启东中学2020-2021学年高二下学期第二次月考物理试题

本卷满分100分，考试时间75分钟

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。

1．2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（　　）

A．是计算机运算的一种程序

B．表示运算速度的一个单位

C．表示微观世界的不连续性观念

D．类似于质子、中子的微观粒子

2．关于波粒二象性，下列说法正确的是(　　)

A．图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应

B．图乙中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大

C．图丙说明光子既有粒子性也有波动性

D．戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性

3．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中(如图)，符合黑体辐射实验规律的是(　　)

4．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟体积小重量轻。它通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁

B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子

C．现用光子能量介于范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种

D．跃迁到时产生的光子a与跃迁到时产生的光子b的频率之比为97：255

5．2021年4月13日，日本政府单方面做出将福岛核废水排入大海的决定，引起日本国内民众及周边国家的强烈反对。福岛核电站冷却堆芯的核废水虽然经过“多核素去除设备” (ALPS)处理，但核废水中的氚很难被分离清除，这种放射性物质会通过食物链在人体内累积，对人的伤害将不可估量．氚衰变后转变成稳定的氦，半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　）

A．发生的是β衰变，放出的电子来源于核外电子

B．在食物链传递过程中，其半衰期会逐渐缩短

C．  新产生的单位体积核废水经过25年，与的摩尔数之比为1:3

D．衰变的本质是由强相互作用引起的中子转变为质子的过程

6．近代物理和相应技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式推动了人类文明与进步。关于近代物理知识下列说法正确的是（　　）

A．若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光有可能使该金属发生光电效应

B．查德威克预言了中子的存在，卢瑟福通过实验发现了中子

C．玻尔理论成功解释了大量原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念

D．钋（）是氡（）的衰变产物之一，故钋（）的比结合能大于氡（）的比结合能

7．2020年2月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球，实现了中国首次月球无人采样返回，助力月球成因和演化历史等科学研究。为应对月球夜间的低温，“嫦娥五号”除了太阳能板之外，还有一块“核电池”，在月球夜间提供不小于的电功率，还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，其半衰期为T，衰变方程为，下列说法正确的是

A. 单位时间内该电池因衰变而放出的核能一直保持不变
B. 100个经过时间T后一定还剩余50个
C. 发生的是衰变，射线的电离本领大，它在威耳逊云室中的径迹直而清晰
D. 衰变的半衰期会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响

8．2020年12月4日中国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（HL-2M）在成都实现首次发电，标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术。该装置内核反应方程式是，其中氚（）在自然界中含量极微，但可以用某种粒子X轰击锂核（Li）得到，核反应方程为，则（　　）

A．核反应方程为衰变

B．氦核（He）的比结合能大于核（H）的比结合能

C．装置内核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应

D．在核反应中，反应前的核子总数小于反应后的核子总数

9．假设某次深海探测活动中，“蛟龙号”完成海底科考任务后竖直上浮，从上浮速度为v时开始匀减速并计时，经过时间t，“蛟龙号”上浮到海面，速度恰好减为零，则“蛟龙号”在t0(t0<t)时刻距离海面的深度为(　　)

A．vt0(1－2t(t0))      B.2t(t－t02)        C.2(vt)       D.2t(vt02)

10．如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面的高度分别为h1、h2、h3，h1∶h2∶h3 ＝ 3∶2∶1.若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则(　　)

A．三者到达桌面时的速度大小之比是3∶2∶1

B．三者运动时间之比为3∶2∶1

C．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差

D．三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比

11．如图所示，两光滑斜面的总长度相等，高度也相同，a、b两球由静止从顶端下滑，若球在图上转折点无能量损失，则(　　)

A．a球后着地   B．b球后着地   

C．两球同时着地 D．两球着地时速度相同

二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12．(12分)疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究．用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图所示．

(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________．

(2)下列主要操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)

①把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能，开始摄像

(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图所示．已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为6(1) s，刻度尺的分度值是1 mm，由此测得重力加速度为___ m/s2.

(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向．从该视频中截取图片，________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度．

13．(8分)一个静止的母核发生α衰变，产生的α粒子和子核的动能之和称为这个母核的α衰变能．

(1)若在一次α衰变中静止的母核放出的α粒子动能为E，又知α粒子质量为m，子核Y的质量为M，求母核的α衰变能．

(2)若母核释放的核能全部转化为α粒子和子核的动能，试分别判断29(64)Cu和84(212)Po能否发生α衰变？若能，求出其α衰变能(1 u相当于931.5 MeV，结果保留三位有效数字)．

原子核

原子质量(u)

一些原子核的静止质量

14．(10分)一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图象（如图乙），已知氢原子的能级图如图丙所示。

（1）求a光照射金属时的遇止电压Ua和逸出光电子的最大初动能Ek；

（2）求该金属逸出功W；

（3）已知d光光子的能量为E，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若一个质量为m的静止电子吸收了一个d光的光子，求电子在吸收光子后的速度大小v。（不计电子吸收光子后的质量变化）

15．(12分)明明同学用DIS位移传感器研究A、B两物体在一直线上的运动情况，描绘出如图所示的x-t图像。图像OP、MN分别对应物体A、B的运动情况，其中MN为直线，OP为开口向下抛物线的一部分，P为图像上一点，PQ为过P点的切线。

（1）求6秒时A、B物体的运动速度；

（2）求A、B物体的加速度；

（3）求两物体相遇的时刻。

16．(14分)如图所示为某城市平直的“绿波”快速通道，道路限速。A、B两个红绿灯路口的停车线1和停车线2之间相距，两个绿灯的持续时间均为，在A绿灯亮起后B绿灯再亮起。在A路口的停车线1后面停着一排汽车，第1辆汽车的车头恰好与停车线1平齐，后面相邻两车的车头间距均为。已知每辆汽车启动时的加速度均为，后一辆汽车在前一辆汽车启动后再启动。某时刻A绿灯亮起，第1辆汽车立即启动。（）

（1）求第1辆汽车从停车线1出发加速到限速所需的时间和运动的距离；

（2）求A绿灯亮起后能通过停车线1的汽车数量；

（3）第1辆汽车先匀加速，然后一直匀速运动，能在B第一次绿灯期间顺利通过停车线2，求该汽车匀速行驶速度大小的范围。