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1、章末檢測(cè) 非選擇題 1.(2018南通、泰州一模)(1)(多選)已知?dú)湓踊鶓B(tài)能量為-13.6eV。下列說(shuō)法中正確的有(　　) A.使n=2能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收3.4eV的能量 B.氫原子由n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),放出光子,能量增加 C.處于基態(tài)的氫原子吸收能量為10.2eV的光子躍遷到n=4激發(fā)態(tài) D.大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子會(huì)輻射出3種不同頻率的光 (2)利用圖甲所示電路研究光電效應(yīng)中金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系,描繪出圖乙中的圖像,由此算出普朗克常量h,圖乙中U1、ν1、ν0均已知,電子電荷量用e表示。當(dāng)入射光的頻率增大時(shí),為了測(cè)定遏止電壓,滑動(dòng)變

2、阻器的滑片P應(yīng)向　　　　(選填“M”或“N”)端移動(dòng),由Uc-ν圖像可求得普朗克常量h=　　　　(用題中字母表示)。? (3)在冰壺比賽中,冰壺甲以速度v1正碰靜止的冰壺乙,相碰后冰壺甲的速度變?yōu)関2,方向不變。已知冰壺質(zhì)量均為m,碰撞過(guò)程時(shí)間為t,求: 　　①正碰后冰壺乙的速度v; ②碰撞過(guò)程中冰壺乙受到的平均作用力大小F。 答案　(1)AD　(2)N　eU1ν1-ν0　(3)見(jiàn)解析 解析　(1)使n=2能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收的能量為0-E2=-E14=3.4eV,A正確;氫原子由n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),放出光子,能量減小,B錯(cuò)誤;處于基態(tài)的氫原子吸收能量為10.

3、2eV的光子時(shí),E=-13.6eV+10.2eV=-3.4eV,即躍遷到n=2激發(fā)態(tài),C錯(cuò)誤;大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子會(huì)輻射出C32=3種不同頻率的光,分別為3→1、2→1、3→2,D正確。 (2)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0,最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系為Ekm=eUe,可得eUc=hν-W0,變形得Ue=heν-W0e,當(dāng)入射光的頻率增大時(shí),遏止電壓增大,為了測(cè)定遏止電壓,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向N端移動(dòng);圖乙圖線斜率為U1ν1-ν0,根據(jù)Ue=heν-W0e可得圖線斜率為he,可求得普朗克常量h=eU1ν1-ν0。 (3)①由動(dòng)量守恒定律有mv1=mv2+mv, 解得v=v1

4、-v2 ②冰壺乙在碰撞過(guò)程由動(dòng)量定理有 Ft=mv-0 解得F=m(v1-v2)t。 2.(2018南京調(diào)研)(1)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.圖甲中正確反映了黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布與黑體的溫度的關(guān)系 B.圖乙的放射性同位素應(yīng)選擇衰變時(shí)放出α粒子的同位素 C.圖丙中A、B兩球質(zhì)量相等,當(dāng)A以速度v與靜止的B發(fā)生正碰后,B的速度未必是v D.圖丁中電子束通過(guò)鋁箔產(chǎn)生的衍射圖樣,證實(shí)了物質(zhì)波的存在 (2)如圖為氫原子的能級(jí)圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí),發(fā)出　　　　種頻率不同的光子,若用其中頻率最大的光照射到逸出功為2.75eV的光電管上,則加在

5、該光電管上的遏止電壓為　　　　V。? (3)花崗巖、大理石等裝修材料都不同程度地含有放射性元素氡222,人長(zhǎng)期吸入后會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)造成損害。設(shè)有一靜止的氡核(86222Rn)發(fā)生衰變生成釙(84218Po),若放出5.6MeV的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 ①寫(xiě)出核反應(yīng)方程; ②求新核釙218的動(dòng)能。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 答案　(1)CD　(2)6　10　(3)見(jiàn)解析 解析　(1)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布與黑體的溫度的關(guān)系是:溫度越高,峰值向短波平移,所以1700K的峰值應(yīng)在1300K的左側(cè),A錯(cuò)誤;α粒子的穿透能力很弱,甚至不能穿過(guò)一張紙片,B錯(cuò)誤;圖丙中,A、B兩球質(zhì)量相等

6、,只有當(dāng)A以速度v與靜止的B發(fā)生彈性正碰后,B的速度才是v,C正確;圖丁中電子束通過(guò)鋁箔產(chǎn)生的衍射圖樣,證實(shí)了物質(zhì)波的存在,D正確。 (2)大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí),發(fā)出光子的頻率種類為k=C42=6種,其中頻率最大的光子是由n=4躍遷到n=1放出的,即ΔE=E4-E1=[-0.85-(-13.6)]eV=12.75eV,由光電效應(yīng)方程可知Ekm=hν-W0,則Ekm=(12.75-2.75)eV=10eV,Ekm=10eV=e·Uc,故Uc=10V。 (3)①86222Rn→84218Po+24He。 ②依據(jù)動(dòng)量守恒定律,反應(yīng)后釙核與氦核動(dòng)量等大,則釙核、氦核的動(dòng)能與其質(zhì)量成

7、反比,有EkPoEkHe=mHemPo,反應(yīng)前氡核靜止,反應(yīng)后釙核與氦核的動(dòng)能之和即為衰變釋放的核能ΔE=EkPo+EkHe, 聯(lián)立解得EkPo=mHemHe+mPoΔE=0.1MeV。 3.(2018常州一模)(1)(多選)放射性同位素被廣泛應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.放射性同位素的半衰期都比較短,對(duì)環(huán)境的危害較小 B.放射性同位素能夠消除靜電是因?yàn)槠浒l(fā)出的γ射線 C.用放射性同位素參與化學(xué)反應(yīng)可以起到示蹤的作用 D.放射性同位素可以作為核燃料進(jìn)行發(fā)電 (2)如圖所示,一火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置,控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離,已知箭體質(zhì)量為m1,衛(wèi)星質(zhì)量為m

8、2,分離后箭體以速率v1沿原方向飛行,忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化,則分離前系統(tǒng)的總動(dòng)量為　　　　,分離后衛(wèi)星的速率為　　　　　　　　。? (3)用頻率為ν0的光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),測(cè)出光電流i隨電壓U的變化圖像如圖所示,已知普朗克常量為h,電子的帶電量為e,求: 　　①照射在金屬表面上的這束光的最小功率P; ②該金屬的極限頻率νc。 答案　(1)AC　(2)(m1+m2)v0　m1m2(v0-v1)+v0 (3)見(jiàn)解析 解析　(1)一般來(lái)說(shuō),放射性同位素的半衰期比較短,衰變較快,對(duì)環(huán)境的危害相對(duì)較小,A正確;放射性同位素能夠消除靜電是因?yàn)槠浒l(fā)出的α粒子具有較

9、強(qiáng)的導(dǎo)電能力,B錯(cuò)誤;放射性同位素的典型應(yīng)用之一就是作為示蹤原子,C正確;放射性同位素進(jìn)行核反應(yīng)時(shí)可以釋放能量,但能量相對(duì)較少,D錯(cuò)誤。 (2)以衛(wèi)星和箭體為研究對(duì)象,分離前的系統(tǒng)總動(dòng)量為(m1+m2)v0,系統(tǒng)不受外力作用,所以總動(dòng)量守恒,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有(m1+m2)v0=m1v1+m2v,解得v=m1m2(v0-v1)+v0, (3)①由圖可知飽和光電流為I0,則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子個(gè)數(shù)n=I0e 照射到金屬上的光電子數(shù)為N=I0e 則這束光照射在金屬表面上的功率 P=Nhν0=I0ehν0 ②由圖可知金屬的遏止電壓為Uc,則電子的最大初動(dòng)能Ekm=eUc 由光電效應(yīng)方

10、程Ekm=hν0-W0,其中W0=hνc。 解得vc=hν0-eUch。 4.(2018蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研)(1)(多選)下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí),其中說(shuō)法正確的是(　　) A.甲圖中,原子核D和E聚變成原子核F要放出能量 B.乙圖中,盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 C.丙圖中,原來(lái)有1000個(gè)氡222,經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期的時(shí)間,一定還剩余500個(gè) D.丁圖中,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變 (2)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像,是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域比較先進(jìn)的臨床檢查影像技術(shù)。放射性同位素在衰變過(guò)程中會(huì)釋放出正電子,一個(gè)正電子遇到一個(gè)電子后發(fā)生湮滅,產(chǎn)生方向相反的一對(duì)光子。

11、已知電子的質(zhì)量為m,光速為c,則一對(duì)靜止的正、負(fù)電子湮滅過(guò)程中產(chǎn)生的一個(gè)光子能量是　　　　　　　,湮滅的反應(yīng)方程式為　。? (3)一質(zhì)量為m的蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩,由水面上方的高臺(tái)自由下落,從開(kāi)始下落到繩對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前,人下落的高度為h,此后經(jīng)歷時(shí)間t蹦極繩達(dá)到最大伸長(zhǎng)量,人到水面還有數(shù)米距離。在此過(guò)程中蹦極繩對(duì)人的作用力始終豎直向上,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,求該段時(shí)間內(nèi)蹦極繩對(duì)人的平均作用力大小。 答案　(1)AD　(2)mc2　-10e+10e→2γ　(3)見(jiàn)解析 解析　(1)甲圖中,輕核D和E聚變成中等核F要放出能量,A正確;乙圖中,盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,

12、提出核式結(jié)構(gòu),但還未發(fā)現(xiàn)質(zhì)子與中子,B錯(cuò)誤;原子核的衰變規(guī)律是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,故原來(lái)有1000個(gè)氡222,經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期的時(shí)間,不一定還剩余500個(gè),C錯(cuò)誤;丁圖中,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變,D正確。 (2)根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知2mc2=2E,則E=mc2;根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知核反應(yīng)方程為?-10e+10e→2γ (3)自由落體運(yùn)動(dòng)階段有h=v22g 從繩中剛產(chǎn)生作用力到繩長(zhǎng)達(dá)到最長(zhǎng)的過(guò)程,取向下為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理有mgt-Ft=0-mv 解得F=mg+m2ght。 5.(2018南京三模)(1)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核,一定會(huì)釋放出能量

13、 B.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,揭示了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu) C.根據(jù)玻爾理論,電子沒(méi)有確定軌道,只存在電子云 D.氫原子可以吸收小于使氫原子電離能量的任意能量的光子,因而軌道半徑可以連續(xù)增大 (2)如圖所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí),用光子能量為2.8eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零,合上開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.70V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.70V時(shí),電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為　　　　　eV;若將照射到陰極P上的該光的照射強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則遏止電壓為　　　　V。? (3)用速度為v的中子轟擊靜止的鋰核(36Li),發(fā)生核反

14、應(yīng)后生成氚核和α粒子,生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7􀏑8,已知中子的質(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量也可近似看做m,普朗克常量為h。 ①寫(xiě)出核反應(yīng)方程; ②該核反應(yīng)中α粒子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波的波長(zhǎng)為多少? 答案　(1)A　(2)2.1eV　0.70V (3)①01n+36Li→13H+24He?、?1h32mv 解析　一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核,這一反應(yīng)有質(zhì)量虧損,一定會(huì)釋放出能量,故A項(xiàng)正確;湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,知道原子還可以再分,提出了原子的“棗糕式”模型,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子沒(méi)有確定軌道,也不存在電子云;電子云是對(duì)電子軌道出現(xiàn)的概率的描述,故C項(xiàng)

15、錯(cuò)誤;根據(jù)玻爾理論可知,原子從一個(gè)能量狀態(tài)向另一個(gè)能量狀態(tài)躍遷時(shí)要吸收或放出一定頻率的光子,光子的能量等于兩個(gè)狀態(tài)的能級(jí)差,不是任意值,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (2)用光子能量為2.8eV的光照射時(shí),光電子逸出時(shí)的最大初動(dòng)能12mv2,陰極材料的逸出功為W,據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得12mv2=hν-W,題圖中光電管上加的是反向電壓,據(jù)題意,當(dāng)反向電壓達(dá)到U=0.70V以后,具有最大初動(dòng)能的光電子也不能到達(dá)陽(yáng)極,因此eUc=12mv2,解得W=hν-eUc=2.8eV-0.70eV=2.1eV;若將照射到陰極P上的該光的照射強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,遏止電壓為Uc=12mv2e=0.70V。 (3)①由題意可得,核反應(yīng)方程為?01n+36Li→13H+24He ②由動(dòng)量守恒定律得mv=-3mv1+4mv2 又v1􀏑v2=7􀏑8 解得v1=711v,v2=811v α粒子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波的波長(zhǎng)為λ=hmHev2=h4m·811v=11h32mv 9