2025高考物理 人教版选择性必修第3册专项复习第4章　学业质量标准检测含答案

2025高考物理人教版选择性必修第3册专项复习第4章学业质量标准检测含答案学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共12小题，其中第1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分，第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．关于阴极射线，下列说法正确的是()A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C．阴极射线管中的高电压是为了使电子加速D．阴极射线管中的高电压是为了使电子偏转，使实验现象更明显答案：C解析：阴极射线是在真空管内由负极放出的高速电子流，不是辉光放电现象，故A、B错误；阴极射线管中的高电压方向与电子运动方向平行，使电子加速，不会使电子发生偏转，故C正确，D错误。2．实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中不能体现波动性的是()A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构答案：B解析：干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A不符合题意；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，没有体现波动性，故B符合题意；可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以发生衍射现象，具有波动性，故C不符合题意；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以发生衍射现象，说明具有波动性，故D不符合题意。3．(2024·云南模拟预测)如图所示，金属板M、N用极限频率分别为ν1和ν2的不同金属制成。现用频率为ν的单色光持续照射两板内表面，仅M板有光电子逸出，设电子的电荷量为e，下列说法正确的是()A．ν1>ν2B．M板的金属的逸出功是hν1C．从M板逸出的光电子的初动能是hν－hν1D．增大入射光的光照强度，可使N板有光电子逸出答案：B解析：已知单色光照射M板发生光电效应，根据光电效应发生条件可知ν1<ν2，故A错误；根据光电效应方程，光电子的最大初动能Ekm＝hν－W0，当Ekm＝0时hν1＝W0，故B正确；光电效应方程求得的是光电子的最大初动能，故C错误；能否发生光电效应与光强无关，故D错误。4．现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的eq\f(1,n－1))()A.eq\f(k,2) B．kC．eq\f(3k,2) D．2k答案：C解析：处在量子数为3的能级的k个氢原子跃迁到量子数为2和量子数为1的能级的氢原子个数各为eq\f(k,2)，而处于量子数为2的能级的eq\f(k,2)个氢原子还会向量子数为1的基态跃迁，故发出的光子总数为eq\f(3k,2)。5．(2024·河北石家庄三模)如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是()A．处于基态的氢原子可以吸收能量为1.51eV的光子跃迁到n＝3能级B．处于基态的氢原子可以吸收能量为13.7eV的光子后被电离C．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级时，原子的电势能增加D．一个氢原子从n＝4能级向基态跃迁时，可发出6种不同频率的光子答案：B解析：处于基态的氢原子跃迁到n＝3能级需要E＝－1.51eV－(－13.6)eV＝12.09eV，故A错误；根据电离的特点可知，处于基态的氢原子吸收大于13.6eV的能量即可实现电离，故B正确；氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级时，半径变小，可知动能增加，电势能减小，故C错误；一个氢原子从n＝4能级向基态跃迁时，可发出n－1＝3种不同频率的光子，故D错误。6．1927年戴维森和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图所示是该实验装置的简化图，下列说法正确的是()A．电子所具有的波动性与机械波没有区别B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验说明光子具有波动性D．该实验不能说明实物粒子具有波动性答案：B解析：电子是实物粒子，而该实验中看到了电子能发生衍射现象，则该实验说明物质波理论是正确的，实物粒子具有波动性，但不能说明光子具有波动性，这种波动性与机械波在本质上是不同的，故B正确，A、C、D错误。7．(2024·江苏南通高二期中)利用图示实验装置研究光电效应规律。实验中用同一频率(足够大)的单色光，分别照射不同型号的光电管(K极金属不同)，以下遏止电压(Uc)随不同金属逸出功(W0)变化图像正确的是()答案：B解析：实验中用同一频率(足够大)的单色光，分别照射不同型号的光电管；根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0，根据动能定理可得－eUc＝0－Ek，联立可得Uc＝－eq\f(1,e)W0＋eq\f(hν,e)，可知Uc－W0是一条斜率为负，纵轴截距为正的倾斜直线，故B正确。8．(2024·北京顺义区一模)1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，和大量气体分子与器壁的频繁碰撞类似，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”。某同学设计了如图所示的探测器，利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的电磁波的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即P0＝σT4，其中T为太阳表面的温度，σ为常量。引力常量为G，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光子的动量p＝eq\f(h,λ)，光速为c。下列说法正确的是()A．常量σ的单位为eq\f(kg·s,K4)B．t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量为4πR2tP0SC．若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收一半被反射，探测器太阳帆的面积S至少为eq\f(2cGMm,R2P0)D．若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力为eq\f(R2P0S,cr2)答案：D解析：P0是单位时间从太阳单位面积辐射的电磁波的能量，所以单位为J/(s·m2)，则σ＝eq\f(P0,T4)，则常量σ的单位为eq\f(J,s·m2·K4)＝eq\f(kg,s3·K4)，故A错误；t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量E＝eq\f(4πR2tP0,4πr2)S＝eq\f(R2tP0S,r2)，故B错误；辐射到太阳帆的光子的总数n＝eq\f(E,hν)＝eq\f(Eλ,hc)＝eq\f(R2tP0Sλ,hcr2)，一半光子被吸收，一半反射，则有F总t＝eq\f(n,2)p＋eq\f(n,2)·2p＝eq\f(3n,2)p，其中F总≥eq\f(GMm,r2)，联立可得S≥eq\f(2cGMm,3R2P0)，故C错误；若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，则有F总t＝np，可得探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力F总＝eq\f(R2P0S,cr2)，故D正确。9．(2024·江西九江高二期末)有关下列四幅图说法正确的是()A．图甲对线框施加一水平力F，使线框向右做加速运动，线框可以产生感应电流B．图乙为第一张人体X光照片，X射线可用于诊断病情，它的波长比可见光短C．图丙是电磁波的产生与传播示意图，麦克斯韦理论告诉我们，变化的电场产生变化的磁场D．图丁的氦原子光谱是一些分立的亮线，说明原子的能量是量子化的答案：BD解析：图甲对线框施加一水平力F，使线框向右做加速运动，穿过线框的磁通量不变，不可以产生感应电流，故A错误；X射线可用于诊断病情，它的频率比可见光大，但是它的波长比可见光短，故B正确；麦克斯韦理论告诉我们，均匀变化的磁场产生稳定的电场，而周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故C错误；能量量子化也适合于原子系统，原子的能量是量子化的，原子在不同能级间跃迁产生分立的光谱，故D正确。10．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ν变化的函数关系图像。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－ν图像的斜率可能不同答案：ABC解析：照射光的频率相同，但不同材料的逸出功不同，根据光电效应方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek知，遏止电压不同，故A正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能不同，故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，饱和光电流也可能相同，故C正确；因为Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)知，题图乙中图线的斜率为eq\f(h,e)，即斜率只与h和e有关，且为常数，一定相同，故D错误。11．(2024·甘肃张掖模拟预测)如图所示为氢原子的能级图。大量处于n1、n2、n3、n4能级的氢原子向低能级跃迁时分别辐射出x1、x2、x3、x4种不同频率的光子。已知x4－x3＝2(x2－x1)>0，则()A．n1一定等于2B．若n1＝3，则可能有n4＝7C．若大量氢原子从n＝3能级跃迁到基态发出的光有两种可使某金属发生光电效应，则大量氢原子从n＝4能级跃迁到基态发出的光可能有4种可使该金属发生光电效应D．一个处于n＝5能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射5种频率的光答案：BC解析：根据Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)，大量氢原子从n＝2至n＝7能级向基态跃迁时分别能发出1、3、6、10、15、21种不同频率的光子，则有10－6＝2(3－1)，即x1＝1，n1＝2，若21－15＝2(6－3)，则有x1＝3，n1＝3，n4＝7，故A错误，B正确；大量氢原子从n＝3能级跃迁到基态发出3种光，有两种可使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功E3－E2<W0<E2－E1，即1.89MeV<W0<10.2MeV，则大量氢原子从n＝4能级跃迁到基态发出的光可能有4种可使该金属发生光电效应，故C正确；一个处于n＝5能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射4种频率的光，故D错误。12．场致发射显微镜的构造如图所示：一根针的尖端直径约为100nm，位于真空玻璃球泡的中心，球的内表面涂有荧光材料导电膜，在膜与针之间加上如图所示的高电压，使针尖附近的电场强度高达4×109V/m，电子就从针尖表面被“拉”出并加速到达导电膜，引起荧光材料发光。这样，在荧光屏上就看到了针尖的某种像(针尖表面的发射率图像)，如分辨率足够高，还可以分辨出针尖端个别原子的位置。但由于电子波的衍射，会使像模糊，影响分辨率。将电极方向互换，并在玻璃球泡中充进氦气，则有氦离子产生并打到荧光屏上，这样可使分辨率提高，以下判断正确的是()A．氦原子变成氦离子是在针尖端附近发生的B．电子从针尖到导电膜的运动过程加速度不断减小C．电子或氦离子的撞击使荧光材料的原子跃迁到了激发态D．分辨率提高是因为氦离子的德布罗意波长比电子的长答案：ABC解析：当无规则运动的氦原子与针尖上的金属原子碰撞时，氦原子由于失去电子而成为正离子，故A正确；电场强度从针尖到导电膜由强变弱，电子从针尖到导电膜的运动过程加速度不断减小，故B正确；当电子或氦离子以很大的速度撞击荧光材料时，电子或氦离子把一部分动能转移给了荧光材料的原子，从而使其跃迁到了激发态，故C正确；要想使分辨率提高，就要使衍射变得不明显，可知氦离子的德布罗意波长比电子的短，故D错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(本题共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)13．(6分)(2024·安徽安庆高二阶段练习)美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。(1)若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有________。A．油滴质量mB．两板间的场强EC．当地的重力加速度gD．两板的长度L(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q＝________。(3)在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷。关于元电荷说法正确的是________。A．油滴的电荷量可能是1.6×10－20CB．油滴的电荷量可能是3.2×10－19CC．元电荷就是电子D．任何带电体所带电荷量可取任意值答案：(1)ABC(2)eq\f(mg,E)(3)B解析：(1)平行金属板板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有mg＝qE，所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的场强E，当地的重力加速度g。故选ABC。(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q＝eq\f(mg,E)。(3)在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为e＝1.6×10－19C，则可知油滴的电荷量可能是3.2×10－19C，而1.6×10－20C不是元电荷的整数倍，故A错误，B正确；元电荷不是电子，只是在数值上等于电子或质子的电荷量；任何带电体所带电荷量都只能是元电荷的整数倍，故C、D错误。14．(8分)某学习小组利用图甲所示电路研究光电流I和光电管阴极K与阳极A之间的电压U的关系。实验中，用激光笔1(产生的光子能量为3.1eV)照射光电管的阴极K，用电流表测量光电流的大小，图乙为根据实验数据绘制出的图像。(1)连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至最左端，用激光笔1照射阴极K，电流表________(选填“有”或“无”)示数。(2)闭合开关，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动，电流表的示数________(选填“减小”“增大”或“不变”)。(3)根据图乙可得光电管阴极材料的逸出功约为________eV(保留两位有效数字)。(4)考虑电流表内阻，由图像得到的遏止电压与真实值相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案：(1)有(2)减小(3)1.8(4)不变解析：(1)根据题意，将滑动变阻器的滑片移至最左端，光电管阴极K与阳极A之间的电压为零，用激光笔1照射阴极K，有光电子逸出，可以到达阳极A形成光电流，则电流表有示数。(2)闭合开关，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动，光电管阴极K与阳极A之间的反向电压逐渐增大，可以到达阳极A的光电子数减小，则光电流减小，即电流表的示数减小。(3)根据题意，设逸出功为W0，由光电效应方程有Ek＝3.1eV－W0，由图乙可知，遏止电压为Uc＝1.26V，则有Ek＝eUc＝1.26eV，联立解得W0≈1.8eV。(4)由于光电管阴极K与阳极A之间相当于断路，电流表有没有内阻光电管阴极K与阳极A之间电压都等于电压表的读数，则考虑电流表内阻，由图像得到的遏止电压与真实值相比将不变。三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(8分)(2024·江苏南通高三开学考试)激光器发光功率为P，所发射的一束水平平行光束在空气中的波长为λ，光束的横截面积为S，垂直射到放在光滑水平面上的理想黑色物体的竖直表面上，光被完全吸收，光束的照射时间为t，物体的质量为m，光子的动量p＝eq\f(h,λ)，空气中光速为c，求：(1)物体在t时间内接收到的光子数目；(2)物体获得的速率和增加的内能。答案：(1)eq\f(Pλt,hc)(2)eq\f(Pt,mc)Pt－eq\f(P2t2,2mc2)解析：(1)由Pt＝nhν，ν＝eq\f(c,λ)得n＝eq\f(Pλt,hc)。(2)光子与物体系统动量守恒有np1＝mv，p1＝eq\f(h,λ)得v＝eq\f(Pt,mc)系统能量守恒有Pt＝eq\f(1,2)mv2＋Q得Q＝Pt－eq\f(P2t2,2mc2)。16．(10分)(2024·江苏淮安高二期中)一群氢原子处于n＝3能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示(e＝1.6×10－19C)，求：(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子能量；(3)为使一个处于n＝3能级的氢原子电离，至少需要给它多少焦耳的能量？答案：(1)3种(2)1.89eV(3)2.416×10－19J解析：(1)根据Ceq\o\al(2,3)＝3，可知氢原子可能发射3种频率的光子。(2)氢原子由n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，由玻尔的跃迁规律可得辐射光子能量为ε＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.40eV)＝1.89eV。(3)为使一个处于n＝3能级的氢原子电离，至少需要给它的能量为ΔE＝0－E3＝1.51eV＝1.51×1.6×10－19J＝2.416×10－19J。17．(12分)(2024·江苏南通高二期中)光谱的结果显示氢原子只能发出一系列特定波长的光，瑞士科学家巴耳末发现这些谱线的波长λ满足一个简单的公式，即巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，(n＝3,4,5…)。已知R为里德伯常量，电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，普朗克常量为h。(1)求氢原子中电子从n＝3能级跃迁到n＝2时对应谱线的波长λ；(2)利用巴耳末系中波长最长的光照射某金属发生光电效应，已知遏止电压为Uc。求该金属的逸出功W0。答案：(1)eq\f(36,5R)(2)eq\f(5Rhc,36)－eUc解析：(1)由题意可知，在巴耳末系中，氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2时有eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))解得λ＝eq\f(36,5R)。(2)氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2时，辐射光子的能量最小，巴耳末系中波长最长，根据c＝λν解得ν＝eq\f(5Rc,36)根据光电效应方程有Ekmax＝hν－W0根据遏止电压的规律有eUc＝Ekmax解得W0＝eq\f(5Rhc,36)－eUc。18．(16分)(2024·浙江杭州高二期中)某种金属板M受到一束紫外线连续照射时会不停地发射电子，紫外光束的横截面为圆形，其半径r为1mm，从M板射出的电子沿各个方向运动，速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N，M、N间距d为1cm。如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。电子的质量m＝9.1×10－31kg，所带的电荷量e＝1.6×10－19C。(1)在用导线连接M、N时，测得通过导线的电流大小为3.2μA，求：金属板N每秒接收到电子的数目？(2)现在不把M、N直接相连，而按图那样在M、N之间加电压U，发现当U＝20V时，电流表中恰好没有电流。则被这束紫外线照射出的电子，其最大速度是多少？(3)现把加在M、N之间的电压反向，且射出的电子的最大速度与(2)问中的相等，求：所加电压U＝20V时，金属板N上能接收到电子的区域的最大面积？(保留3位有效数字)答案：(1)2×1013个(2)2.7×106m/s(3)13.8cm2解析：(1)根据I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(ne,t)解得n＝eq\f(It,e)＝eq\f(3.2×10－6,1.6×10－19)＝2×1013。(2)按图那样在M、N之间加电压U，当U＝20V时，电流表中恰好没有电流，即电子克服电场力做功，恰好运动不到N板，则由动能定理eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)解得vm＝2.7×106m/s。(3)射出的电子速度沿板方向，则电子在M、N之间做类平抛运动，根据平抛规律，沿板方向的位移为x＝vmt垂直板方向有d＝eq\f(1,2)at2根据牛顿第二定律a＝eq\f(eU,md)联立解得x＝2cm金属板N上能接收到电子的区域的最大半径为rm＝r＋2cm＝2.1cm最大面积为Sm＝πreq\o\al(2,m)＝13.8cm2。第五章1.基础达标练1．天然放射性元素放出的α、β、γ射线中()A．三种射线的速度相同B．α射线的穿透本领最强C．β射线的本质是高速运动的电子流D．γ射线在真空中的速度比X射线的大答案：C解析：α射线的速度可达0.1c，β射线的速度可达0.99c，γ射线的速度为c，故A错误；三种射线中，α射线的穿透本领最弱，故B错误；β射线的本质是高速运动的电子流，故C正确；γ射线和X射线都是电磁波，它们在真空中的速度相同，故D错误。2．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快“消失”的根本原因是()A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用答案：B解析：因α射线的电离作用使空气电离，从而使带电体所带的电荷很快“消失”。3．(多选)下列说法正确的是()A.eq\o\al(n,m)X与eq\o\al(n,m－1)Y互为同位素B.eq\o\al(n,m)X与eq\o\al(n－1,m)Y互为同位素C.eq\o\al(n,m)X与eq\o\al(n－2,m－2)Y中子数相同D.eq\o\al(235,92)U核内有92个质子、235个中子答案：BC解析：同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错误，B正确；原子核中质子数加中子数等于质量数，eq\o\al(n,m)X中子数为n－m，eq\o\al(n－2,m－2)Y中子数为n－m，故C正确；eq\o\al(235,92)U中质子数为92，中子数为143，故D错误。4．(多选)下列哪些现象能说明射线来自原子核()A．三种射线的能量都很高B．放射性的强度不受温度、外界压强等条件的影响C．元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关D．α射线、β射线都是带电的粒子流答案：BC解析：能说明射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关，故B、C正确。5．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是()A．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构C．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的β射线D．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子答案：A解析：居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故A正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，但他没有揭示原子核有复杂的结构，故B错误；汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是带负电的粒子，且质量非常小，并未发现该射线是中子变为质子时产生的β射线，故C错误；查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子，故D错误。6．(多选)如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，则下列说法中正确的有()A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b答案：AC解析：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向下，β粒子受的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，故A、C正确。7．(2024·安徽高三阶段练习)利用带电粒子在电磁场中的运动，制作出的质谱仪可测量粒子的比荷。研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，图1是三类射线在垂直纸面向外的磁场中的偏转情况的示意图。图2是两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。下列说法错误的是()A．放射源可以打出三类射线，说明同时发生α、β、γ衰变B．α射线穿透能力最弱，速度也最慢，打到A板的是α射线C．a为电源正极，到达A板的为β射线，不偏转的是γ射线D．正负极判断看射线在两板间的轨迹，比荷大的偏向A板答案：B解析：从图2可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A极板的粒子的竖直位移小于到达B板粒子的，粒子在竖直方向做匀速直线运动，则据平抛运动公式，知两个粒子初速度v相差约10倍，但两者比荷相差几千倍，两极板电压U相同，比荷小的飞行距离短，所以电子的竖直位移小，故达到A极板距离小，是β射线，A极板带正电，a为电源的正极。本题选错误的，故选B。8.eq\o\al(31,15)P的一种同位素eq\o\al(30,15)P具有放射性，对人体有害。则：(1)eq\o\al(30,15)P的原子核中有几个质子？几个中子？(2)eq\o\al(30,15)P核所带电荷量是多少？(3)若eq\o\al(31,15)P原子呈电中性，它的核外有几个电子？(4)若让eq\o\al(31,15)P和eq\o\al(30,15)P原子核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？答案：(1)1515(2)2.40×10－18C(3)15(4)eq\f(31,30)解析：(1)eq\o\al(30,15)P核中的质子数为15，中子数为：30－15＝15。(2)eq\o\al(30,15)P核所带电荷量Q＝15e＝15×1.60×10－19C＝2.40×10－18C。(3)eq\o\al(31,15)P原子呈电中性，则核外电子数为15。(4)据qvB＝meq\f(v2,r)知，r＝eq\f(mv,qB)，因为两种同位素具有相同的电荷数，但质量数不同，而原子核的质量之比与原子核的质量数之比相等，故eq\f(r1,r2)＝eq\f(m1,m2)＝eq\f(31,30)。能力提升练9.如图所示，在某次实验中把放射性元素放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出。在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，Q、P之间有垂直纸面的匀强磁场(图中未画出)，整个装置放在暗室中。实验中发现，照相机底片的a、b两处感光(b处正对铅盒的小孔)，则下列说法正确的是()A．该实验说明原子具有复杂的结构B．Q、P之间的匀强磁场方向垂直纸面向里C．通过分析可知，打到a处的射线为β射线D．此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线答案：C解析：该实验说明原子核具有复杂的结构，故A错误；照相机底片的a、b两处感光，说明有β射线与γ射线穿过黑纸，因此打在b处的应是γ射线，打在a处的应是β射线，再依据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向外，故B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中可能有α射线，一定有β射线与γ射线，故D错误。10．α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半，所需铝板的厚度分别为0.0005cm、0.05cm和8cm，而钢板降低辐射强度的能力比铝板强一些。工业部门可以使用射线来测厚度。如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的厚度需要控制为5cm，请推测测厚仪使用的射线是()A．α射线 B．β射线C．γ射线 D．可见光答案：C解析：根据α、β、γ三种射线的特点可知，γ射线穿透能力最强，电离作用最弱；α射线电离作用最强，穿透能