[課時作業(yè)](本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)一、選擇題(1～7題為單項選擇題，8～13題為多項選擇題)1．(2017·江西省五校高考模擬)下列有關光電效應的說法正確的是()A．光電效應現(xiàn)象證明了光是電磁波B．普朗克為了解釋光電效應現(xiàn)象，提出了光子說C．只要增大入射光的強度，就可以產生光電效應D．入射光的頻率低于金屬的截止頻率時不發(fā)生光電效應解析：光電效應顯示了光的粒子性，但不能證明光是電磁波，選項A錯誤。愛因斯坦為了解釋光電效應現(xiàn)象，提出了光子說，選項B錯誤。根據(jù)光電效應產生的條件可知，只有當入射光的頻率大于金屬的極限頻率(或截止頻率)時，才能發(fā)生光電效應，選項C錯誤，D正確。答案：D2．下列說法正確的是()A．光的波粒二象性是綜合了牛頓的微粒說和惠更斯的波動說得出來的B.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋xeq\o\al(1,0)n是核裂變方程，其中x＝10C．發(fā)生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大D．愛因斯坦的質能方程E＝mc2中，E是物體以光速c運動的動能解析：光的波粒二象性不同于牛頓的微粒說和惠更斯的波動說，而是愛因斯坦的光子說和麥克斯韋的電磁說的統(tǒng)一，選項A錯誤；由核反應方程質量數(shù)守恒可得235＋1＝90＋136＋x，解得x＝10，選項B正確；由光電效應方程Ek＝hν－W0可得，發(fā)生光電效應時，入射光的頻率越高，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大，與光的強度無關，選項C錯誤；質能方程只是說明質量和能量中間存在簡單的正比關系，并不是說E是物體以光速運動的動能，選項D錯誤。答案：B3．(2017·青海省西寧市四校高三聯(lián)考)如圖所示為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗示意圖，利用釙(eq\o\al(210,84)Po)衰變放出的α粒子轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)，產生的粒子P能將石蠟中的質子打出來。下列說法正確的是()A．α粒子是氦原子B．粒子Q的穿透能力比粒子P的強C．釙的α衰變方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(208,82)Pb＋eq\o\al(4,2)HeD．α粒子轟擊鈹?shù)暮朔磻匠虨閑q\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n解析：α粒子是氦原子核，選項A錯誤；粒子P是中子，粒子Q是質子，由于質子帶正電，當質子射入物體時，受到的庫侖力作用會阻礙質子的運動，而中子不帶電，不受庫侖力作用，所以選項B錯誤；在釙衰變中，根據(jù)質量數(shù)守恒知產生的是eq\o\al(206,82)Pb，并非eq\o\al(208,82)Pb，選項C錯誤；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程，選項D正確。答案：D4．下列說法正確的是()A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并在此基礎上提出了原子的核式結構模型B．根據(jù)玻爾的原子模型，氫原子從量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射6種不同頻率的光子C．光照射某種金屬時，只要光的強度足夠大、照射時間足夠長，總能夠發(fā)生光電效應D.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是聚變反應解析：湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并在此基礎上提出了原子的棗糕模型，選項A錯誤；根據(jù)玻爾原子模型，氫原子從量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多輻射Ceq\o\al(2,4)＝6種不同頻率的光子，選項B正確；當照射光的頻率ν大于金屬的極限頻率時，金屬上的電子才會逸出。頻率越大，電子的初動能越大，光電效應與光的強度無關，選項C錯誤；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是裂變反應，選項D錯誤。答案：B5．(2017·西安地區(qū)八校高三聯(lián)考)下列四幅圖的有關說法中正確的是()A．若兩球質量相等，碰后m2的速度一定為vB．射線甲由α粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷C．在光顏色保持不變的情況下，入射光越強，飽和光電流越大D．該鏈式反應屬于原子核的衰變解析：兩球質量相等，若發(fā)生的碰撞為彈性正碰，即動量守恒、能量守恒，可知兩球的速度交換。若發(fā)生的碰撞為非彈性碰撞，則碰后m2的速度不為v，A錯誤；根據(jù)左手定則，甲向左偏，知甲帶負電荷，B錯誤；光的顏色決定了光的頻率，顏色相同，則頻率相同，根據(jù)光電效應方程，遏止電壓相等，則最大初動能相同，入射光強度越強，飽和光電流越大，C正確；該鏈式反應屬于重核裂變，D錯誤。答案：C6．如圖所示為氫原子的能級圖，對于處在n＝4能級的大量氫原子，下列說法正確的是()A．這群氫原子向低能級躍遷時一共可以輻射出4種不同頻率的光子B．處在n＝4能級的氫原子可以吸收任何一種光子而躍遷到高能級C．這群氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時向外輻射的光子的波長最長D．這群氫原子輻射的光子中如果只有兩種能使某金屬發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功W0應滿足10.2eV<W0≤12.09eV解析：這群氫原子向低能級躍遷時能夠輻射出6種不同頻率的光子，A錯誤；氫原子從低能級向高能級躍遷時吸收的能量等于兩能級的能量差，B錯誤；氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時向外輻射出的光子的頻率最大，波長最短，C錯誤；如果這群氫原子輻射出的光子中只有兩種能使某金屬發(fā)生光電效應，則這兩種光子分別是由氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級和氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級時輻射出的，由光電效應發(fā)生的條件可知，該金屬的逸出功應滿足E2－E1<W0≤E3－E1，即10.2eV<W0≤12.09eV，D正確。答案：D7．(2017·山西省高三名校聯(lián)考)自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所示(N表示中子數(shù)，Z表示質子數(shù))，則下列說法正確的是()A．由eq\o\al(228,88)Ra到eq\o\al(228,89)Ac的衰變是α衰變B．已知eq\o\al(228,88)Ra的半衰期是T，則8個eq\o\al(228,88)Ra原子核經過2T時間后還剩2個C．從eq\o\al(228,90)Th到eq\o\al(208,82)Pb共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變D．圖中發(fā)生的α衰變和β衰變分別只能產生α和β射線解析：由題圖可知，eq\o\al(228,88)Ra衰變后的新原子核為eq\o\al(228,89)Ac，新原子核的質子數(shù)比Ra的多1個，所以是β衰變，選項A錯誤；原子核的半衰期是對大量原子核的行為做出的統(tǒng)計預測，對于單個的微觀事件是不可預測的，選項B錯誤；由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，從eq\o\al(228,90)Th到eq\o\al(208,82)Pb共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變，選項C正確；γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的，選項D錯誤。答案：C8．(2017·武漢市畢業(yè)生調研測試)以下有關近代物理內容的敘述，正確的是()A．紫外線照射到鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B．盧瑟福α粒子散射實驗證實了在原子核內部存在質子C．重核的裂變和輕核的聚變過程一定有質量虧損，釋放出核能D．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，輻射一定頻率的光子，同時氫原子的電勢能減小，電子的動能增大解析：光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，與入射光的強度無關，A錯誤；盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了原子的核式結構，B錯誤；重核裂變和輕核聚變都有質量虧損，均向外界釋放核能，C正確；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，根據(jù)玻爾理論可知，電子的軌道半徑減小，速度增大，動能增大。電場力對電子做正功，則系統(tǒng)的電勢能減小，D正確。答案：CD9．關于光電效應和康普頓效應的規(guī)律，下列說法正確的是()A．光電效應中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子B．康普頓效應說明光具有波動性C．對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率有關D．石墨對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變長，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應解析：光電效應中，金屬板向外發(fā)射的電子叫光電子，光子是光量子的簡稱，A錯誤；根據(jù)光電效應方程hν＝W0＋eUc可知，對于同種金屬而言(逸出功一樣)，入射光的頻率越大，遏止電壓也越大，即遏止電壓與入射光的頻率有關，C正確；在石墨對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變長的現(xiàn)象稱為康普頓效應，康普頓效應說明光具有粒子性，B錯誤，D正確。答案：CD10．(2017·湖南長沙市高三模擬)金屬鈣的逸出功為4.3×10－19J，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/sA．用波長為400nm的單色光照射金屬鈣，其表面有光電子逸出B．用波長為400nm的單色光照射金屬鈣，不能產生光電效應現(xiàn)象C．若某波長的單色光能使金屬鈣產生光電效應現(xiàn)象，則增大光的強度將會使光電子的最大初動能增大D．若某波長的單色光能使金屬鈣產生光電效應現(xiàn)象，則減小光的強度將會使單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)減少解析：波長為400nm的單色光的光子能量為E＝heq\f(c,λ)＝4.95×10－19J，大于鈣的逸出功，可以產生光電效應現(xiàn)象。根據(jù)光電效應規(guī)律，光電子的最大初動能決定于入射光的頻率而與其強度無關，但強度決定了單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)的多少，正確選項為A、D。答案：AD11．(2017·湖北省襄陽市高三第一次調研測試)靜止在勻強磁場中的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變，產生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖所示，下列說法正確的是()A．該核反應方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)x＋eq\o\al(4,2)HeB．α粒子和粒子x在磁場中做圓周運動時轉動方向相同C．軌跡1、2分別是α粒子、x粒子的運動徑跡D．α粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為45∶1解析：顯然選項A中核反應方程正確，A對；eq\o\al(238,92)U核靜止，根據(jù)動量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都帶正電，則轉動方向相同，選項B對；根據(jù)動量守恒可知α粒子和x新核的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R＝eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為45∶1，選項C錯，D對。答案：ABD12．(2017·廣州市二模)用某單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應。從鈦表面放出光電子的最大初動能與入射光頻率的關系圖線如圖所示。則下列說法正確的是()A．鈦的逸出功為6.63×10－19JB．鈦的極限頻率為1.0×1015HzC．光電子的最大初動能為1.0×10－18JD．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比解析：當最大初動能為零時，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則νc＝1.0×1015Hz，可知逸出功W0＝hνc≈6.63×10－19J，故A、B正確。入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大，根據(jù)該圖無法得出光電子的最大初動能，故C錯誤。由圖可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關系，不是正比關系，故D錯誤。答案：AB13.(2017·泰安市一模)用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。當用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數(shù)不為零；移動變阻器的觸頭c，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是()A．光電子的最大初動能始終為1.05eVB．光電管陰極的逸出功為1.05eVC．當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電流增大D．改用能量為2.5eV的光子照射，移動變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流解析：由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0可知，同種金屬的逸出功相同，所以光電子逸出后的初動能取決于獲得的能量，A錯誤。當電壓表示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表無示數(shù)，說明遏止電壓為1.7V，由eU＝eq\f(1,2)mv2，可求得光電管的逸出功為1.05eV，B正確。若光的頻率不變，反向電壓大于遏止電壓后電路中就不再有電流，C錯誤。當入射光頻率超過截止頻率，且反向電壓小于遏止電壓，電路中就會有電流，D正確。答案：BD二、非選擇題14．(2017·北京理綜·23)在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質量和電荷量。(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示