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第卷(选择题共60分)一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分.每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确）1.一细束平行光，经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示.已知金属板b有光电子放出，则可知()A.板a一定不放出光电子B.板a一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子,【解析】选D.介质对不同频率的色光折射率不同，频率越高的色光折射率越大，通过三棱镜后偏折得就越厉害，由题图可知，分别射向金属板a、b、c的三束光频率越来越高，因为a、b、c是相同的金属板，所以发生光电效应的极限频率0是相同的.故b板有光电子放出时，c板一定有光电子放出，a板则不一定有光电子放出.,2.(2009漳州高三检测)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()A.核外电子受力变小B.原子的能量减少C.氢原子要吸收一定频率的光子D.氢原子要放出一定频率的光子,【解析】选B、D.由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要发射一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故A、C错，B、D正确.,3.关于光的波粒二象性的叙述中正确的是()A.光有波动性，又有粒子性，这是相互矛盾、不统一的B.任何光现象都能明显地显示波动性与粒子性C.个别光子产生的效果往往显示波动性，大量光子产生的效果往往显示粒子性D.频率较低的光子往往显示波动性，频率较高的光子往往显示粒子性,【解析】选D.一切光都具有波粒二象性,二者并不矛盾，A错；光的频率越高，粒子性越显著，频率越低，波动性越显著，B错D对；大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性，C错.,4.在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m=1.6710-27kg，普朗克常量h=6.6310-34Js，可以估算德布罗意波长=1.8210-10m的热中子动能的数量级为()A.10-17JB.10-19JC.10-21JD.10-24J,【解析】选C.热中子的动能Ek=mv2由p=得v=则Ek=mv2=m()2代入数据得Ek3.9710-21J.故C正确.,5.(2009重庆模拟)氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子的能级示意图如图所示.在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.42.8eV(光子)B.43.2eV(电子)C.41.0eV(电子)D.54.4eV(光子),【解析】选A.氦离子只有吸收一定能量的光子才能发生跃迁，且跃迁能量满足E=Em-En(mn)，而E2-E1=40.8eV,E3-E1=48.4eV，E4-E1=51.0eV，E-E1=54.4eV，故基态的氦离子吸收42.8eV的光子不能发生跃迁，而吸收54.4eV光子能够发生跃迁；氦离子吸收电子的能量时，只要电子的能量大于或等于两能级差，就能够使氦离子发生跃迁，故氦离子吸收43.2eV或41.0eV的电子都能够从基态跃迁到第二能级，因此选A.,6.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA.移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0.则(),A.光电管阴极的逸出功为1.8eVB.电键K断开后，有电流流过电流表GC.光电子的最大初动能为0.7eVD.改用能量为1.5eV的光子照射光电管，电流表G也有电流，但电流较小,【解析】选A、B、C.光电管上加的是反向电压，由题意知当U=0.7V时，具有最大初动能的光电子恰好不能到达阳极，因此eU=mv2，即Ek=eU=0.7eV，C选项正确，由光电效应方程有Ek=h-W，得W=h-Ek=2.5eV-0.7eV=1.8eV，A正确，当光子能量小于1.8eV时不能发生光电效应，D错误；在用2.5eV的光照射时，尽管电键K断开，但仍有形成电流的回路，B选项也正确.,7.(2009石家庄模拟)由原子核的衰变规律可知()A.原子核衰变可同时放出、射线，它们都是电磁波B.放射性元素处于单质或化合物状态，或进行加温加压，其半衰期均不变C.治疗肿瘤用的刀是利用的射线的穿透能力强和能量高的特点D.人造放射性同位素比天然放射性同位素的半衰期长、废料易处理,【解析】选B、C.、射线不是电磁波，故A错误.半衰期与放射性元素的物理、化学性质无关，故B正确.利用射线的穿透能力强和能量高的特点治疗肿瘤效果极佳，C正确.半衰期与天然的、人造的无关，故D错误.,对以上核反应分类，列成下表，则分类正确的是(),【解析】选B.根据核反应的特征，可以判断是衰变；是衰变；是原子核的人工转变；是轻核的聚变；是重核的裂变，对比图表可知B正确.,【解析】选B、D.23992U经4次衰变，质量不变，电荷数增大4，应为23996X，故A错.由m=m0()t/T可知，当20g的23892U经两个半衰期其质量应变为原来的，即5g，故C错.23892U在中子轰击下，生成9438Sr和14054Xe，质量数减少，238-94-140=4，故原子核的核子数减少4，故D正确；用粒子轰击铍原子核发现了中子，故B正确.,10.23892U衰变为22286Rn要经过m次衰变和n次衰变，则m，n分别为()A.2，4B.4，2C.4，6D.16，6,【解析】选B.核衰变前后质量数守恒，电荷数守恒，粒子为42He,电子为0-1e,23892U衰变为22286Rn质量数变化238-222=16，电荷数变化92-86=6，即经过4次衰变和2次衰变，故选B.,【解析】选D.根据外切圆的轨迹形状推断：放射的粒子与反冲核同为正离子.两粒子动量大小相等，又由r=知，轨道半径的大小与电荷量大小成反比，圆的半径比为51，故选D.,以下推断正确的是()A.X是32He,Q2Q1B.X是42He，Q2Q1C.X是32He,Q2Q1D.X是42He，Q2Q1,第卷(非选择题共40分)二、计算题(本题共4小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(8分)如图所示，相距为d的A、B两平行金属板足够大，板间电压恒为U，有一波长为的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量为e，问：(1)从B板产生的光电子中，最大的动能是多少？(2)光电子从B板运动到A板所需的最长时间是多少？,14.(10分)已知氢原子基态的电子轨道半径r1=0.5310-10m,基态的能级值E1=-13.6eV,第一激发态能级值E2=-3.4eV,第二激发态能级值为E3=-1.51eV.(1)求电子在n=1的轨道上运转形成的等效电流.(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,画一个能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线.(3)如果普朗克常量h=6.6310-34Js,试分析这几条谱线中最长的波长为多少.,【解析】(1)电子的绕核运转具有周期性,设运转周期为T,由牛顿第二定律和库仑定律有:对轨道上任一处,每一周期通过该处的电荷量为e,由电流强度定义式得所求等效电流强度.,(2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射,会得到三条光谱线,能级图如图所示.,(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小,发生跃迁的两个能级的能量差最小,根据氢原子能级的分布规律可知,氢原子一定是从n=3的能级跃迁到n=2的能级.设=6.5810-7m.(2分)答案：(1)1.0510-3A(2)见解析图(3)6.5810-7m,15.(10分)两个氘核可结合成一个氦核并释放出一个中子，其中氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u(1)写出上述核反应方程；(2)计算这个核反应所释放的核能(1u相当于931.5MeV，1eV=1.610-19J)；(3)有1mol的氘核刚好完全反应，其释放的核能相当于多少燃烧值为q=3.3107J/kg的优质煤完全燃烧释放的能量？(阿伏伽德罗常数NA=6.01023mol-1),【解析】(1)由质量数、电荷数守恒有：21H+21H32He+10n(2分)(2)质量亏损m=22.0136u-3.0150u-1.0087u=0.0035u(1分)由质能方程有E=mc2=u931.5MeV/u=0.0035u931.5MeV/u=3.26025MeV=3.260251061.610-19J=5.210-13J(3分),(3)1mol氘核发生的核反应个数为0.56.01023个，则释放的能量为E=0.56.010235.210-13J=1.561011J(1分)设相当于x吨优质煤完全燃烧释放的能量，则有：E=