1、单元高考模拟特训(十二)一、选择题(18 题只有一项符合题目要求，912 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，共 72 分)1在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A频率 B强度C照射时间 D光子数目解析：由爱因斯坦光电效应方程 EkhW 0可知，E k只与频率 有关，故选项 B、C、D 错，选项 A 正确答案：A2如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，对于它们，下面的物理量相等的是( )A速度 B动能C动量 D总能量解析：根据德布罗意波长公式 ，选 C.hp答案：C32019山 东德州一模 在物理学发展的过程中，许多物理学家
2、的科学发现推动了人类历史的进步对以下几位物理学家的科学贡献的表述中，与事实相符的是( )A玻尔根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B密立根最早通过实验，比较准确地测定了电子的电荷量C法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律，总结出电磁感应定律D爱因斯坦认为发生光电效应时，若入射光频率一定，则光的强度越大，逸出光子的最大初动能越大解析：卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项 A 错误；密立根最早通过实验，比较准确地 测定了电子的电荷量，选项 B 正确；法拉第发现了由磁场产生电流的条件，但是纽曼和韦伯先后总结了电磁感应定律，选项 C 错误；爱 因斯坦认为发生光电效应时，入射光
3、频率越大，逸出光电子的最大初动能越大，选项 D 错误答案：B4.2019安徽蚌埠模 拟如图所示为氢原子的能级图能量为 12.75 eV 的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同频率的光波，其中最多包含不同频率的光波数量为( )A3 种 B4 种C 5 种 D6 种解析：能量为 12.75 eV 的光子照射一群处于基态的氢原子，13.6 eV12.75 eV0.85 eV，即氢原子 跃迁到 n4 的能级，向下跃迁能辐射出 NC 6 种不同频率的光波，故 D 正确24432答案：D52019安徽十校摸底 H H He 是太阳内部的核反应之1 21 32一，该核反应过程释放的能量为 E.已知
4、光在真空中传播的速度为c，则下列说法正确的是( )A该核反应过程是 衰变B E 是 He 的结合能32C该核反应中平均每个核子亏损的质量为E3c2D由于有质量亏损，因此该反应过程的质量数不守恒解析：此核反应是轻核的聚变，A 错误；两个 质子和一个中子结合成 He 释 放的能量才是 He 的结合能， B 错误；核反应亏损的质量32 32m ，因此平均每个核子亏损的质量为 ，C 正确；核反应过程Ec2 E3c2的质量数总是守恒的，D 错误答案：C62019江西 鹰潭一中等重点中学盟校联考一群处于量子数为n3 的激发态的氢原子跃迁到量子数 n2 的激发态时，向外辐射频率为 0 的光子，该光子恰好能使
5、某种金属发生光电效应下列说法正确的是( )A这群氢原子可以向外辐射 2 种不同频率的光子B当照射光的频率 大于 0 时，若 增大，则此金属的逸出功增大C当照射光的频率 大于 0 时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍D当用频率为 20 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 h0解析：一群处于量子数为 n3 的激发态的氢原子向外辐射的光子频率种数为 C 3，故 A 错误；金属外层电子克服原子核的束缚，23从材料表面逸出所需的最小能量，称为金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，故 B 错误；光电子的最大初动能Ekm hW ，与光 强无关，故 C 错误；频率为 0
6、的光子，恰好能使某种金属发生光电效应，则 h0W，用频率为 20的单色光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能 Ekm2h 0 Wh 0，故 D 正确答案：D72019广 东佛山模拟 下列四幅图的有关说法中正确的是( )A图甲中的 粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成B图乙中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不会张开C图丙一群氢原子处于 n4 的激发态，最多能辐射 6 种不同频率的光子D图丁原子核 C、B 结合成 A 时会有质量亏损，要释放能量解析： 粒子散射实验说明了原子具有核式结构，故 A 项错误紫外线 照射金属板时能产生光电效应，换用绿光照射金属板可能会产生光电效应，验电器金属箔可能
7、会张开，故 B 项错误一群氢原子处于 n4 的激发态，最多能辐射不同频率的光子种数为 C 6，24故 C 项 正确原子核 C、B 结合成 A 时，核子平均质量增大，质量增大，要吸收能量，故 D 项错误答案：C82019深圳模 拟如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于 n4 的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光关于这些光下列说法正确的是( )A由 n4 能级跃迁到 n1 能级产生的光子波长最长B由 n2 能级跃迁到 n1 能级产生的光子频率最小C这些氢原子总共可辐射出 3 种不同频率的光D用 n2 能级跃迁到 n1 能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生
8、光电效应解析：根据 EmE nh ，由 n4 能级跃迁到 n3 能级产生的c光，能量最小，波长最 长，故 A 错误；由 n4 能级跃迁到 n3 能级产生的光子能量最小，频率最小，故 B 错误；大量的氢原子处于 n4的激发态，可能发出光子频率的种数 nC 6.故 C 错误；从 n2 能24级跃迁到 n1 能级辐射出的光子的能量 EE 2E 13.4 eV( 13.6) eV10.2 eV6.34 eV，而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功，故可以发生光电效应故 D 正确答案：D9(多选 )波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中
9、子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：光电效应现象揭示了光的粒子性，A 正确；衍射是波特有的性质，故中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的中子具有波动性，B 正确；黑体 辐射的 实验规律不能使用光的波动性解释，普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C 错误；根据德布罗意波 长公式 可知，若一hp个电子和一个质子的德布罗意波长相等，则动量 p 也相等，但是质子质量比电子质量大，动能 Ek ，可知两者 动能不相等，D 错误p22m答案：AB102019 山
10、东师大附中模拟( 多选)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险已知钚的一种同位素 Pu 的半衰期23994为 24 100 年，其衰变方程为 PuX He，下列有关说法正23994 42确的是( )A一个 X 原子核中含有 92 个质子B 100 个 Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 50 个23994C由于衰变时释放巨大能量，根据 Emc 2，衰变过程总质量增加D衰变发出的 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：由电荷数守恒知，X 原子核中含有质 子数
11、为94292， A 正确；半衰期是大量原子核衰 变的统计规律，对少量原子核无意义， B 错误；由于衰 变时释放巨大能量，根据 Emc 2，衰变过程总质量减少，C 错误 ；衰变发出的 射线 是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D 正确答案：AD112019 浙江杭州市模拟( 多选)小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图，S 为光源，可以发出一束光束，当有烟雾进入探测器时，来自 S 的光会被烟雾散射进入光电管 C，当光射到光电管中的钠表面时(钠的极限频率为 6.001014 Hz)会产生光电子，当光电流大于 108 A 时，便会触发报警系统报警下列说法正确的是( )A要使该探
12、测器正常工作，光源 S 发出的光的波长不能小于0.5 mB金属钠的最小逸出功为 4 eVC光源 S 发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，光电烟雾探测器灵敏度越高D若射向光电管 C 的光子有 5%会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向 C 的钠表面的光子最少数目 N1.2510 12 个解析：光源 S 发出的光波最大波长 max c0 31086.001014m510 7 m0.5 m，即要使 该探测器正常工作，光源 S 发出的光的波长不能大于 0.5 m，故 A 错误；由于钠的极限频率为 6.001014 Hz，根据 W0h c eV2.5 eV，故 B6.6310 3461014
13、1.610 19错误；光源 S 发出的光能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管 C 的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，故 C 正确；光电流等于 108 A 时，每秒产生的光电子的个数 n 个6.2510 10个，每秒射向 C 的钠Ite 10 811.610 19表面的光子最少数目 N 个1.2510 12个，故n50% 6.2510105%D 正确答案：CD12(多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应图乙为其中一个光电管的遏止电压 Uc 随入射光频率 变化的函数关
14、系图象对于这两个光电管，下列判断正确的是( )A因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压 Uc 不同B光电子的最大初动能不同C因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同D两个光电管的 Uc 图线的斜率可能不同解析：根据光电效应方程 EkhW 0和 eUcE k得出，相同频率，不同逸出功，则遏止 电压也不同， A 正确；根据光电效应方程Ekh W 0得，相同的 频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，B 正确；虽然光的 频率相同，但光 强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流可能相同，C 正确；因为Uc 知图线的斜率为 ，即只与 h 和 e 有
15、关，为常数，一定相he W0e he同，D 错误 答案：ABC二、非选择题(28 分)13(16 分) 如图所示，静止在匀强磁场中的 Li 核俘获一个速63度为 v07.710 4 m/s 的中子而发生核反应 Li n H He.若已63 10 31 42知 He 的速度 v22.0 104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，42求：(1) H 的速度是多大；31(2)在图中画出两粒子的运动轨迹并求出轨道半径之比；(3)当粒子 He 旋转 3 周时，粒子 H 旋转几圈42 31解析：(1) 中子撞 击锂核生成氚核和氦核过程中动量守恒，有m0v0m 1v1m 2v2式中 m0、m1、m2分
16、别为 中子、氚核、氦核的 质量，v 1为氚核速度，代入数据得 v11.010 3 m/s，方向与 v0相反( 即与 v2相反)(2)氚核、氦核在磁 场中做匀速圆周运动的半径之比为r1：r2 ： ： 3m1v1Bq1 m2v2Bq2 30.1104B1 42104B2:40运动轨迹如图所示(3)氚核、氦核做 圆周运动的周期之比为T1：T2 ： ： 3 ：22m1Bq1 2m2Bq2 23B1 24B2所以它们旋转圈数之比为 n1：n2T 2：T12 ：3当 粒子旋转 3 周时，氚核旋转 2 周答案：(1)1.0 103 m/s (2)3 ：40 (3)214(12 分) 用中子轰击锂核( Li)
17、发生核反应，生成氚核( H)和63 31 粒子，并放出 4.8 MeV 的能量(1 u 相当于 931.5 MeV)(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则生成的氚核和 粒子的动能之比是多少？解析：(1) Li n H He.63 10 31 42(2)根据 质能方程 Em931.5 MeV 得m u0.005 2 u.4.8931.5(3)中子与 锂 核以等值反向的动量相碰，则初动量 p0，根据动量守恒，则 碰后氚核与 粒子的合动量也为 0，设氚核质量为 m1，速度为 v1， 粒子 质量为 m2，速度为 v2得 0m 1v1m 2v2又有 Ek p22m由得 Ek1：Ek2 ：p22m1 p22m2得 .Ek1Ek2 m2m1 43答案：(1) 见解析 (2)0.005 2 u (3)43
