高考物理总复习 第十五章 单元评估检测（十五）（含解析）试题

单元评估检测(十五)(时间：35分钟分值：100分)一、选择题(本题共14小题，每小题6分，共84分，1～7为单选题，8～14为多选题)1．(2019·滕州模拟)关于下列四幅图说法正确的是()A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验产生的条件为：光强大于临界值C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬解析：选C.根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故A错误；光电效应实验产生的条件为：光的频率大于极限频率，故B错误；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故C正确；发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，故D错误．2．已知氦原子的质量为MHeu，电子的质量为meu，质子的质量为mpu，中子的质量为mnu，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E＝Δmc2可知：1u对应于931.5MeV的能量，若取光速c＝3×108m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为()A．[2(mp＋mn)－MHe]×931.5MeVB．[2(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5MeVC．[2(mp＋mn＋me)－MHe]·c2JD．[2(mp＋mn)－MHe]·c2J解析：选B.核反应方程为2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He，质量亏损Δm＝2(mp＋mn)－(MHe－2me)＝2(mp＋mn＋me)－MHe，所以释放的能量为ΔE＝Δm×931.5MeV＝[2(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5MeV，选项B正确．3．(2019·江苏清江中学模拟)一个质子以1.0×107m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是()A．核反应方程为：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反应方程为：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为106m/s，方向跟质子的初速度方向一致解析：选A.由质量数守恒，电荷数守恒可知：方程为eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)Si，故A正确，B错误；由动量守恒可知，mv＝28mv′，解得v′＝eq\f(1.0×107,28)m/s，故数量级约为105m/s，故C、D错误．4．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素eq\o\al(239,94)Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列说法中正确的是()A．X原子核中含有92个中子B．100个eq\o\al(239,94)Pu经过24100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝Δmc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：选D.根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X原子核中含有92个质子，235个核子，则中子数为235－92＝143(个)，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，100个eq\o\al(239,94)Pu经过24100年后不一定还剩余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，选项C错误；衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，选项D正确．5．(2019·忠县模拟)下列四幅图的有关说法正确的是()A．图①中，若两球质量相等，碰后m2的速度不可能大于vB．图②中，射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷C．图③中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，遏止电压Uc越大D．图④中，链式反应属于重核的衰变解析：选A.若发生弹性碰撞，即没有机械能损失，则m1v＝m1v1＋m2v2，eq\f(1,2)m1v2＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)联立得：v2＝v；若碰撞过程有机械能损失，则v2＜v，总之，碰后m2的速度不可能大于v，A正确；射线丙由α粒子组成，该粒子带两个单位正电荷，而射线甲是β粒子，故B错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，与入射光的强度无关，故C错误；一个中子轰击后，出现三个中子，此链式反应属于重核的裂变，故D错误．6．如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是()A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应解析：选D.最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝heq\f(c,λ)＝En－Em，对应跃迁中能级差最小的应为n＝4能级到n＝3能级，故A、B错误；由Ceq\o\al(2,n)可知n＝4能级上的氢原子共可辐射出Ceq\o\al(2,4)＝6种不同频率的光，故C错误；根据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W0可知D正确．7．(2019·青海省西宁市四校联考)如图所示为查德威克发现中子的实验示意图，利用钋(eq\o\al(210,)84Po)衰变放出的α粒子轰击铍(eq\o\al(9,4)Be)，产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来．下列说法正确的是()A．α粒子是氦原子B．粒子Q的穿透能力比粒子P的强C．钋的α衰变方程为eq\o\al(210,)84Po→eq\o\al(208,)82Pb＋eq\o\al(4,2)HeD．α粒子轰击铍的核反应方程为eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n解析：选D.α粒子是氦原子核，选项A错误；粒子P是中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，当质子射入物质时，受到的库仑力作用会阻碍质子的运动，而中子不带电，不受库仑力作用，所以选项B错误；在钋衰变中，根据质量数守恒知产生的是eq\o\al(206,)82Pb，并非eq\o\al(208,)82Pb，选项C错误；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n是查德威克发现中子的核反应方程，选项D正确．8．关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(eq\o\al(133,55)Cs)的结合能小于铅原子核(eq\o\al(208,82)Pb)的结合能D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核衰变时释放能量，从能量守恒的角度可以理解，要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，铯原子核(eq\o\al(133,55)Cs)的比结合能与铅原子核(eq\o\al(208,82)Pb)的比结合能差不多，但铯原子核(eq\o\al(133,55)Cs)的核子数比铅原子核(eq\o\al(208,82)Pb)的核子数少得多，因此其结合能小，C正确；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，D错误．9．(2019·周口模拟)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是()A．玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大C．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流D．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化解析：选AB.玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱现象，故A正确；氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大，故B正确；β射线是原子核中的一个中子转变为一个电子和一个质子，电子释放出来，故C错误；半衰期的大小与温度无关，由原子核内部因素决定，故D错误．10．(2019·河北邯郸模拟)下列说法正确的是()A．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，证明了原子核是由质子和中子组成的B．波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强D．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解析：选BD.卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，提出了原子的核式结构模型，故A错误；波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故B正确；在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C错误；在原子核中，比结合能越大的原子核，核子结合得越牢固，故D正确．11．氦3与氘的核聚变发电不产生温室气体，不产生放射性物质，是一种十分清洁、安全和环保的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．该核反应可表示为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,3)Li＋X(X表示某种粒子)，若eq\o\al(3,2)He、eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(4,3)Li核的质量分别为m1、m2、m3，则下列选项正确的是()A．X为中子B．这种核反应在月球上可自发进行C．高速的X粒子可以用来工业探伤D．该反应释放的核能ΔE<(m1＋m2－m3)c2解析：选AD.由电荷数守恒和质量数守恒可得X为eq\o\al(1,0)n，A正确；轻核聚变又称热核反应，必须在高温下进行，不能在月球上自发进行，B错误；能够用来工业探伤的是γ射线，并非高速中子流，C错误；由质能方程可知，该反应释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－mn)c2<(m1＋m2－m3)c2，D正确．12．如图所示，在氢原子能级图中，氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时，会发出一系列光谱线，形成谱线系，分别称为赖曼线系、巴耳末线系、帕邢线系等．在同一谱线系中，下列说法正确的是()A．每一次跃迁都会释放出一个电子，使原子变为粒子B．各种跃迁都会释放出不同能量的光子C．各条谱线具有相同的频率D．跃迁后原子的能级是相同的解析：选BD.由hν＝Em－En可得，各种不同能级的氢原子从高能级跃迁至低能级，会释放不同能量(不同频率)的光子，A、C错误，B正确；跃迁后原子的能级相同，D正确．13．(2019·山西模拟)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示eq\o\al(235,)92U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是()A．X为中子，a＝2B．X为中子，a＝3C．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2D．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2解析：选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX中X为eq\o\al(1,0)n，a＝3，则A错误，B正确；由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，则C正确，D错误．14．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示．则()A．光电子的最大初动能之比为2∶1B．该金属的截止频率为eq\f(c,3λ)C．该金属的截止频率为eq\f(c,λ)D．用波长为eq\f(5,2)λ的单色光照射该金属时能发生光电效应解析：选BD.由于两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，光电子的最大初动能之比为4∶1，选项A错误；又由hν＝W＋Ek知，heq\f(c,λ)＝W＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，heq\f(c,2λ)＝W＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，又v1＝2v2，解得W＝heq\f(c,3λ)，则该金属的截止频率为eq\f(c,3λ)，选项B正确，C错误；光的波长小于或等于3λ时才能发生光电效应，选项D正确．二、非选择题(本题共1小题，共16分)15.(16分)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，则：(1)___