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人教版选择性必修三（第四、五章）阶段性检测C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．根据课本黑体辐射的实验规律，以下判断不正确的是（ ）
A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间
B．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短
C．温度越高，辐射强度的极大值就越大
D．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
2．在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压的关系曲线甲、乙、丙，如图所示，下面分析正确的是（ ）
A．甲光的频率比乙的大 B．乙光的频率比丙的大
C．甲光的频率比丙的大 D．三种光的频率相等
3．卢瑟福指导他的助手进行的散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的粒子。实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°。于是，卢瑟福大胆猜想（ ）
A．原子核内存在中子
B．原子核内存在质子
C．电子围绕原子核运动
D．原子内部有体积很小、质量很大的核
4．玻尔原子模型认为氢原子的轨道和能量都是量子化的，轨道半径，能级，其中表示基态氢原子半径，表示氢原子所在能级的量子数，…。在高真空与极低温度的宇宙空间观察到一种量子数的氢原子，处在很高的激发态，被称为里德伯原子，它具有寿命长、半径大、电偶极矩强等普通氢原子不具有的特点。关于里德伯原子，下列说法正确的是（ ）
A．里德伯原子的能量比普通氢原子的小
B．里德伯原子的电离能比普通氢原子的大
C．已知普通氢原子从能级跃迁到能级放出紫光，则里德伯原子从能级跃迁到能级放出紫外线
D．已知基态氢原子半径为0.053 nm，则里德伯原子半径会达到微米级
5．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次β衰变，放射出的电子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，生成的新核用Y表示。则电子和新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强
C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大
7．2021年5月28日，在中科院合肥物质科学研究院，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步．下列关于聚变的说法正确的是（ ）
A．任何两个原子核都可以发生聚变
B．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前减小
C．两个轻核结合成质量较大的核，核子的平均结合能减小
D．核聚变比核裂变更为安全、清洁，是目前利用核能的主要方式
8．科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为．关于聚变下列表述正确的是
A．聚变反应不会释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损 D．目前核电站都采用聚变反应发电
9．如图所示，图甲用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现直接跃迁到时发出的光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数等于时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．该材料的逸出功为
B．滑动变阻器触点c向b侧缓慢移动，电流表读数逐渐减小为零
C．其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，总共有5种光可以发生光电效应
D．用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压
10．已知、、的静止质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV。当发生α衰变时，下列说法正确的是（ ）
A．的质量等于组成它的核子的质量之和
B．发生一次衰变释放的核能为4.93695MeV
C．因的比结合能比小，所以比更稳定
D．一个静止的发生一次衰变，产生的和的速度之比约为111：2
【答案】BC
【详解】A．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，因为核子组合成原子核时强力做正功释放能量，故A错误；
B．发生α衰变释放出核能，一次衰变释放的核能
E=(226.0254－222.0175－4.0026)×931.5MeV＝4.93695MeV
故B正确；
C．原子核的比结合能越大，说明把它分成单个的核子需要赋予更多的能量，因此原子核更稳定，的比结合能比小，所以更稳定，故C正确；
D．由衰变时动量守恒可知，和的速度之比为两者质量的反比，质量之比约为质量数之比，故和的速度之比约为2∶111，故D错误。
故选BC。
二、填空实验题（本题共3小题，共16分。）
11．如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出功为4.8eV。现分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是 （填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是 eV。
A． B． C． D．
12．现代考古中可利用的衰变规律测定古生物的年代，衰变时放出 （填粒子符号），并生成新核。如图所示为放射性元素的衰变规律的示意图（纵坐标表示的是任意时刻放射性元素的原子数与时的原子数的比值），则该放射性元素的半衰期是 年。若从某次考古时发掘出来的木材中，检测到所含的比例是正在生长的植物中的80%，则该木材距今约 年。
13．我国科学家用冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程。冷冻电子显微镜比光学显微镜分辨率更高，其原因是电子的物质波波长远小于可见光波长。由此可知电子比可见光 （选填“更容易”或“更不容易”或“一样容易”）发生明显衍射。电子束通过由电场构成的电子透镜实现会聚、发散作用。电子透镜由金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为其截面图（虚线为等势面）。显微镜工作时，两圆环的电势。现有一束电子沿着平行于圆环轴线的方向进入M。则电子在穿越电子透镜的过程中速度不断 （选填“增大”或“减小”或“不变化”）。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14．研究表明，用具有一定能量的电子轰击处于基态的氢原子，当电子能量大于等于氢原子的能级差时，氢原子就会发生跃迁，剩余能量仍保留为电子的动能。用一束能量为12.79eV的电子束轰击一群处于基态的氢原子，被激发后的氢原子不稳定，向低能级跃迁，辐射出的光子照射到用钨做成K极的光电管上，已知金属钨的逸出功是4.54eV，电子的电荷量为，普朗克常量为。求：（光速）
（1）处于激发态的氢原子最多能辐射出几种光子？其中最短波长为多少？
（2）这些光子中有几种能使钨发生光电效应？光电子的最大初动能能达到多少eV？
15．太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程是太阳内部的许多核反应中的一种，其中为正电子，ve为中微子
（1）确定核反应方程中a、b的值；
（2）在质子与质子达到核力作用范围完成核聚变前必须要克服强大的库仑斥力．设质子的质量为m，电子质量相对很小可忽略，中微子质量为零，克服库仑力做功为W．若一个运动的质子与一个速度为零的质子发生上述反应，运动质子速度至少多大？
16．放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图1所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，射出电子的最小动能为E1，最大动能为E2。在E1和E2之间，任意相等的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便，假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动，忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e，a和b为接线柱。
（1）原子核是由质子和中子等核子组成的，说明β衰变的电子是如何产生的。
（2）求a、b之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短。
（3）在a、b间接上负载时，两极上的电压为U，通过负载的电流为I。论证电流大小I随电压U变化的关系，并在图2中画出I与U关系的图线。
（4）若电源的电流保持恒定且与负载电阻无关，则可称之为恒流源。请分析负载电阻满足什么条件时该电源可视为恒流源。
（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）
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人教版选择性必修三（第四、五章）阶段性检测C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．根据课本黑体辐射的实验规律，以下判断不正确的是（ ）
A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间
B．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短
C．温度越高，辐射强度的极大值就越大
D．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
【答案】D
【详解】AD、在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间，故A不符合题意，D符合题意；
BC、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，则辐射强度的极大值也就越大，辐射强度最大的电磁波的波长越短．故BC不符合题意．
故选D
2．在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压的关系曲线甲、乙、丙，如图所示，下面分析正确的是（ ）
A．甲光的频率比乙的大 B．乙光的频率比丙的大
C．甲光的频率比丙的大 D．三种光的频率相等
【答案】B
【详解】根据光电效应方程得
根据动能定理可得
联立可得
可知甲、乙、丙的频率大小关系为
故选B。
3．卢瑟福指导他的助手进行的散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的粒子。实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°。于是，卢瑟福大胆猜想（ ）
A．原子核内存在中子
B．原子核内存在质子
C．电子围绕原子核运动
D．原子内部有体积很小、质量很大的核
【答案】D
【详解】猜想原子内部很空旷，才能让绝大多数粒子通行无阻；猜想被撞击的原子部分的质量很大，才能让粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°，综上分析即原子内部有体积很小、质量很大的核复合题意。
故选D。
4．玻尔原子模型认为氢原子的轨道和能量都是量子化的，轨道半径，能级，其中表示基态氢原子半径，表示氢原子所在能级的量子数，…。在高真空与极低温度的宇宙空间观察到一种量子数的氢原子，处在很高的激发态，被称为里德伯原子，它具有寿命长、半径大、电偶极矩强等普通氢原子不具有的特点。关于里德伯原子，下列说法正确的是（ ）
A．里德伯原子的能量比普通氢原子的小
B．里德伯原子的电离能比普通氢原子的大
C．已知普通氢原子从能级跃迁到能级放出紫光，则里德伯原子从能级跃迁到能级放出紫外线
D．已知基态氢原子半径为0.053 nm，则里德伯原子半径会达到微米级
【答案】D
【详解】A．基态氢原子的能量为，里德伯原子的能量为
里德伯原子的能量比普通氢原子的大，选项A错误。
B．将处于量子数为n的激发态的氢原子电离，需要能量
量子数n越大，电离能越小，选项B错误。
C．氢原子从能级m跃迁到n放出光子的能量
里德伯原子从能级跃迁到能级放出光子的能量比紫光小，频率比紫光低，不可能是紫外线，选项C错误。
D．里德伯原子半径
选项D正确。
故选D。
5．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次β衰变，放射出的电子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，生成的新核用Y表示。则电子和新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】一个静止的放射性原子核（）发生了一次β衰变，由动量守恒可知，衰变后电子与新核运动方向相反，新核带正电，电子带负电，根据左手定则可判断两轨迹圆应为内切圆；
由洛伦兹力提供向心力有
解得圆周运动的半径公式
可知，电子半径大。
故选B。
6．“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强
C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
即衰变方程中的X=234，故A错误；
B．是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；
C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；
D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。
故选C。
7．2021年5月28日，在中科院合肥物质科学研究院，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步．下列关于聚变的说法正确的是（ ）
A．任何两个原子核都可以发生聚变
B．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前减小
C．两个轻核结合成质量较大的核，核子的平均结合能减小
D．核聚变比核裂变更为安全、清洁，是目前利用核能的主要方式
【答案】B
【详解】A．只有两个质量数较小的原子核才可以聚变成一个中等质量数的原子核，并不是任何两个原子核都可以发生聚变，故A错误；
BC．核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前减小，平均结合能增加，故B正确，C错误；
D．核聚变的最终产物是氦气，无污染，而核裂变会产生固体核废料具有放射性，因此核聚变更加清洁和安全，但是还不是目前利用核能的主要方式，选项D错误。
故选B。
8．科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为．关于聚变下列表述正确的是
A．聚变反应不会释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损 D．目前核电站都采用聚变反应发电
【答案】B
【详解】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量．但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应．因此B正确．
9．如图所示，图甲用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现直接跃迁到时发出的光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数等于时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．该材料的逸出功为
B．滑动变阻器触点c向b侧缓慢移动，电流表读数逐渐减小为零
C．其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，总共有5种光可以发生光电效应
D．用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数
【答案】CD
【详解】A．跃迁到的光子能量为
慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数等于时，电流表读数恰好为零，则有
根据光电效应方程有
联立解得该材料的逸出功为
故A错误；
B．滑动变阻器触点c向b侧缓慢移动，所加的反向电压逐渐减小，电流表读数逐渐增大，故B错误；
C．其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，则有
总共有5种光可以发生光电效应，故C正确；
D．根据
用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，则有
联立可得
故D正确。
故选CD。
10．已知、、的静止质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV。当发生α衰变时，下列说法正确的是（ ）
A．的质量等于组成它的核子的质量之和
B．发生一次衰变释放的核能为4.93695MeV
C．因的比结合能比小，所以比更稳定
D．一个静止的发生一次衰变，产生的和的速度之比约为111：2
【答案】BC
【详解】A．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，因为核子组合成原子核时强力做正功释放能量，故A错误；
B．发生α衰变释放出核能，一次衰变释放的核能
E=(226.0254－222.0175－4.0026)×931.5MeV＝4.93695MeV
故B正确；
C．原子核的比结合能越大，说明把它分成单个的核子需要赋予更多的能量，因此原子核更稳定，的比结合能比小，所以更稳定，故C正确；
D．由衰变时动量守恒可知，和的速度之比为两者质量的反比，质量之比约为质量数之比，故和的速度之比约为2∶111，故D错误。
故选BC。
二、填空实验题（本题共3小题，共16分。）
11．如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出功为4.8eV。现分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是 （填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是 eV。
A． B． C． D．
【答案】 AC 1.8
【详解】[1]因为金属钨的逸出功为4.5eV，所以能发生光电效应的是B、C、D；B选项所加的电压为正向电压，则电子一定能到达金属网；C选项光电子的最大初动能为1.3eV，反向电压为1.5V，根据动能定理，知电子不能到达金属网；D选项光电子的最大初动能为2.3eV，反向电压为1.5V，根据动能定理，有光电子能够到达金属网，故没有光电子达到金属网的是A、C。
故选AC。
[2]B项中逸出的光电子最大初动能为
Ekm1=E光-W溢=4.8eV-4.5eV=0.3eV
到达金属网时最大动能为
0.3eV+1.5eV=1.8eV
D项中逸出的光电子最大初动能为
Ekm2=E光-W溢=6.8eV-4.5eV=2.3eV
到达金属网时最大动能为
2.3eV﹣1.5eV=0.8eV
能够到达金属网的光电子的最大动能是1.8eV。
12．现代考古中可利用的衰变规律测定古生物的年代，衰变时放出 （填粒子符号），并生成新核。如图所示为放射性元素的衰变规律的示意图（纵坐标表示的是任意时刻放射性元素的原子数与时的原子数的比值），则该放射性元素的半衰期是 年。若从某次考古时发掘出来的木材中，检测到所含的比例是正在生长的植物中的80%，则该木材距今约 年。
【答案】 5 700 1 900
【详解】[1]根据电荷数守恒、质量数守恒知，核反应方程为
[2][3]活体中含量不变，生物死亡后，开始减少，设活体中的含量为，发掘出的木材中为，设的半衰期为，则由半衰期的定义得
则
当时
由题图得半衰期
年
当时
年
13．我国科学家用冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程。冷冻电子显微镜比光学显微镜分辨率更高，其原因是电子的物质波波长远小于可见光波长。由此可知电子比可见光 （选填“更容易”或“更不容易”或“一样容易”）发生明显衍射。电子束通过由电场构成的电子透镜实现会聚、发散作用。电子透镜由金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为其截面图（虚线为等势面）。显微镜工作时，两圆环的电势。现有一束电子沿着平行于圆环轴线的方向进入M。则电子在穿越电子透镜的过程中速度不断 （选填“增大”或“减小”或“不变化”）。
【答案】 更不容易 增大
【详解】[1]由于电子的波长较短，则电子比可见光更不容易发生明显衍射。
[2]由于，电场线从N到M，则从M点向右射入的电子受到向右的电场力而被加速，即电子在穿越电子透镜的过程中速度逐渐增大。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14．研究表明，用具有一定能量的电子轰击处于基态的氢原子，当电子能量大于等于氢原子的能级差时，氢原子就会发生跃迁，剩余能量仍保留为电子的动能。用一束能量为12.79eV的电子束轰击一群处于基态的氢原子，被激发后的氢原子不稳定，向低能级跃迁，辐射出的光子照射到用钨做成K极的光电管上，已知金属钨的逸出功是4.54eV，电子的电荷量为，普朗克常量为。求：（光速）
（1）处于激发态的氢原子最多能辐射出几种光子？其中最短波长为多少？
（2）这些光子中有几种能使钨发生光电效应？光电子的最大初动能能达到多少eV？
【答案】（1）6种，；（2）3种，8.21eV
【详解】（1）由题意，根据
可知氢原子能跃迁到能级，从能级向低能级跃迁，总共能产生的不同频率的光子种数为种；由能级向能级跃迁时辐射的光子的波长最短时频率最大，则辐射的光子能量为
根据
得最短波长为
（2）向不同能级跃迁时放出的能量分别为
可知只有3种能发生光电效应，根据光电效应方程可得光电子的最大初动能
15．太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程是太阳内部的许多核反应中的一种，其中为正电子，ve为中微子
（1）确定核反应方程中a、b的值；
（2）在质子与质子达到核力作用范围完成核聚变前必须要克服强大的库仑斥力．设质子的质量为m，电子质量相对很小可忽略，中微子质量为零，克服库仑力做功为W．若一个运动的质子与一个速度为零的质子发生上述反应，运动质子速度至少多大？
【答案】①核反应方程中a、b的值分别为1和2；②运动质子速度至少为
【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒判断中微子的质量数和电荷数；反应过程中根据动量守恒和能量守恒列式即可求解．
【详解】（1）根据质量数守恒、电荷数守恒，知a=1，b=2．
（2）设运动质子速度为v，且以该速度方向为正方向，此过程中动量守恒，则有：mv0=2mv
根据能量守恒得：
解得：
16．放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图1所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，射出电子的最小动能为E1，最大动能为E2。在E1和E2之间，任意相等的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便，假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动，忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e，a和b为接线柱。
（1）原子核是由质子和中子等核子组成的，说明β衰变的电子是如何产生的。
（2）求a、b之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短。
（3）在a、b间接上负载时，两极上的电压为U，通过负载的电流为I。论证电流大小I随电压U变化的关系，并在图2中画出I与U关系的图线。
（4）若电源的电流保持恒定且与负载电阻无关，则可称之为恒流源。请分析负载电阻满足什么条件时该电源可视为恒流源。
（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）
【答案】（1）β衰变的实质是1个中子转化为1个质子和1个电子；（2），；（3）见解析；（4）0【详解】（1）β衰变的实质是1个中子转化为1个质子和1个电子。或写出核反应方程
（2）根据动能定理有
－eUm = 0－E2
解得a、b之间的最大电势差
将a、b短接时所有逸出电子都能由球心处的放射源到达球壳，故短路电流
（3）①在0②在E1因为单位时间发射的电子是按照能量均匀分布的，所以这时通过负载的电流为
③在eU=E2即U=时，电子将无法到达球壳，此时通过负载的电流为零。
综合①②③的分析，可知I随电压U变化的伏安特性关系如答图2所示
（4）当0U=IR=NeR
解得
0当负载电阻满足021世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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