高中物理单元测评二波粒二象性新人教版选修.docx

1、高中物理单元测评二波粒二象性新人教版选修2019-2020年高中物理单元测评二波粒二象性新人教版选修一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分)1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牛顿提出的能量微粒说解析：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得到较满意的解释，故B项正确答案：B2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个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普

2、朗克常量)()Ah B. NhCNh D2Nh解析：光子能量与频率有关，一个光子能量为h，N个光子能量为Nh，故C正确答案：C3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：电子被加速后其德布罗意波波长11010 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项均错答案：D4关

3、于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是()A B C D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正确答案：B5科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的波长为，碰撞后的波长为，则碰撞过程中()A能量守恒，动量守恒，且B能量不守恒，动量不守恒，且C能量守恒，动量守恒，且D能量守恒，动量守恒，且解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界，光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律光子与电子

4、碰撞前，光子的能量Ehh，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量Ehh，由EE，可知，选项C正确答案：C6在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处可能是()A亮纹B暗纹C既有可能是亮纹也有可能是暗纹D以上各种情况均有可能解析：按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b处一定是亮纹，选项A正确答案：A7(多选题)关于不确定性关系xp有以下几种理解，其中正确的是()A微观粒子的动量不可能确定B微观粒子的坐标不可能确定C微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解

5、析：不确定性关系xp表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小故不能同时准确确定粒子的动量和坐标不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微答案：CD8(多选题)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A图像甲表明光具有粒子性B图像丙表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图像D实验表明光是一种概率波解析：从题图甲可以看出，少数粒子打在底片上的位置是随机的，没有规律性，显示出粒子性；而题图丙是大量粒子曝光的效果，遵循了一定的统计性

6、规律，显示出波动性；单个光子的粒子性和大量粒子的波动性就是概率波的思想答案：ABD9近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为()A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C大量光子表现光具有粒子性D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性解析：由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D项正确答案：D10现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结

7、构为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n1.已知普朗克常量为h、电子质量为m和电子电荷量为e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为()A. B. C. D. 解析：由德布罗意波长知，p是电子的动量，则pmv，而，代入得U.答案：D11对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是()A不受外力作用时光子就会做匀速运动B光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关

8、系可知，选项C错误，故选D.答案：D12(多选题)如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，由图像可知()A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为0时，产生的光电子的最大初动能为ED入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2E解析：题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系，根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率0时，光电子的最大初动能Ek0，此时有h0W0，即该金属的逸出功等于h0，选项B正确根据图线的物理意义，有W0E，故选项A正确，而选项C、D错误答案：AB第卷(非选择题，共52分

9、)二、计算题(本题有4小题，共52分解答应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(10分)一颗近地卫星质量为m，求其德布罗意波长为多少？(已知地球半径为R，重力加速度为g)解析：由万有引力提供向心力计算速度，根据德布罗意波长公式计算对于近地卫星有：Gm (2分)对地球表面物体m0有：Gm0g(2分)所以v，(2分)根据德布罗意波长(2分)整理得：. (2分)答案：14(13分)波长0.71的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知rB1.88104 mT，电子

10、质量m9.1103 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力mevB所以v(3分)电子的最大初动能Ekmv2J4.971016 J3.1103 eV(2分)(2)入射光子的能量hheV1.75104eV(3分)根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为W0hEk1.44104 eV(2分)(3)物质波的波长为m2.21011 m(3分)答案：(1)3.1103 eV(2)1.44104 eV(3)2.21011 m15(14分)如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为

11、U，有一波长为的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量为e.求：(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能；(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程EkhW，光子的频率为.(3分)所以，光电子的最大初动能为EkW.(3分)能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到达A板的动能为Ek1，由动能定理，得eUEk1Ek，所以Ek1eUW.(3分)(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子则dat2，

12、得td.(5分)答案：(1)eUW(2)d 16(15分)光子具有能量，也具有动量光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”光压的产生机理如同气体压强；大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0.已知光速为c，光子的动量为E/c.(1)若太阳光垂直照射到地球表面，则在时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？(2)若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内光子被完全反射(即所有光子均被反射，且被反射前后的

13、能量变化可忽视不计)，则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少？(3)有科学家建议把光压与太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收若物体表面的反射系数为，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍设太阳帆的反射系数0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r15 m，飞船的总质量m100 kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P01.4 kW，已知光速c3.0108 m/s.利用上述数据并结合第(2)问中的结果，求：太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化(结果保留

14、2位有效数字)解析：(1)在时间t内太阳光照射到面积为S的圆形区域上的总能量E总P0St，解得E总r2P0t.照射到此圆形区域的光子数nE总/E.解得nr2P0t/E.(2)因光子的能量pE/c，到达地球表面半径为r的圆形区域的光子总动量p总np.因太阳光被完全反射，所以在时间t内光子总动量的改变量p2p总设太阳光对此圆形区域表面的压力为F，依据动量定理Ftp，太阳光在圆形区域表面产生的光压IF/S，解得I2P0/c.(3)在太阳帆表面产生的光压II，对太阳帆产生的压力FIS.设飞船的加速度为a，依据牛顿第二定律Fma.解得a5.9105 m/s2.答案：(1)r2P0tr2P0t/E(2)2

15、P0/c(3)5.9105 m/s22019-2020年高中物理单元测评四原子核新人教版选修一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分)1(多选题)关于威耳逊云室探测射线，下述正确的是()A威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B威耳逊云室中径迹粗而直的是射线C威耳逊云室中径迹细而长的是射线D威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负解析：云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A项正确；由于粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以射线在云室中的径迹粗而直，即B项

16、正确；由于射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是射线的，所以C项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，所以D项错误答案：AB2(多选题) Ra是镭Ra的一种同位素，对于这两个镭的原子而言，下列说法正确的有()A它们具有相同的质子数和不同的质量数B它们具有相同的中子数和不同的原子序数C它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质解析：同位素具有相同的质子数不同的质量数，并且化学性质相同答案：AC3一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m.铀发生一系列衰变，最终生成物为铅已知铀的半衰期为T，那么下列

17、说法中正确的有()A经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变C经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8D经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2解析：经过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该还有m/4；经过三个半衰期后还剩m/8；因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变答案：C4. U衰变为Rn要经过m次衰变和n次衰变，则m、n分别为()A2,4 B4,2C4,6 D16,6解析：由于衰变不改变质量数，则m4，衰变使电荷数减少8，但由U衰变为Rn，电荷数减少6，说明经过了2次衰变，故B项正确答案：B5(多选题)用盖

18、革米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A放射源射出的是射线B放射源射出的是射线C这种放射性元素的半衰期是5天D这种放射性元素的半衰期是2.5天解析：因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的射线，选项A正确，B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天答案：

19、AC6一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是HHHen，此反应过程产生的质量亏损为m.已知阿伏伽德罗常数为NA，真空中的光速为c.若1 mol氘和1 mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为()A. NAmc2 BNAmc2C2NAmc2 D5NAmc2解析：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时，释放出的能量为mc2,1 mol的氘核和1 mol的氚核结合成1 mol的氦核释放能量为NAmc2.答案：B7在核反应方程式UnSrXekX中()AX是质子，k9 BX是质子，k10CX是中子，k9 DX是中子，k10 解析：23519013610,92038540，说明X的电荷

20、数是0，质量数是1，是中子，选项D正确答案：D8核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为()A原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C核子间存在强大的核力D核子间存在着复杂磁力解析：核反应中核能的变化是因为核子间存在着特别强大的核力，不是因为万有引力，也不是因为库仑力或磁场力，这些力与核力相比都很小，故仅C正确答案：C9太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036 kg B1018 kgC1013 kg D

21、109 kg解析：根据爱因斯坦质能方程Emc2，得mkg109 kg.答案：D10太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个子和一个子若在衰变过程中子的速度方向与中微子原来的方向一致，则子的运动方向()A一定与子同方向B一定与子反方向C一定与子在同一直线上D不一定与子在同一直线上解析：中微子衰变成子和子，满足动量守恒，子的速度方向与中微子原来的方向一致，子必定也在这条直线上答案：C1114C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t0时14C的质量

22、下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()A B C D解析：据半衰期的计算公式知，经时间t，剩余的14C的质量为mm0()，对应图象为一指数函数图象，C选项符合题意答案：C12(多选题)用质子轰击锂核(73Li)生成两个粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是()A此反应过程质量减少0.010 3 uB生成的两个粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符C核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符D若生

23、成的两个粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符解析：此反应的质量亏损m1.007 3 u7.016 0 u24.001 5 u0.020 3 u，释放的能量Em931.5 MeV18.9 MeV，故A项错，C项正确；由能量守恒可知，释放的能量E及反应前质子的动能转化成两个粒子的总动能，Ek18.9 MeV0.6 MeV19.5 MeV，故B项错，D项正确答案：CD第卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分解答应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(10分)“原子质量单位”是原子物理中常用的

24、一个特殊单位，符号为u,1 u1.660 61027 kg.已知12C原子的质量是12.000 000 u，一个12C原子可以看做是由6个氢原子(每个氢原子的质量是1.007 825 u)和6个中子组成(每个中子的质量是1.008 665 u)，则C原子核的结合能为多少？(保留三位有效数字)解析：6个中子的总质量6mn61.008 665 u6.051 990 u(2分)6个氢原子的总质量6mH61.007 825 u6.046 950 u(2分)中子和氢原子的质量和6mn6mH12.098 940 u(2分)12C原子核的质量mC12.000 000 u质量亏损m6mn6mHmC0.098

25、940 u1.6431028 kg(2分)12C原子核的结合能Emc21.6431028(3108)2 J1.481011 J(2分)答案：1.48101114(13分) H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子质量是1.008 665 u求：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出，则光子的频率是多少？解析：(1)一个质子和两个中子结合成氚核的反应方程式是H2nH，(2分)反应前各核子总质量为mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.02

26、4 607 u，反应后新核的质量为mH3.016 050 u，质量亏损为m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 u(2分)因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放能反应(1分)释放的核能为E0.008 557931.5 MeV7.97 MeV.(2分)(2)氚核的结合能即为E7.97 MeV，(1分)它的比结合能为2.66 MeV.(2分)(3)放出光子的频率为Hz1.921021 Hz.(3分)答案：(1)放出能量7.97 MeV (2)7.97 MeV2.66 MeV(3)1.921021 Hz15(14分)在茫茫宇宙空间存在大量宇宙射线，对航天员构成了

27、很大的威胁，现有一束射线(含有、三种射线)， (1)在不影响和射线的情况下，如何用最简单的方法除去射线；(2)余下的这束射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出和射线进入该磁场区域后轨迹的示意图(3)用磁场可以区分和射线，但不能把射线从射线束中分离出来，为什么？(已知粒子的质量约是粒子质量的8 000倍，射线速度约为光速的十分之一，射线速度约为光速)解析：(1)由于射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去射线(4分)(2)射线带负电，由左手定则可知向上偏转，射线方向不变，轨迹如图所示(4分)(3)粒子和电子在磁场中偏转，据R，对射线R1，对射线 R2，故400.(4分)射线穿过此

28、磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与射线无法分离(2分)答案：(1)用一张纸放在射线前即可除去射线(2)见解析图(3)射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与射线无法分离16(15分)一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比为RBRC1130.求：(1)C核的速度大小；(2)根据计算判断C核是什么核；(3)写出核反应方程解析：(1)设中子的质量为m，则氮核的质量为14m，B核的质量为11m，C核的质量为4m，根据动量守恒可得：mv011mvB4mvC，(3分)代入数值解得vC3106 m/s.(2分)(2)根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式：R可得：(3分)所以(2分)又qCqB7e，解得：qC2e，qB5e，所以C核为He.(2分)(3)核反应方程NnBHe.(3分)答案：(1)3106 m/s(2) He(3) NnBHe