（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練14 力學(xué)實(shí)驗(yàn)

專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十四)一、選擇題1(多選)(2019·安徽六安模擬)如圖所示，一光電管的陰極用極限波長為0的鈉制成用波長為的紫外線照射陰極K，光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U，飽和光電流(當(dāng)陰極K發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大，稱為飽和光電流)為I，光電子的電荷量為e，則()A若入射光強(qiáng)度增大到原來的三倍，但光子的能量不變，從陰極K發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能可能增大B若改用同樣強(qiáng)度的藍(lán)光照射光電管的陰極可能逸出光電子C每秒鐘從陰極K發(fā)射的光電子數(shù)目為D從陰極K發(fā)射的光電子到達(dá)陽極A時(shí)的動(dòng)能最大值為hc解析從陰極K發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，由于每個(gè)光子的能量不變，根據(jù)EkhW0可知，從陰極K發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；藍(lán)光的頻率比紫外線的頻率小，改用同樣強(qiáng)度的藍(lán)光照射可能逸出光電子，也可能不逸出光電子，選項(xiàng)B正確；從陰極K發(fā)射的光電子數(shù)目N，每秒鐘內(nèi)從陰極K發(fā)射的光電子數(shù)目n，選項(xiàng)C正確；發(fā)射的光電子到達(dá)A極時(shí)的動(dòng)能最大值為EkeUhW0eUUehceU，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案BC2(2019·北京卷)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C若入射光子的能量為5.0 eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9 eVD若入射光子的能量為5.0 eV，相對光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大解析由于光子的能量Eh，又入射光子的能量不同，故入射光子的頻率不同，A項(xiàng)正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hWEk，可求出兩組實(shí)驗(yàn)的逸出功均為3.1 eV，故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由hWEk，逸出功W3.1 eV可知，若入射光子能量為5.0 eV，則逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9 eV，C項(xiàng)正確；相對光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，故D項(xiàng)正確答案B3(2019·安徽皖南八校聯(lián)考)如圖所示為氫原子的能級示意圖，大量氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.29 eV的金屬鈉，下列說法中正確的是()A這些氫原子能發(fā)出兩種不同頻率的光子B從n3能級躍遷到n2能級所發(fā)出光子的波長最短C金屬鈉發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9.80 eVD從n3能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光子頻率最低解析大量處于n3能級的氫原子躍遷，能產(chǎn)生C3種不同頻率的光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從n3能級躍遷到n2能級所發(fā)出的光子能量最小，由Eh可知，這些光子頻率最小，由可知，這些光子波長最長，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬鈉發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為1.51 eV(13.6 eV)2.29 eV9.80 eV，選項(xiàng)C正確；從n3能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光子能量最大，由Eh可知，這些光子頻率最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C4(2019·寧夏石嘴山模擬)如圖甲所示，是氫原子的能級示意圖，下列說法中正確的是()幾種金屬的逸出功金屬鎢鈣鈉鉀銣逸出功W0/eV4.543.202.292.252.13乙A大量處于n4能級的氫原子躍遷到基態(tài)能釋放出3種頻率的光子B遏止電壓只與金屬的逸出功有關(guān)C大量處于n4能級的氫原子躍遷到n2能級時(shí)釋放出的光子照射如圖乙所示的幾種金屬時(shí)，有三種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)D用氫原子躍遷時(shí)釋放出的光子照射金屬鉀，從n4能級躍遷到基態(tài)的原子數(shù)越多則金屬釋放的光電子最大初動(dòng)能越大解析大量處于n4能級的氫原子躍遷到基態(tài)能釋放出C6種頻率的光子，故A錯(cuò)誤；由UchW可知遏止電壓與光照頻率和金屬的逸出功有關(guān)，故B錯(cuò)誤；氫原子從n4的能級躍遷到n2的能級時(shí)輻射的光子能量為EE4E22.55 eV，根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件，入射光的能量應(yīng)大于金屬逸出功，因此有3種金屬(鈉、鉀、銣)能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故C正確；由EkmhW可知金屬的最大初動(dòng)能只與光子的頻率有關(guān)，與光子數(shù)無關(guān)，躍遷的原子數(shù)越多，釋放的光子數(shù)越多，但不影響最大初動(dòng)能，故D錯(cuò)誤答案C5(2019·福建八縣聯(lián)考)如圖為氫原子的能級圖，下列說法正確的是()A大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)發(fā)出6種不同頻率的光子B大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)發(fā)出最大的光子能量為5.1 eVC大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，照到逸出功為2.75 eV的光電管上，則加在該光電管上的遏止電壓為12.75 VC大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，放出的光子能量照到逸出功為2.27 eV的光電管上，都能發(fā)生光電效應(yīng)解析大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出C6種頻率不同的光子；頻率最大的光子能量為0.85 eV(13.6) eV12.75 eV，A正確，B錯(cuò)誤；光電管逸出功為2.75 eV，故遏止電壓滿足Uce12.75 eV2.75 eV10 eV，故Uc10 V，C錯(cuò)誤；從n4能級躍遷到n3能級時(shí)放出的光電子能量最小為0.66 eV<2.27 eV，不能使光電管發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤答案A6(多選)PET(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是：將放射性同位素O注入人體，參與人體的代謝過程.O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像根據(jù)PET原理，下列說法正確的是()A.O衰變的方程式為ONeB將放射性同位素O注入人體，O的主要用途作為示蹤原子C一對正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子DPET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長解析根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，選項(xiàng)A正確；一對正負(fù)電子湮滅若只生成一個(gè)光子，不滿足動(dòng)量守恒定律，所以一對正負(fù)電子湮滅時(shí)應(yīng)產(chǎn)生一對光子，被探測器探測到，即它的用途是作為示蹤原子，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；PET中所選的放射性同位素在受檢體內(nèi)存留時(shí)間要短，這樣才安全，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案AB7(多選)(2019·太原一模)下列說法正確的是()A鈾238發(fā)生衰變生成釷234，粒子與釷234的質(zhì)量之和等于鈾238的質(zhì)量B鈾238發(fā)生衰變生成釷234，粒子與釷234的結(jié)合能之和一定大于鈾238的結(jié)合能C衰變中釋放的射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛形成的高速電子流D核反應(yīng)方程N(yùn)HeOX中，X是質(zhì)子且反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒解析鈾238發(fā)生衰變成釷234時(shí)有質(zhì)量虧損，所以粒子與釷234的質(zhì)量之和小于鈾238的質(zhì)量，A錯(cuò)誤一重原子核衰變時(shí)釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能，B正確衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，同時(shí)釋放一個(gè)電子，C錯(cuò)誤由質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可以判斷X是質(zhì)子，且在微觀領(lǐng)域，動(dòng)量守恒定律依然適用，D正確答案BD8. (2018·天津卷)國家大科學(xué)工程中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.N俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子B.Al俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子C.B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知，NHeOH，A項(xiàng)錯(cuò)誤；AlHePn，B項(xiàng)正確；BHBeHe，C項(xiàng)錯(cuò)誤；LiHHeHe，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案B9(多選)在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中，有一原來靜止的原子核，該核發(fā)生衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如右圖中a、b所示，由圖可知()A該核發(fā)生的是衰變B該核發(fā)生的是衰變C磁場方向一定垂直紙面向里D磁場方向向里還是向外不能判定解析原來靜止的核，放出粒子后，總動(dòng)量守恒，所以粒子和反沖核的速度方向一定相反，根據(jù)圖示，它們在同一磁場中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的，由左手定則可知它們必帶異種電荷，故應(yīng)為衰變；由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向，因而無法判定磁場是向里還是向外，即都有可能，故選項(xiàng)B、D正確答案BD10下列說法正確的是()A動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等B鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程是UBaKr2nC設(shè)質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)粒子，釋放的能量是(m1m2m3)c2D原子在a、b兩個(gè)能級的能量分別為Ea、Eb，且Ea>Eb，當(dāng)原子從a能級躍遷到b能級時(shí)，輻射出光子的波長(其中c為真空中的光速，h為普朗克常量)解析動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，因質(zhì)子質(zhì)量比電子質(zhì)量大得多，依據(jù)動(dòng)能Ek可知質(zhì)子和電子動(dòng)量不相等，再根據(jù)德布羅意波長公式，可知?jiǎng)幽芟嗟鹊馁|(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長不相等，故A錯(cuò)誤；鈾核需要俘獲一個(gè)慢中子才能發(fā)生裂變，其中的一種核反應(yīng)方程是92Un56BaKr3n，故B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)粒子，釋放的能量是(2m12m2m3)c2，故C錯(cuò)誤；原子在a、b兩個(gè)能級的能量為Ea、Eb，且Ea>Eb，當(dāng)原子從a能級躍遷到b能級時(shí)，輻射出光子的能量為EEaEb，所以光子的波長，故D正確答案D二、非選擇題11(2019·遼寧大連一模)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量他通過如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率，作出Uc的圖像，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗(yàn)愛因斯坦方程的正確性圖乙中頻率1、2，遏止電壓Uc1、Uc2及電子的電荷量e均為已知，求：(1)普朗克常量h；(2)該金屬的截止頻率0.解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0及動(dòng)能定理eUc0Ek和W0h0，得Uc0.結(jié)合圖像知k，普朗克常量h，0.答案(1)(2)12(2019·東北三校段考)室內(nèi)裝置污染四大有害物質(zhì)是苯系物、甲醛、氨氣和氡氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中，氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對它也毫無感覺，氡進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大因素，靜止的氡核Rn放出一個(gè)粒子X后變成釙核Po，釙核的動(dòng)能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動(dòng)能試回答以下問題：(1)寫出上述衰變的核反應(yīng)方程(請用物理學(xué)上規(guī)定的符號表示粒子X)(2)求粒子X的動(dòng)能Ek2.解析(1)氡核Rn放出某種粒子X后變成釙核Po，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以判斷發(fā)生的是衰變，衰變方程為RnPoHe.(2)設(shè)釙核的質(zhì)量為m1、速度大小為v1，粒子X的質(zhì)量為m2、速度大小為v2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有0m1v1m2v2粒子X的動(dòng)能：Ek2×Ek1.答案(1)RnPoHe(2)Ek18