综合检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8小题只有一个选项符合题目要求，第912小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1.电子是组成原子的粒子之一。下列对电子的说法正确的是( ) A.密立根发现电子，汤姆孙最早测量出电子电荷量为1.6×1019C B.氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加 C.金属中的电子吸收光子逸出成为光电子，光电子最大初动能等于入射光子的能 量 D.天然放射现象中的B射线实际是高速电子流，穿透能力比α射线强 答案D 解析：汤姆孙发现电子，汤姆孙最早测量出电子电荷量为1.1×1019C,密立根最终 测得电子电荷量为1.6×1019C,故选项A错误：氢原子的电子由激发态向基态跃迁 时，向外辐射光子，原子能量减少，故选项B错误；光电子最大初动能等于入射光子 的能量减去金属的逸出功，故选项C错误：天然放射现象中的阝射线实际是高速 电子流，穿透能力比射线强，故选项D正确。 2.对于一定质量的理想气体，在温度保持不变的情况下，若气体体积增大，则() A.气体分子的平均动能增大 B.单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加 C.气体的压强一定减小 D.气体对外做功，内能一定减少 答案：C 解析：温度是气体分子平均动能的标志，温度不变，故气体分子的平均动能不变，故 选项A错误；根据理想气体状态方程可知，温度不变，体积增大，则气体压强一定减 小，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少，故选项B错误，C正确：一定质量的 理想气体内能只与温度有关，温度不变内能不变，故选项D错误。 3.如图所示，用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出 时的最大初动能增大，应采取的措施是() 光源 A.改用红光照射
综合检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~8 小题只有一个选项符合题目要求,第 9~12 小题有多个选项符合题目要求,全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.电子是组成原子的粒子之一。下列对电子的说法正确的是( ) A.密立根发现电子,汤姆孙最早测量出电子电荷量为 1.6×10-19 C B.氢原子的电子由激发态向基态跃迁时,向外辐射光子,原子能量增加 C.金属中的电子吸收光子逸出成为光电子,光电子最大初动能等于入射光子的能 量 D.天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流,穿透能力比 α 射线强 答案:D 解析:汤姆孙发现电子,汤姆孙最早测量出电子电荷量为 1.1×10-19 C,密立根最终 测得电子电荷量为 1.6×10-19 C,故选项 A 错误;氢原子的电子由激发态向基态跃迁 时,向外辐射光子,原子能量减少,故选项 B 错误;光电子最大初动能等于入射光子 的能量减去金属的逸出功,故选项 C 错误;天然放射现象中的 β 射线实际是高速 电子流,穿透能力比 α 射线强,故选项 D 正确。 2.对于一定质量的理想气体,在温度保持不变的情况下,若气体体积增大,则( ) A.气体分子的平均动能增大 B.单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加 C.气体的压强一定减小 D.气体对外做功,内能一定减少 答案:C 解析:温度是气体分子平均动能的标志,温度不变,故气体分子的平均动能不变,故 选项 A 错误;根据理想气体状态方程可知,温度不变,体积增大,则气体压强一定减 小,单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少,故选项 B 错误,C 正确;一定质量的 理想气体内能只与温度有关,温度不变内能不变,故选项 D 错误。 3.如图所示,用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出 时的最大初动能增大,应采取的措施是( ) A.改用红光照射
B.改用紫光照射 C.增强绿光 D增大加在光电管上的正向电压 答案B 解析：红光的频率低于绿光，可能导致不能发生光电效应或者减小光电子的最大初 动能，故选项A错误；紫光的频率高于绿光，改用紫光可以增大光电子逸出时的最 大初动能，故选项B正确；单纯增强绿光，会增加单位时间内逸出的光电子数目，但 不会改变光电子的最大初动能，故选项C错误，光电管的加速电压与光电子逸出 时的最大初动能无关，故选项D错误。 4.科学家发现在月球上含有丰富的H(氦3)。它是一种高效、清洁、安全的 核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程为He+He→2H+He。关于 He聚变，下列表述正确的是() A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核 C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用He聚变反应发电 答案B 解析：聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，选项B正确：聚变过程 会有质量亏损，要放出大量的能量，选项A、C错误；目前核电站都采用铀核的裂 变反应发电，选项D错误。 5.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到 一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用 强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可 能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。右图为光电效应实验装置示意 图。用频率为ⅴ的单色光照射阴极K,没有发生光电效应，换同样频率为ⅴ的强激 光照射阴极K,则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U,即将阴极K接电源正 极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U, 光电流会逐渐减小：当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是（其中% 为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)( 电源 A.U=hy-wB.U=2h型- e C.U=2hv-Wo D.U=5h-出 2e e
B.改用紫光照射 C.增强绿光 D.增大加在光电管上的正向电压 答案:B 解析:红光的频率低于绿光,可能导致不能发生光电效应或者减小光电子的最大初 动能,故选项 A 错误;紫光的频率高于绿光,改用紫光可以增大光电子逸出时的最 大初动能,故选项 B 正确;单纯增强绿光,会增加单位时间内逸出的光电子数目,但 不会改变光电子的最大初动能,故选项 C 错误;光电管的加速电压与光电子逸出 时的最大初动能无关,故选项 D 错误。 4.科学家发现在月球上含有丰富的 2 3He(氦 3)。它是一种高效、清洁、安全的 核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程为 2 3He+2 3He→21 1H+2 4He。关于 2 3He 聚变,下列表述正确的是( ) A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核 C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用 2 3He 聚变反应发电 答案:B 解析:聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,选项 B 正确;聚变过程 会有质量亏损,要放出大量的能量,选项 A、C 错误;目前核电站都采用铀核的裂 变反应发电,选项 D 错误。 5.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子极短时间内能吸收到 一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用 强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在短时间内吸收多个光子成为可 能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。右图为光电效应实验装置示意 图。用频率为 ν 的单色光照射阴极 K,没有发生光电效应,换同样频率为 ν 的强激 光照射阴极 K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压 U,即将阴极 K 接电源正 极,阳极 A 接电源负极,在 K、A 之间就形成了使光电子减速的电场,逐渐增大 U, 光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压 U 可能是(其中 W0 为逸出功,h 为普朗克常量,e 为电子电荷量)( ) A.U=ℎ𝜈 𝑒 − 𝑊0 𝑒 B.U=2ℎ𝜈 𝑒 − 𝑊0 𝑒 C.U=2hν-W0 D.U=5ℎ𝜈 2𝑒 − 𝑊0 𝑒
答案B 解析：一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为ⅴ的强激光照射 阴极K,发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhv(n=2,3,4,…),根据eU=nhw-Wo 可知U=-业所以选项B正确。 6.用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×1019 J,已知普朗克常量为6.63×1034Js,真空中的光速为3×108m/s,能使锌产生光电效 应的单色光的最低频率为() A.1×1014HzB.8×1015Hz C.2×1015HzD.8×1014Hz 答案D 解析：根据光电效应方程Ek=hv-Wo=h5Wo,逸出功W0=he,可知Wo=h-Ek=h作Ek, 代入数据可知e=8×1014Hz,故选项D正确，A、B、C错误。 7.一个质量为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. h 2mqU B.h 2mqU C高 D.h `√mq而 答案：C 解析：设粒子加速后的速度为y,根据动能定理可得qU=m2,所以v= 2qU 由德布 m 罗意波长公式可得λ=上= h p =m而选项C正确。 m 8.一个静止的原子核X经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，粒子的动能 为E0。设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的 质量亏损为( A号 BEo (a-4)c2 C (a-4)Eo D.aE c2 (a-4)c2 答案D 解析：衰变方程为X→H®+8：Y,衰变过程中系统动量守恒，得PHe-Py=0,动量和动 能关系式为p=√2mEk。设新核动能为Ek',由动量守恒得V2×4E= √2×(Q-4)Ek,则Ek'=4E0,衰变释放的总动能Ek=Eo+Ek-,由质能方程得质 a.4 a-41 量亏损Mm故选项A、B、C错误D正确。 9.下列说法正确的是() A.同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 B.在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动 C.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
答案:B 解析:一个电子吸收一个光子不能发生光电效应,换用同样频率为 ν 的强激光照射 阴极 K,发生了光电效应,即吸收的光子能量为 nhν(n=2,3,4,…),根据 eU=nhν-W0, 可知 U=𝑛ℎ𝜈 𝑒 − 𝑊0 𝑒 ,所以选项 B 正确。 6.用波长为 300 nm 的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为 1.28×10-19 J,已知普朗克常量为 6.63×10-34 J·s,真空中的光速为 3×108 m/s,能使锌产生光电效 应的单色光的最低频率为( ) A.1×1014 Hz B.8×1015 Hz C.2×1015 Hz D.8×1014 Hz 答案:D 解析:根据光电效应方程 Ek=hν-W0=h𝑐 𝜆 -W0,逸出功 W0=hνc,可知 W0=hν-Ek=h𝑐 𝜆 -Ek, 代入数据可知 νc=8×1014 Hz,故选项 D 正确,A、B、C 错误。 7.一个质量为 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.√ ℎ 2𝑚𝑞𝑈 B. ℎ 2𝑚𝑞𝑈 C. ℎ √2𝑚𝑞𝑈 D. ℎ √𝑚𝑞𝑈 答案:C 解析:设粒子加速后的速度为 v,根据动能定理可得 qU=1 2 mv2 ,所以 v=√ 2𝑞𝑈 𝑚 ,由德布 罗意波长公式可得 λ= ℎ 𝑝 = ℎ 𝑚√ 2𝑞𝑈 𝑚 = ℎ √2𝑚𝑞𝑈 ,选项 C 正确。 8.一个静止的原子核 𝑏 𝑎X 经 α 衰变放出一个 α 粒子并生成一个新核,α 粒子的动能 为 E0。设衰变时产生的能量全部变成 α 粒子和新核的动能,则在此衰变过程中的 质量亏损为( ) A. 𝐸0 𝑐 2 B. 𝐸0 (𝑎-4)𝑐 2 C. (𝑎-4)𝐸0 𝑐 2 D. 𝑎𝐸0 (𝑎-4)𝑐 2 答案:D 解析:衰变方程为 𝑏 𝑎X→2 4He+𝑏-2 𝑎-4Y,衰变过程中系统动量守恒,得 pHe-pY=0,动量和动 能关系式为 p=√2𝑚𝐸k。设新核动能为 Ek',由动量守恒得√2 × 4𝐸0 = √2 × (𝑎-4)𝐸k ',则 Ek'= 4 𝑎-4 E0,衰变释放的总动能 Ek 总=E0+Ek'=𝑎𝐸0 𝑎-4 ,由质能方程得质 量亏损 Δm= 𝑎𝐸0 (𝑎-4)𝑐 2 ,故选项 A、B、C 错误,D 正确。 9.下列说法正确的是( ) A.同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 B.在阳光照射下的教室里,眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动 C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小
D打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力 答案：AC 解析：同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，故选项A正确：布朗运 动是微小粒子表现出的无规则运动，肉眼不可见，故选项B错误：在任何自然过程 中，一个孤立系统的总熵不会减小，故选项C正确：打气筒给自行车打气时，要用力 才能将空气压缩，是因为气体分子碰撞器壁产生作用力，故选项D错误。 10.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是( A紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增强紫外线时，从锌板表 面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，释放出能量 C.有10个放射性元素的原子核，其中5个原子核发生衰变所需的时间就是该放 射性元素的半衰期 D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时 氢原子的电势能减小，电子的动能增大 答案BD 解析：发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能Ek=w-Wo,最大初动能与入射光 的频率有关，与强弱无关，选项A错误：根据爱因斯坦质能方程，质子和中子结合成 新原子核一定有质量亏损，释放出能量，选项B正确：半衰期是统计学规律，10个放 射性元素的原子核数量太少，选项C错误：氢原子的核外电子由较高能级跃迁到 较低能级时，多余的能量以光子的形式释放出来，同时核外电子靠近原子核，静电 力做正功，电势能减少，根据=m,电子绕核做圆周运动的半径变小，速度变大， 2 动能变大，选项D正确。 11.正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素：5O注入 人体50在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭，转化为一对 Y光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。下列选项正确的是 () A.}5O在人体内衰变的方程是}50→5N+9e B.正负电子湮灭的方程是e+.1°e2y C.在PET中，5O的主要用途是作为示踪原子 D.在PET中，5O的主要用途是参与人体的代谢过程 答案：ABC 解析：由质量数守恒和电荷数守恒知反应方程为5O→5N+,选项A正确；正 负电子湮灭生成两个光子，9+1°c一2Y,选项B正确；显像的原理是采集Y光子，注 入人体内的50衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭，转化为Y光子，因此50 主要用途是作为示踪原子，故选项C正确，D错误
D.打气筒给自行车打气时,要用力才能将空气压缩,说明空气分子之间存在着斥力 答案:AC 解析:同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,故选项 A 正确;布朗运 动是微小粒子表现出的无规则运动,肉眼不可见,故选项 B 错误;在任何自然过程 中,一个孤立系统的总熵不会减小,故选项 C 正确;打气筒给自行车打气时,要用力 才能将空气压缩,是因为气体分子碰撞器壁产生作用力,故选项 D 错误。 10.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是( ) A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增强紫外线时,从锌板表 面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量 C.有 10 个放射性元素的原子核,其中 5 个原子核发生衰变所需的时间就是该放 射性元素的半衰期 D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时 氢原子的电势能减小,电子的动能增大 答案:BD 解析:发生光电效应时,逸出光电子的最大初动能 Ek=hν-W0,最大初动能与入射光 的频率有关,与强弱无关,选项 A 错误;根据爱因斯坦质能方程,质子和中子结合成 新原子核一定有质量亏损,释放出能量,选项 B 正确;半衰期是统计学规律,10 个放 射性元素的原子核数量太少,选项 C 错误;氢原子的核外电子由较高能级跃迁到 较低能级时,多余的能量以光子的形式释放出来,同时核外电子靠近原子核,静电 力做正功,电势能减少,根据𝑘𝑄𝑞 𝑟 2 =m 𝑣 2 𝑟 ,电子绕核做圆周运动的半径变小,速度变大, 动能变大,选项 D 正确。 11.正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素 8 15O 注入 人体, 8 15O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭,转化为一对 γ 光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像。下列选项正确的是 ( ) A. 8 15O 在人体内衰变的方程是 8 15O→7 15N+1 0 e B.正负电子湮灭的方程是 1 0 e+-1 0 e→2γ C.在 PET 中, 8 15O 的主要用途是作为示踪原子 D.在 PET 中, 8 15O 的主要用途是参与人体的代谢过程 答案:ABC 解析:由质量数守恒和电荷数守恒知反应方程为 8 15O→ 7 15N+1 0 e,选项 A 正确;正 负电子湮灭生成两个光子, 1 0 e+-1 0 e→2γ,选项 B 正确;显像的原理是采集 γ 光子,注 入人体内的 8 15O 衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭,转化为 γ 光子,因此 8 15O 主要用途是作为示踪原子,故选项 C 正确,D 错误
12.图甲为氢原子能级图，大量处于=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射 出多种不同频率的光，用从=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光 电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则( EleV .-0 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6 免 光束、 窗口 A.若将滑片右移，电路中光电流增大 B.若将电源反接，电路中可能有光电流产生 C.若阴极K的逸出功为1.05eV,则逸出的光电子最大初动能为2.4×1019J D.大量处于=4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使 阴极K发生光电效应 答案BC 解析：若将滑片右移，加在光电管上的正向电压变大，光电流有可能增大，也有可能 不变（光电流饱和后不再增大），故选项A错误。若将电源反接，加在光电管上的电 压变成反向电压，若电压小于遏止电压，则电路中有光电流产生，故选项B正确。 从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子的能量hv=E4-E2=2.55eV,若阴极K 的逸出功为1.05eV,则逸出的光电子最大初动能Ek=hw-Wo=1.5eV=2.4×1019J,故 选项C正确。大量处于=4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子有6种， 但因无法确定阴极K的逸出功，所以无法确定有几种光子能使阴极K发生光电 效应，故选项D错误。 二、实验题（共2小题，共12分） 13.(6分)为了测试某种安全阀在外界压强为大气压强时所能承受的最大内部压 强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置，该装置是一个装有电加热器和温 度传感器的密闭容器。测试过程可分为如下操作步骤： a.记录密闭容器内空气的初始温度t; b.当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度2； c用电加热器加热容器内的空气；
12.图甲为氢原子能级图,大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射 出多种不同频率的光,用从 n=4 能级向 n=2 能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光 电管的阴极 K 时,电路中有光电流产生,则( ) 甲 乙 A.若将滑片右移,电路中光电流增大 B.若将电源反接,电路中可能有光电流产生 C.若阴极 K 的逸出功为 1.05 eV,则逸出的光电子最大初动能为 2.4×10-19 J D.大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有 4 种光子能使 阴极 K 发生光电效应 答案:BC 解析:若将滑片右移,加在光电管上的正向电压变大,光电流有可能增大,也有可能 不变(光电流饱和后不再增大),故选项 A 错误。若将电源反接,加在光电管上的电 压变成反向电压,若电压小于遏止电压,则电路中有光电流产生,故选项 B 正确。 从 n=4 能级向 n=2 能级跃迁时辐射的光子的能量 hν=E4-E2=2.55 eV,若阴极 K 的逸出功为 1.05 eV,则逸出的光电子最大初动能 Ek=hν-W0=1.5 eV=2.4×10-19 J,故 选项 C 正确。大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子有 6 种, 但因无法确定阴极 K 的逸出功,所以无法确定有几种光子能使阴极 K 发生光电 效应,故选项 D 错误。 二、实验题(共 2 小题,共 12 分) 13.(6 分)为了测试某种安全阀在外界压强为大气压强时所能承受的最大内部压 强,某同学自行设计制作了一个简易的测试装置,该装置是一个装有电加热器和温 度传感器的密闭容器。测试过程可分为如下操作步骤: a.记录密闭容器内空气的初始温度 t1; b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度 t2; c.用电加热器加热容器内的空气;