高中物理人教版选修3-5练习：17-4、5 含答案

2018-2019 学年人教版高中物理选修3-5 学案1能量量子化[学习目标 ] 1.了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点．一、黑体与黑体辐射[导学探究 ] (1)黑体就是黑色的物体吗？答案我们所说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全吸收各种波长的电磁波的物体．(2)很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少？你知道其中的道理吗？答案根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了该人辐射的红外线的频率和强度．通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道该人的体温．[知识梳理 ]对黑体和黑体辐射的认识(1)热辐射①定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．②特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．室温时，热辐射的主要成分是波长较长 (填“较长”或“较短” )的电磁波，不能引起人们的视觉；温度升高时，较短(填“较长”或“较短” ) 波长的成分越来越强．(2) 黑体及黑体辐射特点①定义：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．②黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．[即学即用 ] (多选 )下列叙述正确的是()B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波答案ACD解析我们周围的一切物体都在辐射电磁波， A 正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关， B 错误， C 正确；根据黑体的定义知 D 正确．二、黑体辐射的实验规律[导学探究 ] (1)黑体辐射的强度与什么有关？有怎样的关系？(2)物理学家维思和瑞利在对黑体辐射做出解释时，各在什么区与实验接近，什么区偏离较大？答案见知识梳理[知识梳理 ]黑体辐射的实验规律(1)黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．(2)对黑体辐射的解释：维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符．由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”．[即学即用 ]下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是 ()答案A解析随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动， A 正确， B、C、 D 错误．三、能量子[导学探究 ]普朗克的能量量子化的观点与宏观世界中我们对能量的认识有什么不同？答案宏观世界中的能量可以是任意值，是连续的，而普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，是一份一份的．[知识梳理 ]对能量子和能量量子化的认识(1) 普朗克的假设振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即：能量的辐射或者吸收只能是一份一份的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子公式ε＝ hν，其中ν是电磁波的频率， h 称为普朗克常量，－ 34h＝ 6.626×10 J s·.－ 34(一般取 h＝ 6.63× 10 J s)·(3)能量的量子化在微观世界中能量是量子化的，或者说是微观粒子的能量是分立的，这种现象叫能量的量子化．(4)普朗克假设的意义①借助于能量的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．②普朗克在1900 年能把量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．[即学即用 ] (多选 )以下宏观概念中，哪些是“量子化”的()A ．物体的带电荷量B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案AD解析所谓“量子化”应该是不连续的，是一份一份的，故选A、 D.一、黑体辐射的规律例 1 (多选 )黑体辐射的实验规律如图 1 所示，由图可知()2018-2019 学年人教版高中物理选修 3-5 学案图 1A ．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B ．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C ．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动解析 由题图可知， 随温度升高， 各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来．答案ACD归纳总结1． 理解和熟记辐射强度随波长的变化关系图象是解此类问题的关键．2．黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类和表面状况无关．二、能量子的理解和计算例 2 人眼对绿光较为敏感， 正常人的眼睛接收到波长为 530 nm 的绿光时， 只要每秒钟有 6个绿光的光子射入瞳孔， 眼睛就能察觉． 普朗克常量为 6.63× 10－34 J s ·，光速为 3.0×108 m/s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )－ 18－ 19W A ． 2.3×10W B ． 3.8× 10－ 10－ 18C ． 7.0×10 WD ． 1.2×10W解析 因只要每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉． 所以察觉到绿光所接收的最－34× 3×108W小功率 P ＝ E，式中 E ＝6ε，又 ε＝ h ν＝ h c ，可解得 P ＝6× 6.63×10－ 9tλ530× 10≈2.3× 10－18 W.答案A归纳总结1． 普朗克能量子假设认为微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．2．能量子的大小： ε＝ h ν，其中 ν是电磁波的频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，其值为 h ＝ 6.626× 10－34 J s ·.针对训练 小灯泡的功率 P ＝ 1 W ，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝ 10－6 m ，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？ (h ＝6.63× 10－34 J s)·答案 5× 1018 个解析每秒钟小灯泡发出的能量为E ＝Pt ＝ 1 J1 个光子的能量：hc 6.63× 10 －34× 3× 108ε＝ h ν＝ λ＝10 － 6 J＝ 1.989× 10－19 J2018-2019 学年人教版高中物理选修3-5 学案n＝E＝1－19个≈5×1018个．ε 1.989× 101．一束红光从空气射入玻璃，则这束红光的能量子将()A ．变小B．变大C．不变D．不能确定答案C解析光由空气射入玻璃时，频率不发生变化，由ε＝ hν可知，红光的能量子不变， C 正确．2．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图2所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是 ()图2A ． T1>T2B． T1<T2C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动答案A解析一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和辐射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从图中可以看出，λ，T1>T2，本题正确选项1<λ2为A.3．二氧化碳能很好的吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是 1.43× 10－3～1.6×10－3m，相应的光子能量的范围是________．(已知普朗克常量h＝6.6× 10－ 34J s·，真空中的光速 c＝ 3.0× 108m/s，结果取两位有效数字 )答案－ 22～ 1.4×－22J 1.2× 1010解析由 c＝λν，得ν＝c，代入数据得频率范围为 1.88× 1011～ 2.1× 1011Hz ，又由ε＝ hν得λ能量范围为 1.2× 10－ 221.4×－ 22J.～102018-2019 学年人教版高中物理选修3-5 学案一、选择题 (1～9 为单选题 )1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A ．温度B．材料C．表面状况D．以上都正确答案A解析根据黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关， A 对．2．能正确解释黑体辐射实验规律的是()A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的微粒说答案B解析根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能正确解释黑体辐射实验规律， B 对．3．对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量可以不是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量都可以是连续的答案A解析带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的．故选项 A 正确，选项 B 、C、 D 均错．4．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是()－23A ． 6.02× 10mol－3B． 6.625× 10mol ·sC． 6.626× 10－ 34J s·－16D． 1.38× 10mol s·答案C解析普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为6.626× 10－34J s·，在记忆时关键要注意它的单位．5．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是 ()A ．红光B ．橙光C ．黄光D ．绿光答案 A解析在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝h ν可知红光光子能量最小．6．已知某种单色光的波长为 λ，在真空中光速为 c ，普朗克常量为 h ，则电磁波辐射的能量子 ε的值为 ()ch A ． h λB. λcC.h λD ．以上均不正确答案 A解析由波速公式 c ＝λν可得： ν＝ c，由光的能量子公式得ε＝ h ν＝ h c，故选项 A 正确．λλ7．某激光器能发射波长为 λ的激光，发射功率为 P ，c 表示光速， h 为普朗克常量，则激光器每秒发射的光子数为()λP hPcP λA. hcB. λcC. hD ． λ Phc答案 A解析每个光子的能量ε＝ h ν＝hc，每秒钟发射的总能量为 P ，则 n ＝Pt＝ λPλε hc .8．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用． 蛇是老鼠的天敌， 它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约 37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin .根据热辐射理论， λmin 与辐射源的绝对温度 T 的关系近似为 T λ ＝ 2.90× 10－3()minm ·K ，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为－ 5m－ 6A ． 7.8×10B ． 9.4× 10 m－4D ． 9.7×10－ 8C ． 1.16×10 m m答案B－ 3解析由 T λ ＝ 2.90× 10－3m ·K 可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin ＝ 2.90×10 mminT－3＝2.90× 10 m ≈ 9.4×10 － 6 m ，B 正确．273＋ 379．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能． 若有 N 个波长为 λ0的光子打在光 电池极板上，这些光子的总能量为 (h 为普朗克常量 )()A ． h cB ． Nh cλ0λ0C ． Nh λ0D ． 2Nh λ0答案 B解析一个光电子的能量ε＝ h ν＝h c，则 N 个光子的总能量E ＝ Nh c，选项 B 正确．λλ二、非选择题10．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统， 利用它可获得能量为 2 400 J 、 波长 λ＝ 0.35 μm 的紫外激光．已知普朗克常量h ＝ 6.63×10－34 J ·s ，则该紫外激光所含光子 数为多少？ (计算结果保留三位有效数字 )答案 4.23× 1021 个解析紫外激光能量子的值为hc6.63×10 －34× 3×108－ 19ε＝ λ＝ 0.35×10－6J ≈5.68× 10 J.则该紫外激光所含光子数n ＝ E＝2 400 － 19 21个．ε 5.68× 10 个 ≈ 4.23× 10。

子，故B错误；波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面．可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，不超过10－9秒．光的频率低于极限频率时，无论多强的光，照射的时间多长都无法使电子逸出，故C、D错误．答案：A7.如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波的波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是( )A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3C．λ1＝D．λ1＝λ2λ3λ2＋λ3解析：球A、B碰撞过程中满足动量守恒，得p′B－0＝pA－p′A；由λ＝，可得p＝，所以动量守恒表达式也可写成：＝－，所以λ1＝，故选项D正确．答案：D8．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U)，该粒子的德布罗意波长为( )A. B.h 2mqU缝变窄，位置不确定量变小，由Δx·Δp≥，则光子动量的不确定量变大，D正确．答案：BCD12．用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么 ( )A．两束光的光子能量相同B．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同解析：由ε＝hν和Ek＝hν－W0，可知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A、C对，D错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错．答案：AC13.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知( )A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3E D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E解析：根据光电效应方程，有Ek＝hν－W0，其中W0＝hν0为金属的逸出功．所以有Ek＝hν－hν0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者W0＝hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故A、B、D正确，C错误．答案：ABD14．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h.电子电量用e表示，下列说法正确的是( )图甲图乙A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P 应向M端移动B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大C．由UC ­ν图象可知，这种金属的截止频率为νcD．由UC ­ν图象可求普朗克常量表达式为h＝U1eν1－νc解析：入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误；根据Ekm＝hν－W0＝eUC，解得UC＝－，则h ＝；当遏止电压为0时，ν＝νc，C、D正确．答案：CD答案：(1)3.1×103 eV(2)1.44×104 eV(3)2.2×10－11 m18．(14分)如图所示装置，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属制成．若闭合开关S，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.64 μA，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．解析：(1)阴极每秒钟发射的光电子个数：n＝＝个＝4.0×1012个．根据光电效应方程，光电子的最大初动能应为：Ek＝hν－W0＝h－h.代入数据可得：Ek＝9.6×10－20 J.(2)如果照射光的频率不变，光强加倍，则每秒钟发射的光电子数也加倍，饱和光电流也增大为原来的2倍．根据光电效应实验规律可得阴极每秒钟发射的光电子个数为n′＝2n＝8.0×1012个．光子子的最大初动能仍然为：Ek＝hν－W0＝9.6×10－20 J.。

人教版高中选修3-5-第17章-第4节-概率波同步测试一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.关于不确定性关系，下列说法中正确的是（）A. 不能精确地测定微观粒子的动量B. 不能同时精确地测定微观粒子的位置和动量C. 不能精确地测定宏观物体的动量D. 不能同时精确地测定宏观物体的位置和动量2.下列说法正确的是（）A. 光波是概率波,物质波是机械波B. 微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大,同时变小C. 普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的D. 动量相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等3.关于光的波粒二象性，下列说法错误的是( )A. 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性B. 光的波粒二象性应理解为在某种情景下光的波动性表现明显,在另外某种情景下,光的粒子性表现明显C. 光波是一种概率波,光子在空间某处出现的概率可以通过波动规律来确定D. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子4.显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱．在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是( )A. 电子显微镜分辨本领较强B. 质子显微镜分辨本领较强C. 两种显微镜分辨本领相同D. 两种显微镜分辨本领无法比较5.关于电子云，下列说法正确的是( )A. 电子云是真实存在的实体B. 电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C. 电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D. 电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道6.1927年戴维孙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．如图所示的是该实验装置的简化图．下列说法不正确的是( )A. 亮条纹是电子到达概率大的地方B. 该实验说明物质波理论是正确的C. 该实验说明了光子具有波动性D. 该实验说明实物粒子具有波动性7.下列说法错误的是（）A. 光波是一种概率波B. 光波是一种电磁波C. 光具有波粒二象性D. 微观粒子具有波动性,宏观物体没有波动性8.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，人们把这种波叫做德布罗意波．现有一德布罗意波波长为λ1的中子和一德布罗意波波长为λ2的氘核相向对撞后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为A. B. C. D.9.关于物质波，下列说法正确的是（）A. 物质波就是光波B. 物质波是一种概率波C. 动量越大的粒子波动性越明显D. 爱因斯坦首先提出了物质波的假说10.1927年戴维逊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．如图所示的是该实验装置的简化图．下列说法不正确的是（）A. 亮条纹是电子到达概率大的地方B. 该实验说明物质波理论是正确的C. 该实验再次说明光子具有波动性D. 该实验说明实物粒子具有波动性二、填空题（本大题共2小题，共8.0分）11.概率波（1）光波是一种______，光子的行为服从______规律。

17.5 不确定性关系 每课一练（人教版选修3-5）1．关于光的波动性与粒子性以下说法正确的是( )A ．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B ．光电效应现象说明了光的粒子性C ．光波不同于机械波，它是一种概率波D ．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一解析：选BC.爱因斯坦的光子说和光的电磁说在微观世界中是统一的．2．(2011年江苏南通模拟)以下说法中正确的是( )A ．光波和物质波都是概率波B ．实物粒子不具有波动性C ．光的波动性是光子之间相互作用引起的D ．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定解析：选AD.光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A 、D 正确，B 错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C 错误．3．经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：选D.电子被加速后其德布罗意波波长λ＝h p＝1×10－10 m ，穿过铝箔时发生衍射．电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．所以A 、B 、C 项均错．4．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A ．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B ．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C ．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D ．光的波动性是大量光子运动的规律解析：选AD.个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性．如果时间足够长，通过单缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A 、D 选项正确．单个光子通过单缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B 、C 选项错．5．设子弹的质量为0.01 kg ，枪口直径为0.5 cm ，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量． 解析：枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx ，由于Δp x ＝m Δv x ，由不确定关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x ≥h 4πm Δx ＝ 6.626×10－344×3.14×0.01×0.5×10－2 m/s ＝1.05×10－30 m/s. 答案：1.05×10－30m/s一、选择题1．下列说法不．正确的是( ) A ．光是一种电磁波B ．光是一种概率波C ．光相当于高速运动的质点D ．光的直线传播只是宏观近似规律解析：选C.不能把光波看作是宏观力学中的介质波、连续波，它实质上是电磁波、概率波；也不能把光子看作宏观世界中的实物粒子、质点．2．从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是()A．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性B．光的频率越高，光子的能量越大C．在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方D．在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率大的地方解析：选BD.光具有波粒二象性，光的频率越高，光子的能量越大，A错，B正确．在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方，暗纹是光子到达概率小的地方，C错，D正确．3．关于经典波的特征，下列说法正确的是()A．具有一定的频率，但没有固定的波长B．具有一定的波长，但没有固定的频率C．既具有一定的频率，也具有固定的波长D．同时还具有周期性解析：选CD.根据经典波的定义和特点进行分析可以得到C、D正确．4．有关经典物理中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还带一定量的电荷解析：选CD.根据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确．5．以下说法正确的是()A．物体都具有波动性B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．通常情况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，有确定的轨道解析：选A.抖动绳时形成的波是机械波，不是物质波．由λ＝hp知粒子动量越大，波长越短，因此通常情况电子动量比质子的动量小，电子对应的物质波波长长．核外电子绕核运动的规律是概率问题，无法确定轨道，故B、C、D错．物体都具有波粒二象性，故A正确．6．下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是()A．因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性解析：选BD.实物粒子的波动性指实物粒子是概率波，与经典的波不同，A错误；微观粒子落点位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，B正确；单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，C错误；波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，D正确．7．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，下列叙述正确的是()A．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp 越大的缘故B．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp 越小的缘故C．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越小的缘故D．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大的缘故解析：选BD.由粒子位置不确定量Δx与粒子动量不确定量Δp的不确定关系：ΔxΔp≥h4π可知，单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小，所以光沿直线传播，B正确；单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大，所以中央亮纹越宽，D正确．8．如图17－4－2所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光．那么在荧光屏上将看到()图17－4－2A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有亮纹D．只有一条亮纹解析：选B.由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B正确．二、非选择题9．电子的质量m e＝9.0×10－31 kg，测定其速度的不确定量为2×10－6 m/s，求其位置的不确定量．解析：由不确定性关系Δx·Δp≥h4π得电子的位置不确定量Δx≥h4πΔp＝h4πm eΔv＝6.63×10－344×3.14×9.0×10－31×2×10－6m＝29.3 m.答案：29.3 m10．电视显像管中的电子的加速电压为10 kV，电子枪的枪口直径设为0.01 cm，试求电子射出电子枪后的横向速度的不确定量．解析：电子的横向位置不确定量Δx＝0.01 cm，由不确定关系式得Δv x≥h4πmΔx＝6.63×10－344×3.14×0.91×10－30×10－4m/s＝0.58 m/s电子经10 kV的电压加速后的速度约为v＝107 m/s，因此v≫Δv x，也就是电子的运动相对来看仍是相当确定的，波动性不起什么作用．运动的电子仍可看成经典粒子．答案：0.58 m/s。

高中同步测试卷(五)第五单元原子核的组成与衰变(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．)1. 人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的2．放射性同位素钬166 67Ho可有效治疗肝癌，下列关于166 67Ho的叙述正确的是( )A．电子数是166 B．中子数是99C．质量数是67 D．原子序数是1663．氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)，则( )A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等4．关于三种射线，下列说法正确的是( )A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱5．原子核发生β衰变时，此β粒子是( )A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子6．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里的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧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 7．本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH另一系列衰变如下：P ――→βQ ――→βR ――→αS已知P 是F 的同位素，则( ) A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素 B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素 C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素8．某种放射性元素的半衰期为6天，则下列说法中正确的是( ) A ．10个这种元素的原子，经过6天后还有5个没有发生衰变 B ．当环境温度升高的时候，其半衰期缩短C ．这种元素以化合物形式存在的时候，其半衰期不变D ．半衰期由原子核内部自身的因素决定9．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核AZ X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm ，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．112、265B ．112、277C ．124、259D ．124、26510．近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A ．γ射线具有很强的穿透能力B ．γ射线具有很强的电离作用C ．γ射线波长很短，具有很高的能量D ．γ射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(23994Pu)，这种23994Pu 可由铀239(23992U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A ．2B ．239C ．145D ．9212．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16 D.m32的演算步骤，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．)13．(8分)放射性元素21084Po 衰变为20682Pb ，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击199F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是____________________________________________________．14．(8分)天然放射性元素铀(23892U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核． (1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(23892U)核的速度为v ，衰变产生的钍(23490Th)核速度为v2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．15.(12分)放射性元素146C 射线被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)146C 不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中146C 的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？16.(12分)23892U 经一系列的衰变后变为20682Pb. (1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)20682Pb 与238 92U 相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程．参考答案与解析1．[导学号13050065] 【解析】选D.自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D 正确，A 、B 、C 错误．2．[导学号13050066] 【解析】选B.已知16667Ho ，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数＝67，即电子数为67，原子序数是67，A 、D 错误；16667Ho 的质子数为67，质量数为166，则该同位素原子核内的中子数为166－67＝99，B 正确，C 错误．3．[导学号13050067] 【解析】选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A 、B 选项正确．4．[导学号13050068] 【解析】选C.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱，故A 错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故B 错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C 正确；γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，故D 错误．5．[导学号13050069] 【解析】选D.因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n →11H ＋ 0－1e(β)，11H →10n ＋ 0＋1e.由上式可看出β粒子(负电子)是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．6．[导学号13050070] 【解析】选AC.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上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，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(如果一个打在b ，则另一个必然打在b 点下方)．故A 、C 正确，B 、D 错误．7．[导学号13050071] 【解析】选B.因为P 是F 的同位素，其电荷数设为Z ，则衰变过程可记为Z ＋2E ――→αZ F ――→βZ ＋1G ――→αZ －1H ，Z P ――→βZ ＋1Q ――→βZ ＋2R ――→αZ S显然E 和R 的电荷数均为Z ＋2，则E 和R 为同位素，Q 和G 的电荷数均为Z ＋1，则Q 和G 为同位素，S 、P 、F 的电荷数都为Z ，则S 、P 、F 为同位素，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．8．[导学号13050072] 【解析】选CD.半衰期跟原子所处的物理环境和化学状态无关，由原子核自身决定，C 、D 两项正确，B 错误；半衰期是根据统计规律得出来的，对几个原子核来说没有意义，A 错误．9．[导学号13050073] 【解析】选B.每经一次α衰变，质量数减少4，电荷数即原子序数减少2，故A ＝253＋6×4＝277，Z ＝100＋6×2＝112.故B 选项正确．10．[导学号13050074] 【解析】选AC.γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞．因γ射线不带电，它的电离作用很弱；因波长很短，衍射能力也很差，B 、D 选项错误．11．[导学号13050075] 【解析】选A.由于23992U 和23994Pu 的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，23992U 经2次β衰变，变为23994Pu ，故A 正确．12．[导学号13050076] 【解析】选C.经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫124＝m16，选项C 正确．13．[导学号13050077] 【解析】根据核反应中的质量数、电荷数守恒规律，可以求出新生射线为42He ，另一粒子为11H.方程式中一定要使用箭头，不能用等号．【答案】21084Po →20682Pb ＋42He 42He ＋199F →2210Ne ＋11H14．[导学号13050078] 【解析】(1)23892U →23490Th ＋42He.(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238mv ＝234m ·v2＋4mv ′得：v ′＝1214v .【答案】(1)见解析 (2)1214v ，与铀核速度方向相同15．[导学号13050079] 【解析】(1)衰变方程为14 6C →14 7N ＋0－1e.(2)活体中146C 含量不变，生物死亡后，146C 开始衰变，设活体中146C 的含量为m 0，遗骸中为m ，则由半衰期的定义得m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ即0.125＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，解得t τ＝3，所以t ＝3τ＝17 190年． 【答案】(1)146C →147N ＋0－1e (2)17 190年16．[导学号13050080] 【解析】(1)设23892U 衰变为20682Pb 经过x 次α衰变和y 次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.【答案】见解析。

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是()A．v1＝v2B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41D．v1∶v2＝41∶832.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零3.在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)()A．变大B．变小C．不变D．无法判定4.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的同一物体由静止开始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至顶端．第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，两次所用时间相同，则在这两个过程中()A．F1做的功比F2做的功多B．第一次物体机械能的变化较多C．第二次合外力对物体做的功较多D．两次物体动量的变化量相同5.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化．若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中n叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝3状态时其强度为I，则在n＝2状态时等效电流强度为()A．IB．IC．ID．I6.下列说法正确的是()A．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－10mB．放射性元素的半衰期随浓度增大而变长C．原子核的结合能越大，原子核越稳定D．β射线来源于原子核．具有中等的穿透能力7.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射8.根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是()A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1＋m2－m3)c29.图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是()A．B．C．D．10.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，以下说法正确的是()A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增加D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果11.向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图所示的电流(从右侧看)，电子的偏转方向为()A．向上B．向下C．向左D．向右12.下列说法正确的是()A．H＋H→He＋n是裂变反应方程式B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是聚变反应方程式C．Na→Mg＋e是β衰变，β粒子实质是从原子核外放出的电子D．Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成13.下列关于α粒子的说法正确的是()A．物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验说明了原子核内部有复杂的结构B．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为X→Y＋HeC．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的实质是一个中子转化为一个质子和电子D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强14.氢原子能级如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a 光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是()A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的C．从n＝4能级向n＝1能级跃迁时发出的D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的15.下列关于光电效应的说法正确的是()A．普朗克利用量子理论成功解释了光电效应现象B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功不相同，因此不同金属材料的极限波长也不相同第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图2所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.图2图3(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(选填“A”或“B”)是与纸带甲的________(选填“左”或“右”)端相连．(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图14所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中．现将B竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触．取g＝10 m/s2，空气阻力不计．求：图14(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．19.氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)答案解析1.【答案】D【解析】根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量，由动量守恒定律得：第一次：mv1＝(M＋m)v，第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v.2.【答案】B【解析】人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I－mgΔt＝Δmv＝mv，故地面对人的冲量为mv＋mgΔt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，B正确．3.【答案】C【解析】相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体水平方向的速度和船的速度相同，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船的速度不变．4.【答案】D【解析】利用公式x＝at2，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v＝at，t相同，则物体到达斜面顶端时速度相同，动能相同，则动能变化量相同，根据动能定理知，合外力做功相等．由图示分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，F1做的功比F2做的少，故A、C错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，B错误；两种情况下，物体的加速度相同，所受合外力相同，由动量定理知两次物体动量的变化量相同，D正确．5.【答案】C【解析】根据，k＝mr解得T＝2π，n＝2和n＝3轨道半径之比为4∶9，则n＝2和n＝3两个轨道上的周期比为8∶27，根据I＝知，电流比为27∶9，所以在n＝3状态时其强度为I，则n＝2状态时等效电流强度为I，C正确，A、B、D错误．6.【答案】D【解析】α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－15m，故A错误；放射性元素的半衰期不随环境的变化而变化，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个时释放出来的，具有中等的穿透能力，故D正确．7.【答案】C【解析】光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于等于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误；又因ν＝，所以选项C正确．8.【答案】D【解析】半衰期是由原子核内部结构决定的，与化学、物理性质无关，故A错．β衰变是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，故C错．氢核和中子结合成氘核放出的能量为(m1＋m2－m3)c2，故D正确．放射性使人们认识到原子核有复杂结构，B错．9.【答案】D【解析】α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有D正确，A、B、C错误．10.【答案】A【解析】α粒子发生大角度偏转，是因为受到原子核的库仑斥力，电子对α粒子的作用力可以忽略不计．故A正确，D错误．在散射的过程中，电场力先做负功再做正功，则动能先减小再增大，而电势能先增大再减小，B、C错误．11.【答案】A【解析】根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确．12.【答案】D【解析】H＋H→He＋n是属于轻核的聚变反应方程，故A错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是属于重核的裂变反应方程，故B错误；Na→Mg＋e是β衰变，但β粒子实质是从原子核中子转变成质子而放出的电子，故C错误；Ra→Rn＋He是α衰变，α粒子实质是由两个质子和两个中子结合而成，故D正确．13.【答案】B【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构．故A错误；α粒子是氦的原子核，其组成为2个质子和2个中子，所以α衰变时，中子数减少2，质子数减少2.故B正确；β衰变产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，不是α衰变．故C错误；α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．14.【答案】C【解析】根据题意可知，a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n＝4跃迁到n＝1产生的，故A、B、D错误，C正确．15.【答案】D【解析】爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应现象，A错误；发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，B错误．光子频率越高，根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，光电子的最大初动能越大，C错误．不同的金属逸出功不相同，根据W0＝h知，极限波长不相同，D正确．16.【答案】(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．(2)碰撞前两滑块的速度分别为：v1＝＝＝0.2s1fv2＝＝0.2s3f碰撞后两滑块的共同速度：v＝＝0.2s2f所以碰前两滑块动量分别为：p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.要验证动量守恒定律，则一定有：0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.17.【答案】(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m【解析】(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝gt2①代入数据解得t＝0.6 s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有v B＝gt③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mB v B＝(mA＋mB)v④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2 m/s⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑥代入数据解得H＝0.6 m⑦18.【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)6.6×10－7m【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝＝个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝h－h代入数据得λ0≈6.6×10－7m.19.【答案】(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014Hz【解析】(1)E2＝E1＝－3.4 eV则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．(2)根据C＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．n＝4→n＝3时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，代入数据，解得νmin＝1.6×1014Hz.。

第十七章第一、二节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的导学号 96140144( )A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。

2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是导学号 96140145 ( )答案：B解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。

另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。

3．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。

假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比导学号 96140146( ) A．频率变大B．频率不变C．光子能量变大D．波长变长答案：D解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。

碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D选项正确。

4．(黑龙江大庆一中2015～2016学年高二下学期检测)关于光电效应现象，下列说法正确的是导学号 96140147( )A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比答案：D解析：根据光电效应方程Ekm ＝hcλ－hcλ0。

入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，故A错误；从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故B错误。

根据光电效应方程Ekm ＝hν－W，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C错误。