【新课标】2016高二物理下学期期末试题及答案

高二物理3-5测试一、选择题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 ．α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（Pu 23994），这种钚239可由铀239（U 23992）经过n 次β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E 1=-54.4 eV ，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 ．40.8 eVB ．43.2 eVC ．51.0 eVD ．54.4 eV5．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 6．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v 0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 + 145B B ．146C → 42He + 104BeC ．146C → 0-1e + 147ND 。

146C → 21H + 125B9．下列说法正确的是（ ）A ．Th 23290经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb 20882B ．发现中子的核反应方程是nC He Be 101264294+→+C ．200个U 23892的原子核经过两个半衰期后剩下50个U 23892D ．U 23592在中子轰击下生成Sr 9438和Xe 14054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λ=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二、填空题11．铋210的半衰期是5天，20g 铋经过__________天后还剩2.5g 。

12．如图表示某种放射性元素的衰变化规律（纵坐标0n n 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C 146的比例是正在生长的植物中的80%，放射性C 146的半衰期是5700年，根据图象可以推算，该古迹距今约_____________年．13．如图所示是验证小球A 、B 正碰时动量守恒的实验示意图，实验中，P 点是小球A 单独以水平速度平抛落地的着地点，N 点和M 点是A 球正碰B 球后，B 球和A 球的着地点。

①在该实验中，如果用小球的_____________时间作为时间单位，则小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度的大小；②实验中为保证A 球与B 球碰撞时，不会被弹回，两球的质量关系应是m A _______m B （填“＞”、“＜”或“=”）；③验证A 、B 两小球在碰撞前后总动量守恒的关系式为_______________ ___________。

14．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）三、计算题15．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．16．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？第14题图17．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α衰变，放出的α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？18．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β衰变规律，质量数不变，质子数增加1，Pu 23994比U 23992质子增加2，所以发生2次β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 E 2-E 1=-13.6-（-54.4） eV=40.8 eV ，选项A 是可能的.E 3-E 1=-6.0-（-54.4） eV=48.4 eVE 4-E 1=-3.4-（-54.4） eV=51.0 eV ，选项C 是可能的.E ∞-E 1=0-（-54.4）=54.4 eV ，选项D 是可能的. 所以本题选B.5．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v 1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)(v m v v m B A =-，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qBm v r =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 =λ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 =△mc 2 ，而△m = （m 氘 ＋m 氚）－（m He ＋m n ）=0.0188 u ，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v 1=2.0m/s ；水流速度v 2=2.4m/s ，水流流量Q =5100.5-⨯m 3/s ，水的密度ρ=3100.1⨯kg/m 3。

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mv 1－Mv 2=0 ①又因为 M =ρV ②V =Qt ③由以上各式带入数据解得 t =50s ④16．（8分）解：（1）62)14(42)1(=-=-n n 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，辐射的光子能量最小J eV eV eV E E E 193410056.166.0)51.1(85.0-⨯==---=-=∆ （3分） 光子的最大波长为m m E hc 6198341088.110056.11031063.6---⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=λ （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p 1=p 2=p （2分）α粒子和反冲核在磁场中均做匀速圆周运动，故：qvB =R m v 2，R =qBm v ，所以α粒子的半径：R 1=eBp 2 （2分） 设反冲核的电荷量为Q ，则反冲核的半径：R 2=QBp （2分） 所以：144221==e Q R R ，Q =88e . （2分） 即反冲核的电荷数是88。