2014届高二实验班、零班物理周考卷三

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2014届高二实验班、零班物理周考卷三 (时间:100分钟,满分:100分)2013年3月19日 命题人:夏良智 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,) 1.关于光电效应,以下说法正确的是( ) A.金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 B.光电流的强度与入射光的强度无关 C.用不可见光照射金属,一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大 D.对于任何一种金属都存在一个极限波长,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生 光电效应 2.下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是( ) A.同种放射性元素,在化合物中的半衰期比在单质中长 B.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关,它是一个统计规律,只对

大量的原子核才适用 C.氡的半衰期是3.8天,若有4 g氡原子核,则经过7.6天就只剩下1 g D.氡的半衰期是3.8天,若有4个氡原子核,则经过7.6天就只剩下一个

3.光子有能量,也有动量p=h,它也遵守有关动量的规律.如图1所示,真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片,右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片.当用平行白光垂直照射这两个圆面时,关于此装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( ) A.顺时针方向转动 B.逆时针方向转动 C.都有可能 D.不会转动 4.英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了 α 粒子的散射现象.下图2中, O 表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的 α 粒子的运动轨迹的图是( )

5.“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.2 B.239 C.145 D.92

图1 OO图2 6.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=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图3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.40.8 eV B.43.2 eV C.51.0 eV D.54.4 eV 7.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境,他们使两个带正电的不同重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞.为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( ) A.速率 B.质量 C.动量 D.动能

8.如图4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 9.如图5,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 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 10.如图7所示,MN和PQ为置于水平面上足够长的光滑导轨,匀强磁场B垂直导轨平面,金属滑杆ab和cd的质量均为m.开始时ab杆静止,并使cd杆有一个方向向右的初速度υ0,整个装置的电磁辐射忽略不计,导轨MN和PQ的电阻不计。整个过程中下述说法正确的是:( ) A.系统的机械能守恒 B.两滑杆组成的系统动量守恒 C.滑杆ab做匀加速直线运动 D.整个回路产生的热量Q=mυ02/4

二、填空题(共3小题,共20分)

11、(6分)如图8所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内,K为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为1.9eV),A为阳极。在a、b间不接任何电源,用频率为(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K,会发现电流表指针有偏转。这时,若在a、b间接入直流电源,a接正极,b接负极,并使a、b间电压从零开始逐渐增大,发现当电压表的示数增大到2.1V时,电流表的示数刚好减小到零。则a、b间未接直流电源时,通过电流表的电流方向为 ;从阴极K发出的光电子的最大初动能EK= J;入射单色光的频率ν= 。

图4 图7 XB计数器

L

V μA K A 单色光 图8 12、(6分)如图9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) 13、(8分)正电子(PET)发射计算机断层显像:它的基本原理是:将放射性同位素15O注入人体,参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET原理,回答下列问题: (1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式. (2)将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途( ) A.利用它的射线 B.作为示踪原子 C.参与人体的代谢过程 D.有氧呼吸 (3)设电子质量为m,电量为q,光速为c,普朗克常数为h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长= . (4)PET中所选的放射性同位素的半衰期应 .(填“长”或“短”或“长短均可”)

三、计算题(本题有4小题:共40分,解答应写出必要的文字说明,方程式和重要演算

步骤,写出最后答案的不得分。) 14、.一光电管的阴极用极限波长λ0=5.0×10-7m的钠制成。用波长λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差U =2.1V,光电流的饱和值I =0.56mA。 (l)求每秒内由K极发射的电子数。 (2)求电子到达A极时的最大动能。 (3)如果电势差U不变,而照射光的强度增到原值的3倍,此时电子到达A极时的最大动能是多少?(普朗克恒量h=6.63×10-34J·s,电子的电量e=1.6×10-19C)。

15.已知氘核质量为2.0136 u,中子质量为1.0087 u,32He的质量为3.0150 u.两个氘核聚变成32He并放出一个中子.若两个氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应,

且释放的核能全部转化为机械能,则反应中生成32He的和中子的动能各是多少兆电子伏?(质量亏损为1 u时,释放的能量为931.5 MeV)

v1 水流

图9 16.如图11所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,

直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核(88226Ra)沿着与+x成角方向释放一个粒子后衰变成氡核(Rn)。粒子在y轴上的N点沿x方

向飞离磁场,N点到O点的距离为l,已知OA间距离为l2,粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为m0。 (1)写出镭核的衰变方程; (2)如果镭核衰变时释放的能量全部变为粒子和氡核的动能,求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。

17.如图12,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t=3s有两个光滑的质量为m=1kg的小球B自传送带的左端出发,以v0=15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后,球立即进入

盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t1=31s而与木盒相遇。求(取g=10m/s2) (1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度时多大? (2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇? (3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?

图11 B A v v

0

图12 高二物理周考卷答题卡 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D BC B BD A B C C C BD

二.实验题:(20分)

11、 从下向上;3.36×10-19J;9.65×1014Hz 12、50S

13、(1)158O157N+01e,01e+01e2.(2)B (3)=h/mc.(4)半衰期应极短. 三、计算题:(40分请写出必要的演算步骤) 14、解析:(1)每秒内由K极发射的电子数:12105.3/eItn个 (2)由爱因斯坦光电效应方程得:

)100.51100.31(1031063.6)11(7783400hcWhEkJ

=2.65×10-19J 再由动能定理,有: kkmEEeU 到达A极时的最大动能为: 1.2106.11065.21919eUEEkkm(J)=6.01×10-19J

(3)当光强度增到原值三倍时,电子到达A极时的最大动能不变。

15、解析:核反应方程为H21+H21→He32+n10 由题给条件可求出质量亏损为 Δm=2.0136×2 u-(3.0150+1.0087) u=0.0035 u 释放的核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.0035 MeV=3.26 MeV 因为该反应中释放的核能全部转化为机械能,即转化为He32核和中子的动能.设He32和中子的质量分别为m1、m2,速度分别为v1、v2,反应后动能分别为E1、E2.则由动量守恒及能量的转化和守恒定律,得

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