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第十三章 近代物理
质量检测卷
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项
符合要求，选对得4分，选错得0分。
1．（2022·上海·曹杨二中二模）可见光频率范围在3.9×1014 ~ 7.7×1014Hz之间，普朗克常
量h＝6.63×10-34J·s，则可见光光子能量的数量级为（ ）
A．10-16J B．10-19J C．10-20J D．10-48J
2．（2022·上海交大附中模拟）如图，当光照射到光电管的阴极K时电路中能否产生电流
取决于（ ）
A．照射光的频率 B．照射光的强度
C．照射光的波长 D．照射光照射的时间
3．（2022·安徽·滁州市第四中学三模）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐
射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 ×
1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102m B．3 × 102m C．6 × 102m D．9 × 102m
4．（2022·广东·华南师大附中三模）如图是工业生产中大部分光电控制设备（如夜亮昼熄
的路灯）用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。
则对该装备，下列说法正确的是（ ）
A．a端为电源负极
B．流过电磁铁的电流是交流电
C．电磁铁的原理是利用电流的磁效应
D．只要有光照射光电管，回路中就有电流
5．（2022·山东日照·三模）用单色光a、b、c分别照射同一光电管，研究产生的光电效应现象，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示，下列说法正确的是（
）
A．a、c单色光的颜色相同
B．a照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大
C．增大b光的光照强度，逸出光电子的最大初动能增大
D．若b光照射某金属发生光电效应，a光照射该金属也一定发生光电效应
6．（2022·山东临沂·三模）如图所示为氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线
和 ，都是氢原子中电子从量子数 的能级跃迁到 的能级时发出的
光，据此可以判定（ ）
A．同一介质中 光的传播速度最大
B． 对应的前后能级之差最小
C．用 照射某一金属能发生光电效应，则 也一定能
D．四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹
的中心距离， 光的最小
7．（2022·天津市教育招生考试院高三期中）对于下述四个核反应方程说法中正确的有（
）
① ② 能量
③ ④
A．①是链式反应方程 B．②是人工核转变反应方程
C．③是核裂变方程，其中 D．④是 衰变方程，其中Y是质子
8．（2022·湖北·武汉市第一中学高三开学考试）日本福岛核事故污染水排海事关全球海洋
生态环境安全，事关各国人民生命健康，国际社会普遍对日方此举表示强烈不满。核污染
水中含有大量核反应产生的放射性碘131，人吃了被碘131污染的海产品会患病。已知碘
131的衰变方程为 ，半衰期为8天。若一样品中某时刻131I与131Xe的原子数
量之比为4∶1，则通过16天后样品中131I与131Xe的质量之比（ ）
A．1∶2 B．1∶4 C．1∶8 D．1∶16
9．（2022·陕西师大附中高三开学考试）钴，银白色铁磁性金属，元素符号Co，早期的中国就已知并用于陶器釉料； 衰变的核反应方程为 ，其半衰期为 ，
、 、 的质量分别为 、 、 ，下列说法正确的是（ ）
A．经过 的时间，10个 核中有5个已经发生了衰变
B． 射线的穿透本领比 粒子弱
C．该核反应中释放的能量为
D． 粒子是 核外的电子电离形成的
10．（2022·四川成都·高三开学考试）2021年11月30日，上海市洋山海关透露，199.5 吨
被放射性污染的樟子松板材被退运出境。原因是在这批进口板材中检测出了人工核素铯
137（ ），且其活度浓度超过了国家规定的免管浓度值。已知人工核素铯137的半衰
期长达30年，衰变时会辐射γ射线。其衰变方程为 → +X。下列说法正确的是（
）
A．衰变方程中的X来自于铯（ ）内中子向质子的转化
B．通过高温暴晒，可使板材中的铯（ ）尽快衰变殆尽
C．该反应产生的新核 与铯（ ）的比结合能相等
D．衰变时放出的X离子的穿透性比γ射线强
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合
题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11．（2022·福建省福州第一中学模拟）1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实
了“光射到物体表面上时会产生压力”，我们将光对物体单位面积的压力叫压强或光压。
已知频率为 的光子的动量为 ，式中h为普朗克常量（h=6.63×10-34J·s），c为光速
（c=3×108m/s），某激光器发出的激光功率为P=1000W，该光束垂直射到某平整元件上，
其光束截面积为S=1.00mm2，该激光的波长 =500nm下列说法正确的有（ ）
A．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为
B．该激光定能使金属钨（截止频率为1.095×1015Hz）发生光电效应
C．该激光不能使处于第一激发态的氢原子（E=-3.4eV=-5.44×10-19J）电离
2D．该光束可能产生的最大光压约为6.67Pa
12．（2022·江西景德镇·二模）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的
激发态，原子在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子。若用这些光照射逸出功为2.49eV
的金属钠，则下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长
B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eV
D．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
三、填空题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2022·上海浦东新·模拟）如图，将一个光电管正确连接到电路中，电源的a端是
__________（选填“正”或“负”）极。若在光电管正常工作时，增大照射光强度，电路
中电流将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
14.（2022·上海青浦·二模）大恒星演化到末期发生超新星爆发时，剧烈的压缩使其组成物
质中的电子并入质子转化成中子，形成宇宙中最致密的物质：中子星。电子被压入质子，
完成使质子变成中子的核反应方程： _______；简述中子星致密（密度大）的主
要原因：________。在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较
短的 ，其衰变方程为 。X是___________。
四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题
16分，共45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。
18. 受中子轰击发生裂变，产生 和 ，同时释放 的能量。现要建设
的核电站，用铀235作为核燃料，假设核裂变释放的能量 被用来发电，则该核电站每天需要纯铀235的质量是多大？（阿伏伽德罗常量取 ）
16.（2022·江苏苏州·三模）如图所示，是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操
作。（i）用频率为v 的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表
1
示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U。 （ii）用频率为v 的光照射光电管，重复
1 2
（i）中的步骤，记下电压表的示数U。已知电子的电荷量为e。
2
（1）滑动头P向b滑动过程中电流表中的电流如何变化？
（2）请根据实验结果推导普朗克常量的计算式。
17.（2022·北京·101中学三模）（1）用波长为 的光照射金属表面所产生的光电子垂直进
入磁感强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动时，其最大半径为R，电子质量为m，电量
为e，光速为c，普朗克常量为h，求金属的逸出功W；
（2）一个光源以 的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离 处放置一
小钾箔，钾的逸出功 ，假设入射光的能量是连续地和平稳地垂直传给钾箔，光
的平均波长为 。
①根据爱因斯坦的光子说和质能方程，证明光子动量 （h是普朗克恒量）。
②假设钾箔完全吸收所有照射到它上面的能量。求：
a．钾箔在垂直入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力（用题目中的物理符号表示）。
b．按照经典电磁理论，钾箔只需吸收足够的能量就可以逐出电子，若一个要被逐出的电子
收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径 ，求：此光源照射条件
下，用此光源照射时电子将被逐出的时间。
c．根据你的计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理？谈谈你的看
法。
18.（2022·上海徐汇·三模）1945年7月16日，美国的第一颗原子弹在新墨西哥州的沙漠中
试爆成功。由于当时美国对原子弹武器的细节都是绝对保密的，因此试爆后测量的各种数
据都是不为人知的。到了1947年，美国军方只是公布了原子弹爆炸火球随时间变化的照片，
这些原子弹爆炸产生的蘑菇云照片在当时引起了人们极大的兴趣，出现在世界各地的报纸
和杂志上。
（1）该原子弹是以钚（ ）为核原料的，在中子的轰击下，一种典型的核裂变产物是氙（ ）和锆（ ），试写出此核反应方程；
（2）英国物理学家杰弗里·泰勒爵士通过对照片的分析，认为原子弹爆炸火球的实时半径
与时间 ，爆炸能量 以及空气密度 有关。请你写出 会影响 的理由，并指出当 增
大时， 将增大还是减小；
（3）接上问，如果认为 只与 ， ， 有关，可以得到： ，其中 、 、 、
是无单位的常数．试求出 、 、 的数值；
（4）接上问，我们假定常数 ，取空气密度 。观察图片可得，当
时，火球半径约等于 。已知1吨TNT当量 ，试估算该次核爆炸
的当量 。
