选修3—5 近代物理初步测试题 word版含答案
文档属性
| 名称 | 选修3—5 近代物理初步测试题 word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 227.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-24 16:32:17 | ||
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文档简介
高中物理教科版选修3-5近代物理初步测试题
满分：100分 考试时间：60分钟
一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共计72分。1～8题为单选，9～12题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)
1．(2019·浙江省仿真模拟)2018年3月14日，英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金逝世，享年76岁，引发全球各界悼念。在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立作出了巨大的贡献。在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是( C )
A．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值
B．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
C．布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子
D．爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子
[解析] 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的数值，选项A错误；根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出光能，不是核能，选项B错误；布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子，选项C正确；根据爱因斯坦的光子说认为，只要入射光的频率小于截止频率，即使增加光照时间，也不可能发生光电效应，故D错误。
2．(2019·杭州模拟)氢原子光谱如甲图所示，图中给出了谱线对应的波长，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，玻尔的氢原子能级图如乙图所示，则下列说法错误的是( C )
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B．甲图所示的四种光均属于可见光范畴
C．Hβ对应光子的能量约为10.2eV
D．Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级
[解析] Hα波长大于Hβ波长，故Hα频率较小，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A正确；可见光的波长范围在780～380nm左右，则选项B正确；Hβ谱线对应光子的能量E＝＝＝4.09×10－19J＝2.55eV，故C错误；Hα谱线对应光子的能量为：E＝＝3.03×10－19J＝1.89eV，从n＝3能级到n＝2能级释放的光子能量为(－1.51)－(－3.4)＝1.89eV，则Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级，故D正确。
3．(2018·云南昆明一中月考)下列说法正确的是( B )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果保持光的频率不变，而逐渐减弱光的强度，有可能不再发生光电效应
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
C．天然放射现象说明原子具有复杂的结构
D．原子核内所有核子之间都有很强的核力相互作用
[解析] 某种金属能否发生光电效应只与入射光的频率有关，与光强无关，选项A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后动量变小，波长变长，选项B正确；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项C错误；核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m，原子核的半径数量级在10－15m，所以核力只存在于同一个原子核内的相邻的核子之间，故D错误。
4．(2018·山东菏泽模拟)根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是( C )
A．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大
B．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个静止的氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态
C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
D．铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，中子数减少21个
[解析] 根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，金属的逸出功越大，逸出的光电子的最大初动能就越小，故A错误；根据动量守恒定律可知，若使另一个初速度不为零的氢原子与这个氢原子发生碰撞，则碰后总动量不为0，总动能不为零，无法使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态，故B错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，C正确；铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，质量数减少32，而质子数减少10，因此中子减少22，故D错误。
5．(2018·河北石家庄质检)如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是( C )
A．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
B．大量处于n＝3激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子
C．处于基态的氢原子可吸收能量为12.09eV的光子发生跃迁
D．用氢原子n＝2跃迁到n＝1能级辐射出的光照射某金属(逸出功为6.34eV)时不能发生光电效应
[解析] 氢原子从基态跃迁到激发态时，总能量变大，电子的轨道半径变大，电子的速度减小，动能减小，电势能增大，故A错误；大量的氢原子处于n＝3的激发态，向低能级跃迁时可辐射出C＝3种不同频率的光子，故B错误；处于基态的氢原子吸收了能量为12.09eV的光子后，氢原子能量为－1.51eV，跃迁到第3能级，故C正确；氢原子从n＝2跃迁到n＝1能级，辐射出的光(10.20eV)照射某金属(逸出功为6.34eV)时能发生光电效应，故D错误。
6．(2018·辽宁师大附中模拟)下列说法中正确的是( D )
A．天然放射性元素Th(钍)共经历4次α衰变和6次β衰变变为Pb(铅)
B．放射性元素的半衰期与温度、压强有关
C．“原子由电子和带正电的物质组成”是卢瑟福通过α粒子散射实验得出的
D．玻尔理论认为，氢原子的核外电子轨道是量子化的
[解析] Th(钍)衰变成Pb(铅)的过程，质量数减小28，而质子数减小8，因此经过7次α衰变，6次β衰变，故A错误；放射性元素的半衰期只与原子核自身有关，与温度、压强无关，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验得出的是原子具有核式结构，故C错误；玻尔理论认为电子的轨道是量子化的，故D正确。
7．(2018·湖南衡阳一模)下列说法正确的是( D )
A．某元素的半衰期是3天，12g该元素经过6天后还有4g未衰变
B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时，原子的总能量增大，电子的动能增大
C．紫外线照射到锌板表面时能发生光电效应，若增加紫外线的照射强度，则从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3,2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
[解析] 由公式m＝m0可知，12g该元素经过6天后还有3g未衰变，故A错误；核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电场力做负功，动能减少，电势能增大，而总能量增大，故B错误；紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，单位时间内从锌板表面逸出的光电子的个数增多，但光电子的最大初动能不变，故C错误；根据质能方程E＝Δmc2知，2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确。
8．(2018·河南商丘模拟)下列说法中正确的是( D )
A．由能量守恒可知：在光电效应现象中，对于同一种金属而言，同颜色入射光的强度越大，飞出的光电子的最大初动能就越大
B．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
C．大量的氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时可以辐射三种不同频率的光
D.U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变
[解析] 根据光电效应方程可知，光电子的初动能与光的强度无关，故A错误；半衰期是统计规律，针对的是大量的原子，对少量原子没有意义，故B错误；大量的氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时可以辐射C＝6种不同频率的光，故C错误；根据质量数和电荷数守恒知，α衰变的次数n＝＝8，β衰变的次数m＝8×2＋82－92＝6，所以U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变，故D正确。
9．(2018·山东青岛城阳区模拟)下列说法正确的是( CD )
A．在光电效应实验中，入射光越强，逸出的光电子的初动能越大
B．处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子而跃迁到对应的激发态
C．某种放射性元素的样品经过6小时后还有没有衰变，它的半衰期是1.5小时
D．比结合能的大小决定着原子核的稳定程度
[解析] 光电子的最大初动能大小与入射光强弱无关，与入射光的频率有关，A错误；一个处于基态的氢原子只能吸收等于两能级间能量差的光子，故B错误；样品还有没有衰变，说明经过了4个半衰期，所以半衰期为1.5小时，故C正确；比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D正确。
10．(2018·河北衡水中学八模)下列关于原子和原子核的说法正确的是( AC )
A．α粒子散射实验中，少数α粒子发生了较大偏转是由于库仑斥力的影响
B．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
C．放射性元素的半衰期与它所处环境的温度和压强无关
D．结合能越大表示核子结合得越牢固，原子核越稳定
[解析] α粒子散射实验中，α粒子带正电，原子核也带正电，它们接近时就表现出很大的库仑斥力作用，使α粒子产生大角度偏转，故A正确；原子核由质子和中子组成，故B错误；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与它所处环境的温度和压强无关，故C正确；原子核的比结合能越大，核子结合得就越牢固，原子核越稳定，故D错误。
11．(2018·山西太原二模)如图的实验中，分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2。设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是( BD )
A．若λ1>λ2，则U1>U2
B．用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1
C．普朗克常量等于
D．阴极K金属的极限频率为
[解析] 波长越大，频率越小，遏止电压越小，故A错误；根据动能定理，用波长为λ1的光照射时有－eU1＝0－Ekm，解得Ekm＝eU1，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程得h＝eU1＋W，h＝eU2＋W，联立解得h＝，W＝，阴极K金属的极限频率ν0＝＝，故C错误，D正确。
12．(2019·南昌模拟)如图1所示是研究光电效应的电路图。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示。则下列说法正确的是( AD )
A．甲光照射光电管发出光电子的初动能不一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能
B．单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的少
C．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等
D．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系
[解析] 当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大(大于K极金属的极限频率)，就会从K极发出光电子。当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零，此时mev＝eUc，式中vc表示光电子的最大初速度，e为电子的电荷量，Uc为遏制电压，丙光对应的遏止电压较大，可知丙光产生光电子的最大初动能较大；据爱因斯坦光电效应方程，丙光的频率较大；但丙光照射光电管发出光电子的初动能不一定比甲光照射光电管发出光电子的初动能大，故A项正确；对于甲、乙两束频率相同的光来说，单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的多，故B项错误；光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数就较少，单位时间内发出的光电子数就较少，故C项错误；对于不同金属，若照射光频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，知逸出光电子的最大初动能Ek与金属的逸出功为线性关系，故D项正确。
二、非选择题(共2小题，共28分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)
13．(14分)(2018·湖南十校联考)卢瑟福在1909年做了著名的α粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型。在卢瑟福核式结构模型的基础上，玻尔引入定态假设和量子化条件提出了氢原子的玻尔模型。根据玻尔模型，可假设静止的基态氢原子的电子的轨迹半径为r、电子的质量为m、电子的电荷量为e、静电力常量为k、普朗克常量为h，电子绕原子核仅在库仑力的作用下做匀速圆周运动(提示：电子和原子核均可看成点电荷；以无穷远处的电势为零，电荷量为Q的正点电荷在距离自身L处的电势为φL＝k；氢原子的能量为电子绕核运动的动能和电势能之和)。以下问题中氢原子均处于静止状态，则：
(1)求在经典理论下，基态氢原子的核外电子绕核运动的线速度v；
(2)求电子绕核运动形成的等效电流I；
(3)已知氢原子处于第一激发态时，电子绕核运动的轨迹半径为4r，求氢原子第一激发态与基态能量差ΔE及氢原子从第一激发态跃迁至基态时释放的光子的频率ν。
[答案] (1)e (2) (3)
[解析] (1)由库仑力提供向心力有k＝m
解得v＝e
(2)电子绕核运动的周期T＝＝
则I＝＝
(3)基态氢原子的能量E1＝mv2＋k(－e)＝－
处于第一激发态的氢原子有k＝m
E2＝mv＋k(－e)＝－
ΔE＝E2－E1＝
ν＝＝
14．(14分)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，区域足够大，方向垂直于纸面向里，直角坐标系xOy的y轴为磁场的左边界，A为固定在x轴上的一个放射源，内装镭核(Ra)沿着与＋x以一定夹角释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn)。α粒子在y轴上的N点沿－x方向飞离磁场，N点到O点的距离为L，已知OA间距离为，α粒子质量为m，电荷量为q，氡核的质量为m0，真空中的光速为c。
(1)写出镭核的衰变方程；
(2)求α粒子的速度；
(3)如果镭核衰变时释放的能量全部变为α粒子和氡核的动能，求一个原来静止的镭核衰变时的质量亏损。(用题中已知量表示)
[答案] (1)Ra→Rn＋He (2)
(3)(1＋)
[解析] (1)镭核衰变方程为器Ra→Rn＋He
(2)镭核衰变放出α粒子和氡核，分别在磁场中做匀速圆周运动，α粒子射出y轴时平行于x轴，设α粒子在磁场中的轨道半径为R，其圆心位置如图中O′点，有
(L—R)2＋()2＝R2 则R＝L
α粒子在磁场中做匀速圆周运动，有Bqv＝m，即mv＝BqR
α粒子的动能为E1＝mv2＝
所以α粒子的速度v＝
(3)衰变过程中动量守恒mv＝m0v0
则氡核反冲的动能为E2＝m0v＝
释放的总能量E＝E1＋E2
由质能方程知质量亏损为Δm＝＝(1＋)
满分：100分 考试时间：60分钟
一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共计72分。1～8题为单选，9～12题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)
1．(2019·浙江省仿真模拟)2018年3月14日，英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金逝世，享年76岁，引发全球各界悼念。在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立作出了巨大的贡献。在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是( C )
A．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值
B．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
C．布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子
D．爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子
[解析] 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的数值，选项A错误；根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出光能，不是核能，选项B错误；布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子，选项C正确；根据爱因斯坦的光子说认为，只要入射光的频率小于截止频率，即使增加光照时间，也不可能发生光电效应，故D错误。
2．(2019·杭州模拟)氢原子光谱如甲图所示，图中给出了谱线对应的波长，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，玻尔的氢原子能级图如乙图所示，则下列说法错误的是( C )
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B．甲图所示的四种光均属于可见光范畴
C．Hβ对应光子的能量约为10.2eV
D．Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级
[解析] Hα波长大于Hβ波长，故Hα频率较小，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A正确；可见光的波长范围在780～380nm左右，则选项B正确；Hβ谱线对应光子的能量E＝＝＝4.09×10－19J＝2.55eV，故C错误；Hα谱线对应光子的能量为：E＝＝3.03×10－19J＝1.89eV，从n＝3能级到n＝2能级释放的光子能量为(－1.51)－(－3.4)＝1.89eV，则Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级，故D正确。
3．(2018·云南昆明一中月考)下列说法正确的是( B )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果保持光的频率不变，而逐渐减弱光的强度，有可能不再发生光电效应
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
C．天然放射现象说明原子具有复杂的结构
D．原子核内所有核子之间都有很强的核力相互作用
[解析] 某种金属能否发生光电效应只与入射光的频率有关，与光强无关，选项A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后动量变小，波长变长，选项B正确；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项C错误；核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m，原子核的半径数量级在10－15m，所以核力只存在于同一个原子核内的相邻的核子之间，故D错误。
4．(2018·山东菏泽模拟)根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是( C )
A．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大
B．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个静止的氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态
C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
D．铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，中子数减少21个
[解析] 根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，金属的逸出功越大，逸出的光电子的最大初动能就越小，故A错误；根据动量守恒定律可知，若使另一个初速度不为零的氢原子与这个氢原子发生碰撞，则碰后总动量不为0，总动能不为零，无法使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态，故B错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，C正确；铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，质量数减少32，而质子数减少10，因此中子减少22，故D错误。
5．(2018·河北石家庄质检)如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是( C )
A．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
B．大量处于n＝3激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子
C．处于基态的氢原子可吸收能量为12.09eV的光子发生跃迁
D．用氢原子n＝2跃迁到n＝1能级辐射出的光照射某金属(逸出功为6.34eV)时不能发生光电效应
[解析] 氢原子从基态跃迁到激发态时，总能量变大，电子的轨道半径变大，电子的速度减小，动能减小，电势能增大，故A错误；大量的氢原子处于n＝3的激发态，向低能级跃迁时可辐射出C＝3种不同频率的光子，故B错误；处于基态的氢原子吸收了能量为12.09eV的光子后，氢原子能量为－1.51eV，跃迁到第3能级，故C正确；氢原子从n＝2跃迁到n＝1能级，辐射出的光(10.20eV)照射某金属(逸出功为6.34eV)时能发生光电效应，故D错误。
6．(2018·辽宁师大附中模拟)下列说法中正确的是( D )
A．天然放射性元素Th(钍)共经历4次α衰变和6次β衰变变为Pb(铅)
B．放射性元素的半衰期与温度、压强有关
C．“原子由电子和带正电的物质组成”是卢瑟福通过α粒子散射实验得出的
D．玻尔理论认为，氢原子的核外电子轨道是量子化的
[解析] Th(钍)衰变成Pb(铅)的过程，质量数减小28，而质子数减小8，因此经过7次α衰变，6次β衰变，故A错误；放射性元素的半衰期只与原子核自身有关，与温度、压强无关，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验得出的是原子具有核式结构，故C错误；玻尔理论认为电子的轨道是量子化的，故D正确。
7．(2018·湖南衡阳一模)下列说法正确的是( D )
A．某元素的半衰期是3天，12g该元素经过6天后还有4g未衰变
B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时，原子的总能量增大，电子的动能增大
C．紫外线照射到锌板表面时能发生光电效应，若增加紫外线的照射强度，则从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3,2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
[解析] 由公式m＝m0可知，12g该元素经过6天后还有3g未衰变，故A错误；核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电场力做负功，动能减少，电势能增大，而总能量增大，故B错误；紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，单位时间内从锌板表面逸出的光电子的个数增多，但光电子的最大初动能不变，故C错误；根据质能方程E＝Δmc2知，2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确。
8．(2018·河南商丘模拟)下列说法中正确的是( D )
A．由能量守恒可知：在光电效应现象中，对于同一种金属而言，同颜色入射光的强度越大，飞出的光电子的最大初动能就越大
B．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
C．大量的氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时可以辐射三种不同频率的光
D.U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变
[解析] 根据光电效应方程可知，光电子的初动能与光的强度无关，故A错误；半衰期是统计规律，针对的是大量的原子，对少量原子没有意义，故B错误；大量的氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时可以辐射C＝6种不同频率的光，故C错误；根据质量数和电荷数守恒知，α衰变的次数n＝＝8，β衰变的次数m＝8×2＋82－92＝6，所以U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变，故D正确。
9．(2018·山东青岛城阳区模拟)下列说法正确的是( CD )
A．在光电效应实验中，入射光越强，逸出的光电子的初动能越大
B．处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子而跃迁到对应的激发态
C．某种放射性元素的样品经过6小时后还有没有衰变，它的半衰期是1.5小时
D．比结合能的大小决定着原子核的稳定程度
[解析] 光电子的最大初动能大小与入射光强弱无关，与入射光的频率有关，A错误；一个处于基态的氢原子只能吸收等于两能级间能量差的光子，故B错误；样品还有没有衰变，说明经过了4个半衰期，所以半衰期为1.5小时，故C正确；比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D正确。
10．(2018·河北衡水中学八模)下列关于原子和原子核的说法正确的是( AC )
A．α粒子散射实验中，少数α粒子发生了较大偏转是由于库仑斥力的影响
B．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
C．放射性元素的半衰期与它所处环境的温度和压强无关
D．结合能越大表示核子结合得越牢固，原子核越稳定
[解析] α粒子散射实验中，α粒子带正电，原子核也带正电，它们接近时就表现出很大的库仑斥力作用，使α粒子产生大角度偏转，故A正确；原子核由质子和中子组成，故B错误；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与它所处环境的温度和压强无关，故C正确；原子核的比结合能越大，核子结合得就越牢固，原子核越稳定，故D错误。
11．(2018·山西太原二模)如图的实验中，分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2。设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是( BD )
A．若λ1>λ2，则U1>U2
B．用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1
C．普朗克常量等于
D．阴极K金属的极限频率为
[解析] 波长越大，频率越小，遏止电压越小，故A错误；根据动能定理，用波长为λ1的光照射时有－eU1＝0－Ekm，解得Ekm＝eU1，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程得h＝eU1＋W，h＝eU2＋W，联立解得h＝，W＝，阴极K金属的极限频率ν0＝＝，故C错误，D正确。
12．(2019·南昌模拟)如图1所示是研究光电效应的电路图。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示。则下列说法正确的是( AD )
A．甲光照射光电管发出光电子的初动能不一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能
B．单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的少
C．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等
D．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系
[解析] 当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大(大于K极金属的极限频率)，就会从K极发出光电子。当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零，此时mev＝eUc，式中vc表示光电子的最大初速度，e为电子的电荷量，Uc为遏制电压，丙光对应的遏止电压较大，可知丙光产生光电子的最大初动能较大；据爱因斯坦光电效应方程，丙光的频率较大；但丙光照射光电管发出光电子的初动能不一定比甲光照射光电管发出光电子的初动能大，故A项正确；对于甲、乙两束频率相同的光来说，单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的多，故B项错误；光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数就较少，单位时间内发出的光电子数就较少，故C项错误；对于不同金属，若照射光频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，知逸出光电子的最大初动能Ek与金属的逸出功为线性关系，故D项正确。
二、非选择题(共2小题，共28分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)
13．(14分)(2018·湖南十校联考)卢瑟福在1909年做了著名的α粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型。在卢瑟福核式结构模型的基础上，玻尔引入定态假设和量子化条件提出了氢原子的玻尔模型。根据玻尔模型，可假设静止的基态氢原子的电子的轨迹半径为r、电子的质量为m、电子的电荷量为e、静电力常量为k、普朗克常量为h，电子绕原子核仅在库仑力的作用下做匀速圆周运动(提示：电子和原子核均可看成点电荷；以无穷远处的电势为零，电荷量为Q的正点电荷在距离自身L处的电势为φL＝k；氢原子的能量为电子绕核运动的动能和电势能之和)。以下问题中氢原子均处于静止状态，则：
(1)求在经典理论下，基态氢原子的核外电子绕核运动的线速度v；
(2)求电子绕核运动形成的等效电流I；
(3)已知氢原子处于第一激发态时，电子绕核运动的轨迹半径为4r，求氢原子第一激发态与基态能量差ΔE及氢原子从第一激发态跃迁至基态时释放的光子的频率ν。
[答案] (1)e (2) (3)
[解析] (1)由库仑力提供向心力有k＝m
解得v＝e
(2)电子绕核运动的周期T＝＝
则I＝＝
(3)基态氢原子的能量E1＝mv2＋k(－e)＝－
处于第一激发态的氢原子有k＝m
E2＝mv＋k(－e)＝－
ΔE＝E2－E1＝
ν＝＝
14．(14分)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，区域足够大，方向垂直于纸面向里，直角坐标系xOy的y轴为磁场的左边界，A为固定在x轴上的一个放射源，内装镭核(Ra)沿着与＋x以一定夹角释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn)。α粒子在y轴上的N点沿－x方向飞离磁场，N点到O点的距离为L，已知OA间距离为，α粒子质量为m，电荷量为q，氡核的质量为m0，真空中的光速为c。
(1)写出镭核的衰变方程；
(2)求α粒子的速度；
(3)如果镭核衰变时释放的能量全部变为α粒子和氡核的动能，求一个原来静止的镭核衰变时的质量亏损。(用题中已知量表示)
[答案] (1)Ra→Rn＋He (2)
(3)(1＋)
[解析] (1)镭核衰变方程为器Ra→Rn＋He
(2)镭核衰变放出α粒子和氡核，分别在磁场中做匀速圆周运动，α粒子射出y轴时平行于x轴，设α粒子在磁场中的轨道半径为R，其圆心位置如图中O′点，有
(L—R)2＋()2＝R2 则R＝L
α粒子在磁场中做匀速圆周运动，有Bqv＝m，即mv＝BqR
α粒子的动能为E1＝mv2＝
所以α粒子的速度v＝
(3)衰变过程中动量守恒mv＝m0v0
则氡核反冲的动能为E2＝m0v＝
释放的总能量E＝E1＋E2
由质能方程知质量亏损为Δm＝＝(1＋)