中等

氢原子的能级如图所示，氢原子中核外电子从第2能级跃迁到基态时，辐射的光照射在某金属上时能产生光电效应．那么，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的各种频率的光可能使此金属板发生光电效应的至少有（ ）
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种

7. 难度：中等

根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从半径为r_a的圆轨道自发地直接跃迁到另一半径为r_b的圆轨道上，r_a＞r_b．在此过程中（ ）
A．原子要发出某一频率的光子
B．原子要吸收某一频率的光子
C．原子要发出一系列频率的光子
D．原子要吸收一系列频率的光子

8. 难度：中等

μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为v₁、v₂、v₃、v₄、v₅和v₆的光，且频率依次增大，则E等于（ ）
A．h（v₂+v₁）
B．h（v₅+v₆）
C．hv₃
D．hv₄

9. 难度：中等

氢原子的能级如图所示，欲使处于基态的氢原子被激发，下列措施可行的是（ ）

A．用12.09eV的光子照射
B．用12eV的电子照射
C．用12eV的光子照射
D．用10 eV的电子照射

10. 难度：中等

介子有两个夸克构成，而夸克之间的相互作用相当复杂．研究介子可通过用高能电子与之作非弹性碰撞来进行．由于碰撞过程难于分析，为掌握其主要内涵，人们发展了一种简化了的“分粒子”模型．其主要内容为：电子只和介子的某部分（比如其中一个夸克）作弹性碰撞．碰撞后的夸克再经过介子内的相互作用把能量和动量传给整个介子．
该物理现象可用下面的典型模型来描述如图所示：一个质量为M及动能为E的电子，与介子的一个质量为m₁的夸克作弹性碰撞，介子里另一个夸克的质量为m₂（m₁≠m₂），夸克间以一无质量的弹簧相连．碰撞前夸克处于静止状态，弹簧处于静止状态，弹簧处于自然长度L．所有运动都是一维的，忽略一切相对论效应．则碰撞后运动过程中夸克m₂可能具有的动能为（ ）

A．
B．E_k=E
C．E
D．E

二、解答题

11. 难度：中等

如图1所示，对光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图．两块平行金属板间距为d，其中N为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合，电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在MN间加上垂直纸面的匀强磁场，当磁感强度为B时，A表读数也恰好为零．
（1）求光电子的比荷的表达式______．
（2）光电管的阴极常用活泼的碱金属制成，原因是这些金属：______
A．导电性好      B．逸出功小
C．发射电子多    D．电子动能大
（3）光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，如图2为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果．

三、填空题

12. 难度：中等

某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速运动，设计如图1所示：

在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为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2所示，并测得各计数点间的距离，在图上标出A为运动起始的点，则应选    段来计算A碰前的速度，应选    段来计算A和B碰后的共同速度．
（2）已测得小车A的质量m_A=0.4kg，小车B的质量m_B=0.20kg，则由以上结果可得碰前总动量=    kg•m/s，碰后总动量=    kg•m/s．

四、解答题

13. 难度：中等

甲、乙两个溜冰者相对而立，质量分别为m_甲=60kg，m_乙=70kg，甲手中另持有m=10kg的球，如果甲以相对地面的水平速度v=4m/s把球抛给乙，求：
（1）甲抛出球后的速度多大？
（2）乙接球后的速度多大？

14. 难度：中等

如图，一质量为M的物块静止在光滑水平桌面的边缘，桌面离水平面的高度为h，一质量为m的子弹以水平速度v射入物块后，以水平速度v/2射出，重力加速度为g．已知M=3m，求：
（1）此过程中系统损失的机械能；
（2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．

15. 难度：中等

如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的平板车，一小金属块以水平速度v滑到平板车上，在0～t时间内它们的速度随时间变化的图象如图乙所示，求：
（1）小金属块与平板车的质量之比；
（2）小金属块与平板车上表面间的动摩擦因数；
（3）若小金属块刚好没滑离平板车，则平板车的长度为多少．

16. 难度：中等

在纳米技术中需要移动式修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间．在此华裔诺贝尔物理奖得主朱棣文发明了“激光致冷”技术．若把原子和入射光子看成两个小球，则“激光致冷”与下述力学模型类似．一质量为M的小球A以速度v水平向右运动，如图所示，一个动量大小为P的小球B水平向左射向小球A并与之发生碰撞，当两球形变量最大时，形变量突然被锁定一段时间△T，然后突然解除锁定使小球B以大小相同的动量p水平向右弹出．紧接着小球B再次以大小为p的动量水平向左射向小球A，如此不断重复上述过程，小球B每次射入时动量大小为p，弹出时动量大小也为p，最终小球A将停止运动．设地面光滑，除锁定时间△T外，其他时间均可不计．求：
（1）小球B第一次入射后再弹出时，小球A的速度大小和这一过程中小球A动能的减少量．
（2）从小球B第一次入射开始到小球A停止运动所经历的时间．