天津一中2012-2013 高三年级零月考考试

物理学科试卷

一、单选题：（每小题只有一个选项是正确的）

1．关于下列说法正确的是（ ）

A．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场

B．
粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的

C．当氢原子从n=3的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子，核外电子动能增加

D．核力与万有引力都是只有引力，没有斥力

【答案】C

根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场；在变化的磁场周围一定产生电场，只有非均匀变化的磁场周围才产生变化的电场，故A错误．α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故B错误．氢原子从高能级跃迁到低能级时，发射出光子，核外电子动能增加，C正确。核力只存在于相邻核子之间，既有引力也有斥力，D错误。

2．如右图所示，空气中有一块截面为扇形的玻璃砖，折射率为
，现有一细光束，垂直射到AO面上，经玻璃砖反射、折射后，经OB面平行于入射光束返回，∠AOB为135°，圆半径为r，则入射点P距圆心O的距离为（ ）

A．
B．

C．
D．

【答案】B

画出光路图分析，由几何关系可得，∠OCP =7.5°，所以入射点P距圆心O的距离为
，选B。

3．物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验。下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中不正确的（ ）

A．α粒子散射实验表明了原子具有核式结构

B．光电效应实验证实了光具有粒子性

C．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒

D．天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论

【答案】D

天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核可以再分，并未证实玻尔的原子理论，本题选D.

4．氢原子能级如图所示，若氢原子发出的a、b两种频率的光，用同一装置做双缝干涉实验，分别得到干涉图样如图甲、乙两图所示。若a 光是由能级n=5向n=2跃迁时发出的，则b光可能是( )

A．从能级n=4 向n=3跃迁时发出的

B．从能级n=4 向n=2跃迁时发出的

C．从能级n=6 向n=3跃迁时发出的

D．从能级n=6 向n=2跃迁时发出的

【答案】D

根据双缝干涉条纹的间距公式△x=
λ结合题中图象可知，a光的波长大于b光的波长，从而可知a光的频率小于b光的频率，核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量△E=En-Em=hγ，故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，符合条件的只有D选项。

5．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说法正确的是 （ ）

A．P光的频率大于Q光

B．P光在水中的传播速度小于Q光

C．让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹宽度大于Q光的中心条纹宽度

D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光

【答案】C

由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q，所以P的折射率小于Q的，那么P在水中的速度大于Q，P光的频率小于Q光．故A、B错误；由题意可知P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹宽度大于Q光的中心条纹宽度，通过同一双缝干涉装置，P光的相邻条纹间距大于Q．故C正确D错误。

6．如图所示，一细白光通过三棱镜折射后分为各种单光，取其中的
三种单色光，并同时做如下实验：

①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验，装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变）

②让这三种单色光分别照射锌板

③让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上

下列说法中正确的是（ ）

Ａ．如果
种色光能产生光电效应，则
种色光一定能产生光电效应

Ｂ．
种色光的波动性最显著

Ｃ．
种色光穿过光纤的时间最长

Ｄ．
种色光形成的干涉条纹间距最小

【答案】C

根据光的色散结果可知，光束c的偏折角最大，光束a的偏折角最小，说明玻璃对c光的折射率最大，对a光的折射率最小，由
可知在光纤中c光的传播速度最小，
种色光穿过光纤的时间最长，C正确。在真空中c的频率最高，波长最短，产生的干涉条纹间距最小，D错误．波长越长，波动越强，a种色光的波动性最显著，B错误．如果
种色光能产生光电效应，则
种色光不一定能产生光电效应，A错误。

7．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．单色光1的波长大于单色光2的波长

B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度

C．单色光1的光子能量小于单色光2的光子能量

D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角

【答案】D

由折射光路知，1光线的折射率大，频率大，能量大，波长小，在介质中的传播速度小，产生全反射的临界角小，故D正确，ABC错误．

8．在图1所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电流，其负极与电极A相连，是电流表，实验发现，当用某种频率的单色光照射K时，K会发出电子（光电效应），这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流。当A的电势低于K时，当A比K的电势低到某一值Uc时，电流消失，Uc称为截止电压，当改变照射光的频率ν，截止电压Uc也将随之改变，其关系如图2所示，如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电量，则 （ ）

①可求得该金属的极限频率

②可求得该金属的逸出功

③可求得普朗克常量

④可求得中子的质量

A．①②③④

B．②③

C．①③④

D．①②③

【答案】D

由于
，故金属的极限频率
，金属的逸出功
，普朗克常量
，本实验无法求出中子质量。

9．以下说法正确的是 （ ）

A．利用红外线进行遥感、遥控，主要是因为红外线的波长长，不容易发生衍射

B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象

C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系

D．a射线、β射线、γ射线本质上都是电磁波

【答案】C

红外线的波长长，容易发生衍射，常用于遥感、遥控，A错误；光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，B错误；根据光速不变原理可知，C正确；a射线的本质是氦原子核，D错误。

10．雷蒙德· 戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为ve十


Ar+
e,已知C1核的质量为36.95658 u，,Ar核的质量为36.95691 u，
e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV．根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（ ）

A．0.82 MeV B．0.3l MeV C．1.33 MeV D．0.51 MeV

【答案】A

反应过程需要能量为：E=mc2=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c2根据1?u质量对应的能量为931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小为0.82MeV，故BCD错误，A正确．

11．下列说法正确的是（ ）

A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

C．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加

【答案】D

太阳内部进行的是热核聚变，故A错误．原子核式结构模型是在α粒子散射实验基础上提出来的，故B错误．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率太低，波长太长，C错误。（和卫星绕地球运动类似），电子绕核运动时，半径增大，电场力做负功，势能增大，动能减小，总能量增大，D正确。

12．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了

B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

C．γ射线一般伴随α或β射线产生，三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强，

D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核子数减少了2

【答案】B

放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，这是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，A错误。选项B说法正确。根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能力最强，穿透能力最弱，故C错误。根据质量数和电荷数守恒可知：发生α衰变放出42He，导致质子数减小2个，质量数减小4，故中子数减小2，核子数减少了4，故D错误。

13．设某放射性同位素A的半衰期为T，另一种放射性同位素B的半衰期为
。在初始时刻，A的原子核数目为N0，B的原子核数目为4N0，则：（ ）

A．经过时间T，A、B的原子核数目都等于

B．经过时间2T，A、B的原子核数目都等于

C．经过时间3T，A、B的原子核数目都等于

D．经过时间4T，A、B的原子核数目都等于

【答案】 B

根据衰变规律
，结合题中已知条件计算，易知只有选项B正确。

变，释放的能量是（N0是阿佛加得罗常数） （ ）

A．N0×17.6MeV B．2N0×17.6MeV

C．3N0×17.6MeV D．5N0×17.6MeV

【答案】A

核聚变释放的能量是1个氘核和一个氚核释放的，氘核的原子质量是2g，即1摩尔，1mol的氘核有1N0个反应过程，能够释放1N0×3.26MeV能量，故选项A正确。

15．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放射出一个α粒子，而得到一张“8”字形的径迹照片．经测定“8”字形的两个圆半径之比是44：1，若一个基本电量为e，则这个原子核原先所带的电量为（ ）

A．43e B．45e C．88e D．90e

【答案】D

放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒．由半径公式可得轨迹半径与电量成反比，“8”字形的两个圆半径之比是44：1，所以两粒子的电量之比为1:44，即α粒子带电荷量2e，另一粒子带电荷量88e，由电荷守恒知这个原子核原先所带的电量为90e。

16．下列哪些现象属于光的衍射现象（ ）

A．雨后天空美丽的彩虹

B．阳光下肥皂膜的彩色条纹

C．光通过三棱镜产生的彩色条纹

D．对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹

【答案】D

雨后天空美丽的彩虹和太阳光通过三棱镜产生彩色条纹，是由于光发生了色散现象即属于光的折射现象，故A、C错误．阳光下肥皂膜上的彩色条纹，是属于薄膜干涉现象，故B错误．对着日光灯从两支紧靠的铅笔间窄缝看到的彩色条纹，是光绕过障碍物传播的现象，故属于光的衍射现象，而之所以看到彩色条纹，是由于不同的色光波长不同发生叠加造成的，故D正确。

17．下列说法中正确的是（ ）

A．发现质子的核反应方程是：

B．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出光子的能量，高于从n=8能级跃迁到n=2能级所辐射出光子的能量

C．由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量

D．天然放射现象说明原子核内部有电子

【答案】B

选项A核反应式书写错误，应为
；由氢原子能级分布可知选项B正确；爱因斯坦提出的质能方程E=mc2告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比，质量不可以转变为能量，选项C错误；天然放射现象说明原子核还可以再分，选项D错误。

二、不定项选择题 （每小题的四个选项中，都有多个选项是正确的）

18．如图所示，一束白光垂直于全反射棱镜的AC面射入，在BC面上又发生全反射，则下述正确的是（ ）

A．若将入射光以Ｏ点为轴逆时针转动， 则可能有光透过BC面

B．若将入射光以Ｏ点为轴顺时针转动，则可能有光透过BC面

C．若有光透过BC面，首先是红光

D．若有光透过BC面，首先是紫光

【答案】 AC

垂直射入AC面的白光在BC面已发生全反射，若入射光逆时针旋转，则光在BC面上的入射角有可能小于临界角，有光线射出；顺时针转动时，在BC面上的入射角大于临界角，发生全反射，不可能有光射出；选项A正确B错误。若有光透过BC面，由于红光比紫光折射率小，所以红光最先达到临界角，则红光先射出．选项C正确D错误。

19． 以下说法中正确的是（ ）

A．核反应堆中镉棒的作用是控制反应堆的功率

B．β射线比α射线更容易使气体电离

C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变

D．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减少，核外电子运动的加速度增大

【答案】 AD

根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能力最强，穿透能力最弱，故B错误; 太阳内部进行的是热核聚变，故C错误；镉棒是吸收中子的材料，可以控制反应堆的功率，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减少，核外电子运动的动能增大，由
知加速度增大，选项AD正确。20．以下说法正确的是（ ）

Ａ．γ射线是核外电子由外层轨道向内层轨道跃迁时发出的

Ｂ．氢原子的核外电子,在由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道的过程中放出光子,电子的动能增大

Ｃ．α粒子轰击硼10(
)生成氮13(
)和x粒子。氮13具有放射性,放出y粒子并生成碳13，则x粒子和y粒子分别是中子和正电子

Ｄ．麦克斯韦电磁场理论指出：变化的电场一定产生变化的磁场

【答案】BC

γ射线是一种波长很短的高频电磁波，它不是原子核外电子跃迁产生的，选项A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场，故D错误；由氢原子跃迁规律和核反应方程质量数和电荷数守恒知选项B、C说法正确。

21．如图所示是一竖直的肥皂液薄膜的横截面，关于竖直的肥皂薄膜上产生光的干涉现象，下列陈述正确的是（ ）

A．干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加

B．干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷的叠加线

C．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小

D．薄膜的干涉条纹基本上是竖直的

【答案】AC

前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以出现干涉条纹，因为路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．上述两列反射波的波谷与波谷的叠加线，振动加强，应该出现暗条纹；绿光比黄光的波长短，所以用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小，由于出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故A、C正确，B、D错误．

22．下列叙述正确的是（ ）

A．任何一个运动着的物体，都有一种波和它对应，这种波叫德布罗意波

B．光子在空间各点出现的可能性的大小，可以用波动规律描述，光波叫做概率波

C．激光是一种人工产生的相干光源，利用强激光产生的高压可以引起核聚变

D．泊松亮斑说明光具有粒子性

【答案】ABC

泊松亮斑是光的衍射现象，其说明光具有波动性，其余三项叙述正确。

23．静止在匀强磁场中的
核，发生α衰变后生成Th核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是（ ）

A．衰变方程可表示为：

B．衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1:45

C．Th核和α粒子的动能之比为2:117

D．若α粒子转了117圈，则Th核转了90圈

【答案】CD

核反应方程不能用“等号”，应该为单箭头，选项A错误；由左手定则可知衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个外切圆，选项B错误；衰变后的Th核和α粒子的动量大小相等，方向相反，又
，所以两新粒子的动能之比为2:117，选项C正确；由
可知选项D正确。

三、填空题：

24．
经过核衰变成为
，共发生了 次
衰变， 次
衰变。

i的半衰期是5天，12g的
i经过15天后剩下 g.

【答案】4 ；2； 1.5

根据质量数和电荷数守恒，设共发生了x次
衰变y次
衰变，则有238=222+4x,92=86+2x-y,解得x=4,y=2;

由半衰期的定义可得，
，代入题给数据解得m=1.5g.

25．某种单色光在真空中的波长为
，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为_______，每个光子在水中的能量为______。

【答案】
；

光由真空射入水中，频率f=
保持不变，每个光子在水中的能量为
;光在水中的波长为

.

后，答案为该矿石中的铀、钍质量之比为___________．

【答案】39:115

设原来的U234原子数为N0,由半衰期的定义可得，
,经过54万年，即两个半衰期后，剩余的U234为N0/4个,Th230为3N0/4个，所以（234
N0/4）：（230
3N0/4）=39:115.

27．在做测定玻璃折射率的实验时，①甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图甲所示，其后操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将______________。②乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的的a’b’和c’d’都比实际侧面向外侧平移了一些，如图中乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a’b’和c’d’上，则测出的n值将_____________。③丙同学在操作时和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面明显不平行，这时测出的n值将____________。

【答案】不变；偏小；不变

四．计算题：

28．功率为P的点光标，放在折射率为n的水中，在水中光源均匀向周围辐射波长为λ的光，则在水中以光源为球心，半径为R的球面上，面积为S的一小块球面上每秒通过的光子数？

【答案】 见解析

N=

的质量分别为氡核222.08663u，α粒子为4.00387u，钋核为218.07676u，反应中释放能量若全部转变为钋核和α粒的动能，则α粒子获得的动能为多少电子伏特？写出核反应方程并计算．（保留三位有效数字）

【答案】 见解析

质量亏损△m=m(Rn)-m(Po)-m(He) =6×10-3u

释放的能量△E=△mc2=6×10-3×931.5MeV=5.589MeV

根据动量守恒mαvα-mPovPo=0 动量和动能的关系EK=

EK(α)=[EK(α)+EK(Po)] ×
=5.488MeV≈5.49MeV。

30．如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度B=0.5T，磁场方向垂直于纸面向里，在磁场中A处放一个放射源，内装
（镭）
放出某种射线后衰变成
（氡）。试写出
衰变的方程。若A距磁场的左边界MN的距离OA=1m时，放在