【新课标】2010高二物理下学期期末试题及答案

高中物理辅导网—2010学年度下学期高二物理期末测试[新课标版]命题范围（选修3－5）第Ⅰ卷（选择题共40分）一、选择题（每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确答案，有的小题有多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得零分）1．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（）A．核外电子受力变小B．原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子2．下列说法正确的是（）A．电子的发现表明原子核有复杂结构B．天然放射性的发现表明原子有复杂结构C．粒子散射实验证明了原子的核式结构D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的3．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（Pu23994），这种钚239可由铀239（U23992）经过n次衰变而产生，则n为（）A．2B．239C．145D．924．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A．40.8eVB．43.2eVC．51.0eVD．54.4eV5．如图所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是（）A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量高中物理辅导网．如图，X为未知的放射源，L为薄铝片.若在放射源和计数器之间加上L，计数器的计数率大幅度减小；在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变.则X可能是（）A．α和β的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的混合放射源D．纯γ放射源7．如图所示，(a)图表示光滑平台上，物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计；(b)图为物体A与小车B的v-t图象，由此可知（）A．小车上表面长度B．物体A与小车B的质量之比C．A与小车B上表面的动摩擦因数D．小车B获得的动能8．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核发生了某种衰变，已知放射出的粒子速度方向及反冲核的速度方向均与磁场方向垂直，它们在滋场中运动的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7:1，如图所示。则碳14的衰变方程为（）A．146C→01e+145BB．146C→42He+104BeC．146C→0-1e+147ND。146C→21H+125B9．下列说法正确的是（）A．Th23290经过6次衰变和4次衰变后成为稳定的原子核Pb20882B．发现中子的核反应方程是nCHeBe101264294C．200个U23892的原子核经过两个半衰期后剩下50个U23892D．U23592在中子轰击下生成Sr9438和Xe14054的过程中，原子核中的平均核子质量变小10．利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电于的衍射图样，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0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下述说法中正确的是（）A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电于束的德布罗意波的波长为2hmeuC．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显XB计数器L高中物理辅导网第Ⅱ卷（非选择题，共60分）二、填空题（共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）11．（4分）铋210的半衰期是5天，20g铋经过__________天后还剩2.5g。12．（6分）如图表示某种放射性元素的衰变化规律（纵坐标0nn表示的是任意时刻放射性元素的原子数与t=0时的原子数之比），该放射性元素的半衰期是____________天。在从某古迹中发掘出来的木材中，所含C146的比例是正在生长的植物中的80%，放射性C146的半衰期是5700年，根据图象可以推算，该古迹距今约_____________年．13．（6分）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节得_________些。14．（4分）核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.66×10-27kg。则这个核反应释放出来的能量E=_______________J。（光速c=3.00×108m/s，1u相当于935MeV，结果取二位有效数字）15．（4分）如图所示，质量为3.0kg的小车在光滑水平轨道上以2.0m/s速度向右运动．一股水流以2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁，已知水流流量为5.0×10-5m3/s，射到车壁的水全部流入车厢内．则经过t=s时间小车就开始反向运动。（水的密度为1.0×103kg/m3）三、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）16．（8分）如图是氢原子能级图。有一群氢原子由n=4能级向低能级跃迁，已知普朗克常数h=6.63×10-34J·s，求：（1）这群氢原子的光谱共有几条谱线；（2）这群氢原子发出光的最大波长．v1水流放射源探测接收器MN月0nn04810260.20.40.60.81.0高中物理辅导网．（8分）在匀强磁场中有一个静止放置的放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，它们的速度方向都与磁场方向垂直。若测得α粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1，如图所示。则反冲核的电荷数是多少？18．（10分）已知23592U有一种同位素，比23592U核多3个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变，放出的粒子的速度大小为v0，试写出衰变的核反应方程（产生的新核的元素符号可用Y表示），并求出衰变后的残核初速度多大？19．（10分）质量m1=60kg的男滑冰运动员怀抱质量为m2=40kg女滑冰运动员以v0=10m/s的速度沿水平光滑冰面做直线运动，某时刻男运动员突然将女运动员向前水平推出，推出后两运动员仍在原直线上运动，经时间t=2.0s后两人相距s=4.0m，试分析：（1）两人分离后各自在冰面上的速度；（2）男运动员将女运动员推出时消耗的体能。1．BD解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要发射一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故AC错，BD正确.2．CD3．A解析：由衰变规律，质量数不变，质子数增加1，Pu23994比U23992质子增加2，所以发生2次衰变．4．B解析：根据玻尔理论，氢原子吸收光子能量发生跃迁时光子的能量需等于能级差或大于基态能级的绝对值.氦离子的跃迁也是同样的.因为E2-E1=-13.6-（-54.4）eV=40.8eV，选项A是可能的.E3-E1=-6.0-（-54.4）eV=48.4eVE4-E1=-3.4-（-54.4）eV=51.0eV，选项C是可能的.E∞-E1=0-（-54.4）=54.4eV，选项D是可能的.所以本题选B.高中物理辅导网．CD解析：因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，出现质量亏损，故放出核能，故A错，同理可得B错，C、D正确。6．C解析：本题考查三种射线的特点.由于α粒子的贯穿本领较小，在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明含有α粒子;在铝片L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的是γ射线而不是β射线，因此放射源为α和γ的混合放射源.故正确选项为C.7．BC由图象可知，AB最终以共同速度v1匀速运动，不能确定小车上表面长度，A错；由动量守恒定律得，110)(vmvvmBA，故可以确定物体A与小车B的质量之比，B对；由图象，A相对小车B的位移s可知，根据能量守恒可以确定A与小车B上表面的动摩擦因数，C对；由于小车B的质量不可知，故不能确定小车B获得的动能，D错。故正确答案为：BC。8．C根据qBmvr判断两电荷的电荷量之比为1：7。两圆内切，所以为异种电荷，因此C项正确。9．ABD对A项根据质量数与电荷数守恒判断；B项符合事实；C项半衰期是一种统计规律表现，所以错误；D项在裂变中放能，有质量亏损，正确。本题ABD项正确。10．AB衍射现象是波所特有的现象，A对；根据ph判断B对；发生明显衍射的条件取决于入射波的波长与障碍物的大小比较差不多或比它大，但将加速电压U越大将导致电于束的德布罗意波的波长更小，所以衍射现象越不明显，D项也是同样的道理，所以CD错误。11．（4分）1512．180，190013．β射线；大解析：通过铝板的粒子数超标是指通过的太多，应加大铝板厚度，调大些。14．E=2.8×10-12J解析：核反应释放出来的能量：E=△mc2，而△m=（m氘＋m氚）－（mHe＋mn）=0.0188u，由计算得：E=2.8×10-12J。15．50解：由题意知，小车质量m=3.0kg，速度v1=2.0m/s；水流速度v2=2.4m/s，水流流量Q=5100.5m3/s，水的密度ρ=3100.1kg/m3。设经t时间，流入车内的水的质量为M，此时车开始反向运动，车和水流在水平方向没有外力，动量守恒，所以有mv1－Mv2=0①又因为M=ρV②V=Qt③由以上各式带入数据解得t=50s④16．（8分）解：（1）62)14(42)1(nn条（或画图得出6条）（2分）（2）光子的能量越小，则频率越小，波长越大。从n=4能级向n=3跃迁时，辐射的光子高中物理辅导网)51.1(85.0（3分）光子的最大波长为mmEhc6198341088.110056.11031063.6（3分）17．（8分）解：放射性元素的原子核，放出α粒子的过程动量守恒，由于初始动量为零，所以末态动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，即p1=p2=p（2分）α粒子和反冲核在磁场中均做匀速圆周运动，故：qvB=Rmv2，R=qBmv，所以α粒子的半径：R1=eBp2（2分）设反冲核的电荷量为Q，则反冲核的半径：R2=QBp（2分）所以：144221eQRR，Q=88e.（2分）即反冲核的电荷数是88。18．（10分）比23592U核多3个中子的同位素核是23892U。23892U核发生衰变，残核的质量数为234。核反应方程为，23892U→23490Y+42He（4分）设粒子质量为4m，则残核质量为234m，由动量守恒定律得mvmv23440，（4分）解得残核的速度为01172vv。（2分