2025高考物理 人教版選擇性必修第3冊專項復習第4章　學業(yè)質量標準檢測含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第3冊專項復習第4章學業(yè)質量標準檢測含答案學業(yè)質量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共12小題，其中第1～8小題只有一個選項符合題目要求，每小題3分，第9～12小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．關于陰極射線，下列說法正確的是()A．陰極射線就是稀薄氣體導電時的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線是在真空管內由正極放出的電子流C．陰極射線管中的高電壓是為了使電子加速D．陰極射線管中的高電壓是為了使電子偏轉，使實驗現(xiàn)象更明顯答案：C解析：陰極射線是在真空管內由負極放出的高速電子流，不是輝光放電現(xiàn)象，故A、B錯誤；陰極射線管中的高電壓方向與電子運動方向平行，使電子加速，不會使電子發(fā)生偏轉，故C正確，D錯誤。2．實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中不能體現(xiàn)波動性的是()A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B．光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構D．人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構答案：B解析：干涉是波具有的特性，電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子具有波動性，故A不符合題意；根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關，沒有體現(xiàn)波動性，故B符合題意；可以利用慢中子衍射來研究晶體的結構，說明中子可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，具有波動性，故C不符合題意；人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構，說明電子可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，說明具有波動性，故D不符合題意。3．(2024·云南模擬預測)如圖所示，金屬板M、N用極限頻率分別為ν1和ν2的不同金屬制成?，F(xiàn)用頻率為ν的單色光持續(xù)照射兩板內表面，僅M板有光電子逸出，設電子的電荷量為e，下列說法正確的是()A．ν1>ν2B．M板的金屬的逸出功是hν1C．從M板逸出的光電子的初動能是hν－h(huán)ν1D．增大入射光的光照強度，可使N板有光電子逸出答案：B解析：已知單色光照射M板發(fā)生光電效應，根據(jù)光電效應發(fā)生條件可知ν1<ν2，故A錯誤；根據(jù)光電效應方程，光電子的最大初動能Ekm＝hν－W0，當Ekm＝0時hν1＝W0，故B正確；光電效應方程求得的是光電子的最大初動能，故C錯誤；能否發(fā)生光電效應與光強無關，故D錯誤。4．現(xiàn)有k個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為3的能級上，若這些受激發(fā)的氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是(假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的eq\f(1,n－1))()A.eq\f(k,2) B．kC．eq\f(3k,2) D．2k答案：C解析：處在量子數(shù)為3的能級的k個氫原子躍遷到量子數(shù)為2和量子數(shù)為1的能級的氫原子個數(shù)各為eq\f(k,2)，而處于量子數(shù)為2的能級的eq\f(k,2)個氫原子還會向量子數(shù)為1的基態(tài)躍遷，故發(fā)出的光子總數(shù)為eq\f(3k,2)。5．(2024·河北石家莊三模)如圖所示為氫原子的能級圖，下列說法正確的是()A．處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為1.51eV的光子躍遷到n＝3能級B．處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為13.7eV的光子后被電離C．氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2能級時，原子的電勢能增加D．一個氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷時，可發(fā)出6種不同頻率的光子答案：B解析：處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝3能級需要E＝－1.51eV－(－13.6)eV＝12.09eV，故A錯誤；根據(jù)電離的特點可知，處于基態(tài)的氫原子吸收大于13.6eV的能量即可實現(xiàn)電離，故B正確；氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2能級時，半徑變小，可知動能增加，電勢能減小，故C錯誤；一個氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷時，可發(fā)出n－1＝3種不同頻率的光子，故D錯誤。6．1927年戴維森和革末完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一。如圖所示是該實驗裝置的簡化圖，下列說法正確的是()A．電子所具有的波動性與機械波沒有區(qū)別B．該實驗說明物質波理論是正確的C．該實驗說明光子具有波動性D．該實驗不能說明實物粒子具有波動性答案：B解析：電子是實物粒子，而該實驗中看到了電子能發(fā)生衍射現(xiàn)象，則該實驗說明物質波理論是正確的，實物粒子具有波動性，但不能說明光子具有波動性，這種波動性與機械波在本質上是不同的，故B正確，A、C、D錯誤。7．(2024·江蘇南通高二期中)利用圖示實驗裝置研究光電效應規(guī)律。實驗中用同一頻率(足夠大)的單色光，分別照射不同型號的光電管(K極金屬不同)，以下遏止電壓(Uc)隨不同金屬逸出功(W0)變化圖像正確的是()答案：B解析：實驗中用同一頻率(足夠大)的單色光，分別照射不同型號的光電管；根據(jù)光電效應方程可得Ek＝hν－W0，根據(jù)動能定理可得－eUc＝0－Ek，聯(lián)立可得Uc＝－eq\f(1,e)W0＋eq\f(hν,e)，可知Uc－W0是一條斜率為負，縱軸截距為正的傾斜直線，故B正確。8．(2024·北京順義區(qū)一模)1899年，蘇聯(lián)物理學家列別捷夫首先從實驗上證實了“光射到物體表面上時會產生壓力”，和大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞類似，將產生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產生壓強，這就是“光壓”。某同學設計了如圖所示的探測器，利用太陽光的“光壓”為探測器提供動力，以使太陽光對太陽帆的壓力超過太陽對探測器的引力，將太陽系中的探測器送到太陽系以外。假設質量為m的探測器正朝遠離太陽的方向運動，帆面的面積為S，且始終與太陽光垂直，探測器到太陽中心的距離為r，不考慮行星對探測器的引力。已知：單位時間內從太陽單位面積輻射的電磁波的總能量與太陽絕對溫度的四次方成正比，即P0＝σT4，其中T為太陽表面的溫度，σ為常量。引力常量為G，太陽的質量為M，太陽的半徑為R，光子的動量p＝eq\f(h,λ)，光速為c。下列說法正確的是()A．常量σ的單位為eq\f(kg·s,K4)B．t時間內探測器在r處太陽帆受到太陽輻射的能量為4πR2tP0SC．若照射到太陽帆上的光一半被太陽帆吸收一半被反射，探測器太陽帆的面積S至少為eq\f(2cGMm,R2P0)D．若照射到太陽帆上的光全部被太陽帆吸收，探測器在r處太陽帆受到的太陽光對光帆的壓力為eq\f(R2P0S,cr2)答案：D解析：P0是單位時間從太陽單位面積輻射的電磁波的能量，所以單位為J/(s·m2)，則σ＝eq\f(P0,T4)，則常量σ的單位為eq\f(J,s·m2·K4)＝eq\f(kg,s3·K4)，故A錯誤；t時間內探測器在r處太陽帆受到太陽輻射的能量E＝eq\f(4πR2tP0,4πr2)S＝eq\f(R2tP0S,r2)，故B錯誤；輻射到太陽帆的光子的總數(shù)n＝eq\f(E,hν)＝eq\f(Eλ,hc)＝eq\f(R2tP0Sλ,hcr2)，一半光子被吸收，一半反射，則有F總t＝eq\f(n,2)p＋eq\f(n,2)·2p＝eq\f(3n,2)p，其中F總≥eq\f(GMm,r2)，聯(lián)立可得S≥eq\f(2cGMm,3R2P0)，故C錯誤；若照射到太陽帆上的光全部被太陽帆吸收，則有F總t＝np，可得探測器在r處太陽帆受到的太陽光對光帆的壓力F總＝eq\f(R2P0S,cr2)，故D正確。9．(2024·江西九江高二期末)有關下列四幅圖說法正確的是()A．圖甲對線框施加一水平力F，使線框向右做加速運動，線框可以產生感應電流B．圖乙為第一張人體X光照片，X射線可用于診斷病情，它的波長比可見光短C．圖丙是電磁波的產生與傳播示意圖，麥克斯韋理論告訴我們，變化的電場產生變化的磁場D．圖丁的氦原子光譜是一些分立的亮線，說明原子的能量是量子化的答案：BD解析：圖甲對線框施加一水平力F，使線框向右做加速運動，穿過線框的磁通量不變，不可以產生感應電流，故A錯誤；X射線可用于診斷病情，它的頻率比可見光大，但是它的波長比可見光短，故B正確；麥克斯韋理論告訴我們，均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場，而周期性變化的磁場產生周期性變化的電場，故C錯誤；能量量子化也適合于原子系統(tǒng)，原子的能量是量子化的，原子在不同能級間躍遷產生分立的光譜，故D正確。10．如圖甲所示，在光電效應實驗中，某同學用相同頻率的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結果都能發(fā)生光電效應。圖乙為其中一個光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關系圖像。對于這兩個光電管，下列判斷正確的是()A．因為材料不同，逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同B．光電子的最大初動能不同C．因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同D．兩個光電管的Uc－ν圖像的斜率可能不同答案：ABC解析：照射光的頻率相同，但不同材料的逸出功不同，根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek知，遏止電壓不同，故A正確；根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動能不同，故B正確；雖然光的頻率相同，但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同，故C正確；因為Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)知，題圖乙中圖線的斜率為eq\f(h,e)，即斜率只與h和e有關，且為常數(shù)，一定相同，故D錯誤。11．(2024·甘肅張掖模擬預測)如圖所示為氫原子的能級圖。大量處于n1、n2、n3、n4能級的氫原子向低能級躍遷時分別輻射出x1、x2、x3、x4種不同頻率的光子。已知x4－x3＝2(x2－x1)>0，則()A．n1一定等于2B．若n1＝3，則可能有n4＝7C．若大量氫原子從n＝3能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光有兩種可使某金屬發(fā)生光電效應，則大量氫原子從n＝4能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光可能有4種可使該金屬發(fā)生光電效應D．一個處于n＝5能級的氫原子向基態(tài)躍遷，最多可輻射5種頻率的光答案：BC解析：根據(jù)Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)，大量氫原子從n＝2至n＝7能級向基態(tài)躍遷時分別能發(fā)出1、3、6、10、15、21種不同頻率的光子，則有10－6＝2(3－1)，即x1＝1，n1＝2，若21－15＝2(6－3)，則有x1＝3，n1＝3，n4＝7，故A錯誤，B正確；大量氫原子從n＝3能級躍遷到基態(tài)發(fā)出3種光，有兩種可使某金屬發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功E3－E2<W0<E2－E1，即1.89MeV<W0<10.2MeV，則大量氫原子從n＝4能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光可能有4種可使該金屬發(fā)生光電效應，故C正確；一個處于n＝5能級的氫原子向基態(tài)躍遷，最多可輻射4種頻率的光，故D錯誤。12．場致發(fā)射顯微鏡的構造如圖所示：一根針的尖端直徑約為100nm，位于真空玻璃球泡的中心，球的內表面涂有熒光材料導電膜，在膜與針之間加上如圖所示的高電壓，使針尖附近的電場強度高達4×109V/m，電子就從針尖表面被“拉”出并加速到達導電膜，引起熒光材料發(fā)光。這樣，在熒光屏上就看到了針尖的某種像(針尖表面的發(fā)射率圖像)，如分辨率足夠高，還可以分辨出針尖端個別原子的位置。但由于電子波的衍射，會使像模糊，影響分辨率。將電極方向互換，并在玻璃球泡中充進氦氣，則有氦離子產生并打到熒光屏上，這樣可使分辨率提高，以下判斷正確的是()A．氦原子變成氦離子是在針尖端附近發(fā)生的B．電子從針尖到導電膜的運動過程加速度不斷減小C．電子或氦離子的撞擊使熒光材料的原子躍遷到了激發(fā)態(tài)D．分辨率提高是因為氦離子的德布羅意波長比電子的長答案：ABC解析：當無規(guī)則運動的氦原子與針尖上的金屬原子碰撞時，氦原子由于失去電子而成為正離子，故A正確；電場強度從針尖到導電膜由強變弱，電子從針尖到導電膜的運動過程加速度不斷減小，故B正確；當電子或氦離子以很大的速度撞擊熒光材料時，電子或氦離子把一部分動能轉移給了熒光材料的原子，從而使其躍遷到了激發(fā)態(tài)，故C正確；要想使分辨率提高，就要使衍射變得不明顯，可知氦離子的德布羅意波長比電子的短，故D錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(本題共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)13．(6分)(2024·安徽安慶高二階段練習)美國物理學家密立根利用如圖所示的實驗裝置，最先測出了電子的電荷量，被稱為密立根油滴實驗。兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負極相連接，板間產生勻強電場，方向豎直向下，板間油滴P由于帶負電懸浮在兩板間保持靜止。(1)若要測出該油滴的電荷量，需要測出的物理量有________。A．油滴質量mB．兩板間的場強EC．當?shù)氐闹亓铀俣萭D．兩板的長度L(2)用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q＝________。(3)在進行了幾百次的測量以后，密立根發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量雖不同，但都是某個最小電荷量的整數(shù)倍，這個最小電荷量被認為是元電荷。關于元電荷說法正確的是________。A．油滴的電荷量可能是1.6×10－20CB．油滴的電荷量可能是3.2×10－19CC．元電荷就是電子D．任何帶電體所帶電荷量可取任意值答案：(1)ABC(2)eq\f(mg,E)(3)B解析：(1)平行金屬板板間存在勻強電場，液滴恰好處于靜止狀態(tài)，電場力與重力平衡，則有mg＝qE，所以需要測出的物理量有油滴質量m，兩板間的場強E，當?shù)氐闹亓铀俣萭。故選ABC。(2)用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q＝eq\f(mg,E)。(3)在進行了幾百次的測量以后，密立根發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量雖不同，但都是某個最小電荷量的整數(shù)倍，這個最小電荷量被認為是元電荷，其值為e＝1.6×10－19C，則可知油滴的電荷量可能是3.2×10－19C，而1.6×10－20C不是元電荷的整數(shù)倍，故A錯誤，B正確；元電荷不是電子，只是在數(shù)值上等于電子或質子的電荷量；任何帶電體所帶電荷量都只能是元電荷的整數(shù)倍，故C、D錯誤。14．(8分)某學習小組利用圖甲所示電路研究光電流I和光電管陰極K與陽極A之間的電壓U的關系。實驗中，用激光筆1(產生的光子能量為3.1eV)照射光電管的陰極K，用電流表測量光電流的大小，圖乙為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的圖像。(1)連接好電路，將滑動變阻器的滑片移至最左端，用激光筆1照射陰極K，電流表________(選填“有”或“無”)示數(shù)。(2)閉合開關，將滑動變阻器的滑片從最左端向右滑動，電流表的示數(shù)________(選填“減小”“增大”或“不變”)。(3)根據(jù)圖乙可得光電管陰極材料的逸出功約為________eV(保留兩位有效數(shù)字)。(4)考慮電流表內阻，由圖像得到的遏止電壓與真實值相比將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。答案：(1)有(2)減小(3)1.8(4)不變解析：(1)根據(jù)題意，將滑動變阻器的滑片移至最左端，光電管陰極K與陽極A之間的電壓為零，用激光筆1照射陰極K，有光電子逸出，可以到達陽極A形成光電流，則電流表有示數(shù)。(2)閉合開關，將滑動變阻器的滑片從最左端向右滑動，光電管陰極K與陽極A之間的反向電壓逐漸增大，可以到達陽極A的光電子數(shù)減小，則光電流減小，即電流表的示數(shù)減小。(3)根據(jù)題意，設逸出功為W0，由光電效應方程有Ek＝3.1eV－W0，由圖乙可知，遏止電壓為Uc＝1.26V，則有Ek＝eUc＝1.26eV，聯(lián)立解得W0≈1.8eV。(4)由于光電管陰極K與陽極A之間相當于斷路，電流表有沒有內阻光電管陰極K與陽極A之間電壓都等于電壓表的讀數(shù)，則考慮電流表內阻，由圖像得到的遏止電壓與真實值相比將不變。三、論述、計算題(本題共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15．(8分)(2024·江蘇南通高三開學考試)激光器發(fā)光功率為P，所發(fā)射的一束水平平行光束在空氣中的波長為λ，光束的橫截面積為S，垂直射到放在光滑水平面上的理想黑色物體的豎直表面上，光被完全吸收，光束的照射時間為t，物體的質量為m，光子的動量p＝eq\f(h,λ)，空氣中光速為c，求：(1)物體在t時間內接收到的光子數(shù)目；(2)物體獲得的速率和增加的內能。答案：(1)eq\f(Pλt,hc)(2)eq\f(Pt,mc)Pt－eq\f(P2t2,2mc2)解析：(1)由Pt＝nhν，ν＝eq\f(c,λ)得n＝eq\f(Pλt,hc)。(2)光子與物體系統(tǒng)動量守恒有np1＝mv，p1＝eq\f(h,λ)得v＝eq\f(Pt,mc)系統(tǒng)能量守恒有Pt＝eq\f(1,2)mv2＋Q得Q＝Pt－eq\f(P2t2,2mc2)。16．(10分)(2024·江蘇淮安高二期中)一群氫原子處于n＝3能級狀態(tài)，氫原子的能級的示意圖如圖所示(e＝1.6×10－19C)，求：(1)氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？(2)氫原子由n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子能量；(3)為使一個處于n＝3能級的氫原子電離，至少需要給它多少焦耳的能量？答案：(1)3種(2)1.89eV(3)2.416×10－19J解析：(1)根據(jù)Ceq\o\al(2,3)＝3，可知氫原子可能發(fā)射3種頻率的光子。(2)氫原子由n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時，由玻爾的躍遷規(guī)律可得輻射光子能量為ε＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.40eV)＝1.89eV。(3)為使一個處于n＝3能級的氫原子電離，至少需要給它的能量為ΔE＝0－E3＝1.51eV＝1.51×1.6×10－19J＝2.416×10－19J。17．(12分)(2024·江蘇南通高二期中)光譜的結果顯示氫原子只能發(fā)出一系列特定波長的光，瑞士科學家巴耳末發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長λ滿足一個簡單的公式，即巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，(n＝3,4,5…)。已知R為里德伯常量，電子電荷量的大小為e，真空中的光速為c，普朗克常量為h。(1)求氫原子中電子從n＝3能級躍遷到n＝2時對應譜線的波長λ；(2)利用巴耳末系中波長最長的光照射某金屬發(fā)生光電效應，已知遏止電壓為Uc。求該金屬的逸出功W0。答案：(1)eq\f(36,5R)(2)eq\f(5Rhc,36)－eUc解析：(1)由題意可知，在巴耳末系中，氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2時有eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))解得λ＝eq\f(36,5R)。(2)氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2時，輻射光子的能量最小，巴耳末系中波長最長，根據(jù)c＝λν解得ν＝eq\f(5Rc,36)根據(jù)光電效應方程有Ekmax＝hν－W0根據(jù)遏止電壓的規(guī)律有eUc＝Ekmax解得W0＝eq\f(5Rhc,36)－eUc。18．(16分)(2024·浙江杭州高二期中)某種金屬板M受到一束紫外線連續(xù)照射時會不停地發(fā)射電子，紫外光束的橫截面為圓形，其半徑r為1mm，從M板射出的電子沿各個方向運動，速度大小也不相同。在M旁放置一個金屬網N，M、N間距d為1cm。如果用導線將M、N連起來，從M射出的電子落到N上便會沿導線返回M，從而形成電流。電子的質量m＝9.1×10－31kg，所帶的電荷量e＝1.6×10－19C。(1)在用導線連接M、N時，測得通過導線的電流大小為3.2μA，求：金屬板N每秒接收到電子的數(shù)目？(2)現(xiàn)在不把M、N直接相連，而按圖那樣在M、N之間加電壓U，發(fā)現(xiàn)當U＝20V時，電流表中恰好沒有電流。則被這束紫外線照射出的電子，其最大速度是多少？(3)現(xiàn)把加在M、N之間的電壓反向，且射出的電子的最大速度與(2)問中的相等，求：所加電壓U＝20V時，金屬板N上能接收到電子的區(qū)域的最大面積？(保留3位有效數(shù)字)答案：(1)2×1013個(2)2.7×106m/s(3)13.8cm2解析：(1)根據(jù)I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(ne,t)解得n＝eq\f(It,e)＝eq\f(3.2×10－6,1.6×10－19)＝2×1013。(2)按圖那樣在M、N之間加電壓U，當U＝20V時，電流表中恰好沒有電流，即電子克服電場力做功，恰好運動不到N板，則由動能定理eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)解得vm＝2.7×106m/s。(3)射出的電子速度沿板方向，則電子在M、N之間做類平拋運動，根據(jù)平拋規(guī)律，沿板方向的位移為x＝vmt垂直板方向有d＝eq\f(1,2)at2根據(jù)牛頓第二定律a＝eq\f(eU,md)聯(lián)立解得x＝2cm金屬板N上能接收到電子的區(qū)域的最大半徑為rm＝r＋2cm＝2.1cm最大面積為Sm＝πreq\o\al(2,m)＝13.8cm2。第五章1.基礎達標練1．天然放射性元素放出的α、β、γ射線中()A．三種射線的速度相同B．α射線的穿透本領最強C．β射線的本質是高速運動的電子流D．γ射線在真空中的速度比X射線的大答案：C解析：α射線的速度可達0.1c，β射線的速度可達0.99c，γ射線的速度為c，故A錯誤；三種射線中，α射線的穿透本領最弱，故B錯誤；β射線的本質是高速運動的電子流，故C正確；γ射線和X射線都是電磁波，它們在真空中的速度相同，故D錯誤。2．在天然放射性物質附近放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快“消失”的根本原因是()A．γ射線的貫穿作用B．α射線的電離作用C．β射線的貫穿作用D．β射線的中和作用答案：B解析：因α射線的電離作用使空氣電離，從而使帶電體所帶的電荷很快“消失”。3．(多選)下列說法正確的是()A.eq\o\al(n,m)X與eq\o\al(n,m－1)Y互為同位素B.eq\o\al(n,m)X與eq\o\al(n－1,m)Y互為同位素C.eq\o\al(n,m)X與eq\o\al(n－2,m－2)Y中子數(shù)相同D.eq\o\al(235,92)U核內有92個質子、235個中子答案：BC解析：同位素有相同的質子數(shù)，不同的質量數(shù)，故A錯誤，B正確；原子核中質子數(shù)加中子數(shù)等于質量數(shù)，eq\o\al(n,m)X中子數(shù)為n－m，eq\o\al(n－2,m－2)Y中子數(shù)為n－m，故C正確；eq\o\al(235,92)U中質子數(shù)為92，中子數(shù)為143，故D錯誤。4．(多選)下列哪些現(xiàn)象能說明射線來自原子核()A．三種射線的能量都很高B．放射性的強度不受溫度、外界壓強等條件的影響C．元素的放射性與所處的化學狀態(tài)(單質、化合態(tài))無關D．α射線、β射線都是帶電的粒子流答案：BC解析：能說明射線來自原子核的證據(jù)是元素的放射性與其所處的化學狀態(tài)和物理狀態(tài)無關，故B、C正確。5．在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法正確的是()A．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素B．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，揭示了原子核有復雜的結構C．湯姆孫通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)陰極射線是原子核中的中子變?yōu)橘|子時產生的β射線D．查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)現(xiàn)了質子答案：A解析：居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素，故A正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗，證實了原子是由原子核和核外電子組成的，但他沒有揭示原子核有復雜的結構，故B錯誤；湯姆孫通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)陰極射線是帶負電的粒子，且質量非常小，并未發(fā)現(xiàn)該射線是中子變?yōu)橘|子時產生的β射線，故C錯誤；查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)現(xiàn)了中子，故D錯誤。6．(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向外的勻強磁場，則下列說法中正確的有()A．打在圖中a、b、c三點的依次是β射線、γ射線和α射線B．α射線和β射線的軌跡都是拋物線C．α射線和β射線的軌跡都是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b答案：AC解析：由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受的洛倫茲力向下，β粒子受的洛倫茲力向上，軌跡都是圓弧。由于α粒子速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動，故A、C正確。7．(2024·安徽高三階段練習)利用帶電粒子在電磁場中的運動，制作出的質譜儀可測量粒子的比荷。研究放射性元素射線性質的實驗裝置如圖所示，圖1是三類射線在垂直紙面向外的磁場中的偏轉情況的示意圖。圖2是兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出。下列說法錯誤的是()A．放射源可以打出三類射線，說明同時發(fā)生α、β、γ衰變B．α射線穿透能力最弱，速度也最慢，打到A板的是α射線C．a為電源正極，到達A板的為β射線，不偏轉的是γ射線D．正負極判斷看射線在兩板間的軌跡，比荷大的偏向A板答案：B解析：從圖2可以看出，到達兩極板的粒子做類平拋運動，到達A極板的粒子的豎直位移小于到達B板粒子的，粒子在豎直方向做勻速直線運動，則據(jù)平拋運動公式，知兩個粒子初速度v相差約10倍，但兩者比荷相差幾千倍，兩極板電壓U相同，比荷小的飛行距離短，所以電子的豎直位移小，故達到A極板距離小，是β射線，A極板帶正電，a為電源的正極。本題選錯誤的，故選B。8.eq\o\al(31,15)P的一種同位素eq\o\al(30,15)P具有放射性，對人體有害。則：(1)eq\o\al(30,15)P的原子核中有幾個質子？幾個中子？(2)eq\o\al(30,15)P核所帶電荷量是多少？(3)若eq\o\al(31,15)P原子呈電中性，它的核外有幾個電子？(4)若讓eq\o\al(31,15)P和eq\o\al(30,15)P原子核以相同速度垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌道半徑之比是多少？答案：(1)1515(2)2.40×10－18C(3)15(4)eq\f(31,30)解析：(1)eq\o\al(30,15)P核中的質子數(shù)為15，中子數(shù)為：30－15＝15。(2)eq\o\al(30,15)P核所帶電荷量Q＝15e＝15×1.60×10－19C＝2.40×10－18C。(3)eq\o\al(31,15)P原子呈電中性，則核外電子數(shù)為15。(4)據(jù)qvB＝meq\f(v2,r)知，r＝eq\f(mv,qB)，因為兩種同位素具有相同的電荷數(shù)，但質量數(shù)不同，而原子核的質量之比與原子核的質量數(shù)之比相等，故eq\f(r1,r2)＝eq\f(m1,m2)＝eq\f(31,30)。能力提升練9.如圖所示，在某次實驗中把放射性元素放入鉛制成的容器中，射線只能從容器的小孔射出。在小孔前Q處放置一張黑紙，在黑紙后P處放置照相機底片，Q、P之間有垂直紙面的勻強磁場(圖中未畫出)，整個裝置放在暗室中。實驗中發(fā)現(xiàn)，照相機底片的a、b兩處感光(b處正對鉛盒的小孔)，則下列說法正確的是()A．該實驗說明原子具有復雜的結構B．Q、P之間的勻強磁場方向垂直紙面向里C．通過分析可知，打到a處的射線為β射線D．此放射性元素放出的射線中只有α射線和β射線答案：C解析：該實驗說明原子核具有復雜的結構，故A錯誤；照相機底片的a、b兩處感光，說明有β射線與γ射線穿過黑紙，因此打在b處的應是γ射線，打在a處的應是β射線，再依據(jù)左手定則，可知磁場方向垂直紙面向外，故B錯誤，C正確；此放射性元素放出的射線中可能有α射線，一定有β射線與γ射線，故D錯誤。10．α、β和γ射線穿透物質的能力是不同的，為把輻射強度減到一半，所需鋁板的厚度分別為0.0005cm、0.05cm和8cm，而鋼板降低輻射強度的能力比鋁板強一些。工業(yè)部門可以使用射線來測厚度。如圖所示，軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀，探測器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關，軋出的鋼板越厚，透過的射線越弱。因此，將射線測厚儀接收到的信號輸入計算機，就可以對鋼板的厚度進行自動控制。如果鋼板的厚度需要控制為5cm，請推測測厚儀使用的射線是()A．α射線 B．β射線C．γ射線 D．可見光答案：C解析：根據(jù)α、β、γ三種射線的特點可知，γ射線穿透能力最強，電離作用最弱；α射線電離作用最強，穿透能