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陕西渭南市普通高中联考2025-2026学年第二学期期中质量检测高二物理试题
一、单选题
1．关于原子核衰变，下列说法正确的是（　　）
A．衰变的实质在于原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程是
B．放射性的原子核在发生衰变、衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出光子
C．原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此，也存在着能级，且能级越高越稳定
D．放射性元素的半衰期与所受压力有关
2．在卢瑟福粒子散射实验中，粒子（带正电）靠近金原子核（带正电）的运动轨迹如图所示，其中为轨迹上的两点。下列说法中正确的是（　　）
A．粒子在点受到的库仑力大于在点受到的库仑力
B．粒子在点的速率大于在点的速率
C．粒子从到的过程中，库仑力做正功
D．图中点的电势高于点的电势
3．极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（　　）
A．玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律
B．锡离子4d→4p的跃迁后能量变低
C．对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子
D．与红光相比，极紫外光衍射现象更明显
4．一光电管的阴极用钾制成。把此光电管接入电路如图所示，现用紫外线射向阴极，滑动变阻器滑片位于中间位置，电流计G有示数，下列说法正确的是（　　）
A．只将滑动变阻器滑片P向右滑一定会使电流计G的指针偏转变大
B．只减小紫外线的强度可使电流计G的指针偏转变小
C．换用波长更长的红光照射阴极可使电流计G的指针偏转变大
D．若将电源正负极对调，电流计G的指针一定不偏转
5．在某光学实验室中，研究小组正在进行一项关于“金属光电效应”的实验，旨在探索不同频率光对金属表面逸出光电子的影响。实验装置如图甲所示，他们使用频率不同的单色激光照射同一块金属阴极K，测得相应的遏止电压U0，并绘制了如图乙所示的图像。已知电子电荷量为e，、U0均为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A．电源左侧应为负极
B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为eU0
C．普朗克常量
D．增大入射光的强度，金属的逸出功会减小
6．分别用波长为2和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为，h为普朗克常量，c为真空中的光速，则此金属板的逸出功为（　　）
A． B． C． D．
7．钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和粒子，并放出能量为0.097MeV的光子。已知的质量为的质量为235.0439u，粒子的质量为相当于的能量。则（　　）
A．发生衰变时的核反应方程是
B．的半衰期为24100年，则经过12050年有一半的该原子核发生衰变
C．若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的粒子与的动量相同
D．若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的粒子的动能约为5.0337MeV
二、多选题
8．如图，两条“Λ”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，左、右两导轨与水平面夹角均为，均处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为和。将导体棒、在导轨上同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，、的质量分别为和，两棒长度均为，两棒的电阻均为，经过时间两棒的速度不再变化。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为，两棒在下滑过程中（　　）
A．回路中的电流方向为
B．棒最终电流为
C．棒最终下滑速度为
D．棒在时间内运动位移大小为
9．如图甲所示是部分氢原子能级示意图，、是氢原子从能级向低能级跃迁时所放出的两束光，利用这两束光来研究某金属的光电效应，如图乙为光电效应的实验装置示意图，初始时，滑片P位于滑动变阻器的中点处。现分别用、两种光进行光电效应实验，光电子到达极时动能的最大值随电压的变化关系如图丙所示，则（　　）
A．实验时，P是向端滑动的
B．实验时，P是向端滑动的
C．图丙中图线甲是光入射得到的关系图线
D．图丙中图线甲是光入射得到的关系图线
10．如图所示为半圆柱形玻璃砖的截面图，为其过圆心的对称轴。关于对称的两束单色细光束a、b从空气垂直射入玻璃砖的上表面，出射光线交于P点。已知光束a、b均由氢原子能级跃迁而产生。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角
C．a光在玻璃砖中的传播时间大于b光的传播时间
D．产生a光的跃迁能级差小于产生b光的跃迁能级差
三、实验题
11．如图甲所示是使用光电管的原理图，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
(1)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则阴极K的逸出功为_____（已知电子电荷量为e，普朗克常量h）。
(2)如果不改变入射光的强度，而增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。
(3)用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc﹣ν图象如图乙所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=_____Hz，普朗克常量h=_____J s（已知电子电荷量e=1.610﹣19C）。
12．(1)某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表的内阻及电源电动势。已知电压表量程为3V，内阻，电压表量程也为3V，内阻几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作：
①按图甲所示原理图完成电路连接；
②把、均调至最大阻值；
③闭合开关S，调节、，使、均有合适示数，分别为、。调至、满足的关系，此时电阻箱的阻值为1500Ω，则可知电压表的内阻为______Ω；
④将调至4000Ω并保持不变，调节，记录多组对应的、值，以为纵坐标，为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为______（用已知量和已测得量计算出结果）。该测量结果______（填“有”或“没有”）系统误差。
(2)用伏安法测电阻时，使用如图乙所示的电路。该实验的第一步是：闭合电键，将电键接2，调节滑动变阻器和，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数、；接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键接1，读出这时电压表和电流表的示数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是______。若用图丙所示的电路按同样方法测量，测量结果______（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。
四、解答题
13．某同学研究光电效应的装置示意图如图所示，该装置可用于分析光电子的信息。A为竖直放置足够大、逸出功为的金属板，B为有一小孔且平行于金属板A的薄金属板、AB间接有电压的高压电源，B板接电源正极。图中点、小孔和速度选择器CD的中线位于同一水平线上，足够大的荧光屏与中线的夹角。在速度选择器中及其右侧存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向垂直于纸面向里。现在用频率为的一束单色光照射金属板A的S处，产生的部分光电子沿直线进入速度选择器，并都从点射出速度选择器而打在荧光屏上。不计电子的重力和电子之间的相互作用力，电子不会与速度选择器的极板碰撞。已知电子的质量为，电荷量大小为，普朗克常量为，为已知数。
(1)求金属板A表面处逸出光电子的最大速度和从点进入速度选择器的电子的速度范围。
(2)若速度为的电子恰好沿中线射出速度选择器，且进入速度选择器的所有电子均从沿水平方向射入速度选择器右侧匀强磁场，求速度选择器间电场强度的大小和速度选择器的极板长度的可能值。
(3)在第（2）问的条件下，求荧光屏上发光的长度。
14．在量子力学诞生以前，玻尔提出了原子结构假说，建构了原子模型：电子在库仑引力作用下绕原子核做匀速圆周运动时，原子只能处于一系列不连续的能量状态中（定态），原子在各定态所具有的能量值叫做能级，不同能级对应于电子的不同运行轨道。电荷量为的点电荷固定在真空中，将另一电荷量为的点电荷从无穷远移动到距为的过程中，库仑力做功。已知电子质量为、元电荷为、静电力常量为、普朗克常量为，规定无穷远处电势能为零。
(1)若已知氢原子核外电子运行在半径为的轨道上，求电子运动的周期及动量的大小，氢原子系统的电势能。
(2)为了计算玻尔原子模型的这些轨道半径，需要引入额外的假设，即量子化条件。物理学家索末菲提出了“索末菲量子化条件”，它可以表述为：电子绕原子核（可看作静止）做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长（电子物质波波长与其动量的关系为）的整数倍，倍数即轨道量子数。
①请结合索末菲量子化条件，求氢原子轨道量子数为的轨道半径，及其所对应的能级。
②已知氢原子基态的能级为，为使处于基态的氢原子跃迁到激发态，求入射光子所需的最小能量。
15．粒子控制技术广泛应用于物理研究和仪器制造中，如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，MN是位于x=2a处平行于y轴足够长的收集板，y轴右侧半圆形无场区外、MN左侧加一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在O处静止的铀（）核发生α衰变生成钍（Th）核，所有衰变释放的α粒子（He）速率相同，方向在xoy平面内。已知沿+y方向发射的α粒子在磁场中偏转后恰好与MN相切时被收集，已知α粒子的质量为m、电荷量为q，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用。
(1)试写出衰变方程，并求出衰变后钍核的速度；
(2)求MN上有粒子击中位置的纵坐标范围；
(3)若调整第一象限内磁场的右边界，使进入第一象限的α粒子经磁场偏转后均能垂直打在MN上，请推导调整后第一象限内磁场右边界满足的坐标方程。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B B B B A D BD BC BC
11． 变大
12．(1) 3000 没有
(2) 偏大
13．(1)，
(2)，
(3)
14．(1)，，
(2)①，；②
15．(1)，，方向与粒子出射方向相反
(2)
(3)
【详解】（1）衰变方程满足电荷数、质量数守恒
对沿方向出射的粒子，出无场区坐标为，速度沿，洛伦兹力指向右，圆心坐标为。因轨迹与相切，故
得轨迹半径
由洛伦兹力提供向心力
代入
得粒子速度
衰变过程动量守恒，初始总动量为0，设钍核质量为
则
解得钍核速度大小
方向与粒子出射方向相反。
（2）上边界（时）。所有粒子速率相同，故轨迹半径均为。 任意出射方向（与轴夹角，），出无场区坐标
轨迹圆心坐标满足
即所有圆心在以原点为圆心、半径的圆上。
轨迹圆方程为
代入，结合
整理得
由不等式
平方整理得
即
下边界（时）。设粒子恰能与MN板相切，如图所示
由几何关系得
设OO′连线与-y方向的夹角为，由几何关系得
解得
则此时圆心坐标为，则圆的方程为
与的交点为
故击中位置的纵坐标范围为
（3）要求粒子垂直打在上，出磁场时速度沿方向，故设运动轨迹圆心在出边界点的正下方处，即。
因入射方向沿（为入射点，在上），且，为直角三角形，由勾股定理：
代入，，
得
第一象限满足，故右边界坐标方程为

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