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阶段训练二
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题6分，共60分。
一、单项选择题
1.α粒子散射实验首次表明了(　　)
α粒子带正电
电子是原子的组成部分
原子是一个正、负电荷均匀分布的球
原子中带正电的部分体积很小
2.下列说法中，正确的是(　　)
物体吸收热量，内能一定增加
物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
热量不可能从低温物体传到高温物体
气体自由膨胀是可逆过程
3.关于光电效应，以下说法正确的是(　　)
光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强
能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功
用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应
4.下列实验现象中，哪一个实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难(　　)
光电效应 光的衍射
多普勒效应 光的干涉
5.一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是(　　)
W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×105 J
W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
6.用隔板将一容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的气体，B为真空(如图甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体将自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀。则关于气体的自由膨胀，下列说法中正确的是(　　)
在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同
在自由膨胀过程中，只要把握好隔板插入的时机，全部气体就能到达B部分
气体充满整个容器后，只要时间足够长，还能全部自动回到A部分
气体充满整个容器后，B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分
7.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是(　　)
H＋H→He＋n
N＋He→O＋H
He＋Al→P＋n
U＋n→Ba＋Ke＋3n
二、多项选择题
8.如图所示，用汽缸容积为的活塞式抽气机对容积为V0的容器抽气，设容器中原来气体的压强为p0，抽气过程中气体温度不变，则(　　)
连续抽3次就可以将容器中气体抽完
第一次抽气后容器内压强变为p0
第一次抽气后容器内压强变为p0
连续抽3次后容器内压强变为p0
9.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，c、d端才会有信号输出。已知地球表面太阳光中紫外线的波长主要在315～400 nm之间，而明火中的紫外线的波长主要在200～280 nm之间。在光电效应中，某种金属的截止频率所对应的波长叫金属的极限波长。下列说法正确的是(　　)
要实现有效报警，阴极所用材料的极限波长应大于280 nm且小于315 nm
明火照射到K极的时间要足够长，c、d端才有信号输出
仅有太阳光照射光电管时，c、d端输出的信号为零
火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，逸出的光电子的最大初动能越大
10.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是(　　)
赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子
贝可勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
三、非选择题
11.(8分)完成下列核反应方程，并指出核反应的类型。
(1)He＋________(1分)→He＋H，是________(1分)变。
(2)Na→Mg＋________(1分)，是________(1分)变。
(3)Na＋________(1分)→Na＋H，是________(1分)变。
(4)U＋n→Ba＋Kr＋3________(1分)，是________(1分)变。
12.(10分)如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程(气体与外界无热量交换)，其中B→C过程中内能减少900 J。求A→B→C过程中气体对外界做的总功。
13.(12分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝，式中p是运动着的物体的动量，h是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍，求：
(1)(6分)电子的动量的大小；
(2)(6分)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加速电压的大小(电子质量m＝9.1×10－31 kg，电子电量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，计算结果保留1位有效数字)。
14.(10分)一个小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次。将它注射到一个患者的血液中，经过15小时，从患者身上取出10 cm3的血样，测得每分钟衰变2次。已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积。
阶段训练二
1.D　[卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型：原子中心有一很小的核，集中着全部正电荷及几乎全部质量，电子绕核旋转，故D正确。]
2.B　[改变内能的方式有做功和热传递，物体吸收热量，物体的内能不一定增大，故A错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变，故B正确；热量在一定的条件下可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故C错误；根据热力学第二定律可知，气体自由膨胀是不可逆过程，故D错误。]
3.C　[由Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光频率为一次函数关系，A错误；光电流的强弱主要是取决于光电子的数目，B错误；发生光电效应的条件是入射光子的能量必须大于金属的逸出功，C正确；黄光频率小于绿光的频率，但是发生光电效应只需要黄光频率大于截止频率，就可以产生光电效应，所以改用频率为ν2的黄光照射该金属可能发生光电效应，D错误。]
4.A　[光的干涉、衍射以及多普勒效应说明光具有波动性，支持了光的波动说，光电效应现象说明光具有粒子性，使得光的波动说遇到了巨大困难。故A正确，B、C、D错误。]
5.B　[根据热力学第一定律的符号规则可知，W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，由ΔU＝W＋Q可求得Q＝－2.0×105 J，所以选项B正确。]
6.D　[气体分子在永不停息地做无规则运动，在自由膨胀过程中也不例外，选项A错误；在自由膨胀过程中，气体分子将充满所能达到的空间，即整个容器，选项B错误；根据热力学第二定律可知，气体自由膨胀是不可逆过程，选项C错误；气体充满整个容器后，气体分子朝各个方向运动的机会均等，所以B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分，选项D正确。]
7.A　[H＋H→He＋n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；N＋He→O＋H是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；He＋Al→P＋n是小居里夫妇用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷(磷30)，属于人工核反应，故C错误；U＋n→Ba＋Ke＋3n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误。]
8.CD　[设气体初始状态参量为p0和V0，第一次抽气过程，由玻意耳定律得p0V0＝p1，解得p1＝p0，故C正确，B错误；同理，第二次抽气过程有p1V0＝p2，第三次抽气过程有p2V0＝p3，解得p3＝p0，故A错误，D正确。]
9.AC　[只有入射光的频率大于金属的截止频率，即入射光的波长小于金属的极限波长时，才能发生光电效应，要实现有效报警，光电管阴极的极限波长应大于明火中的紫外线的波长，并小于太阳光中的紫外线的波长，A正确；c、d端有信号输出，与明火照射到K极的时间无关，与紫外线的频率有关，B错误；仅有太阳光照射光电管时，入射光的频率小于金属的截止频率，不会发生光电效应，c、d端输出的信号为零，C正确；火灾报警时，根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，照射光电管的紫外线的波长越短，其频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大，D错误。]
10.AC　[麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了质子，选项B错误；贝可勒尔从铀盐开始研究发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，选项C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。]
11.(1)H　聚　(2)e　β衰　(3)H　人工转　(4)n　裂
解析　根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类。
12.1 500 J
解析　A→B过程W1＝－p(VB－VA)
B→C过程，根据热力学第一定律W2＝ΔU
则气体对外界做的总功W＝－(W1＋W2)
代入数据得W＝1 500 J。
13.(1)1.5×10－23 kg·m/s
(2)U＝　8×102 V
解析　(1)由λ＝知电子的动量
p＝＝1.5×10－23 kg·m/s。
(2)电子在电场中加速，有eU＝mv2
又mv2＝
解得U＝＝≈8×102 V。
14.3 750 cm3
解析　设衰变前原子核的个数为N0，15 h后剩余的原子核个数为N，则有N＝N0
解得＝
设人血液的总体积为V，衰变的次数跟原子核的个数成正比，则有＝
联立解得V＝3 750 cm3。(共20张PPT)
阶段训练二
D
一、单项选择题
1.α粒子散射实验首次表明了(　　)
A.α粒子带正电
B.电子是原子的组成部分
C.原子是一个正、负电荷均匀分布的球
D.原子中带正电的部分体积很小
解析　卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型：原子中心有一很小的核，集中着全部正电荷及几乎全部质量，电子绕核旋转，故D正确。
B
2.下列说法中，正确的是(　　)
A.物体吸收热量，内能一定增加
B.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
C.热量不可能从低温物体传到高温物体
D.气体自由膨胀是可逆过程
解析　改变内能的方式有做功和热传递，物体吸收热量，物体的内能不一定增大，故A错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变，故B正确；热量在一定的条件下可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故C错误；根据热力学第二定律可知，气体自由膨胀是不可逆过程，故D错误。
C
3.关于光电效应，以下说法正确的是(　　)
A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强
C.能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功
D.用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应
解析　由Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光频率为一次函数关系，A错误；光电流的强弱主要是取决于光电子的数目，B错误；发生光电效应的条件是入射光子的能量必须大于金属的逸出功，C正确；黄光频率小于绿光的频率，但是发生光电效应只需要黄光频率大于截止频率，就可以产生光电效应，所以改用频率为ν2的黄光照射该金属可能发生光电效应，D错误。
A
4.下列实验现象中，哪一个实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难(　　)
A.光电效应 B.光的衍射
C.多普勒效应 D.光的干涉
解析　光的干涉、衍射以及多普勒效应说明光具有波动性，支持了光的波动说，光电效应现象说明光具有粒子性，使得光的波动说遇到了巨大困难。故A正确，B、C、D错误。
B
5.一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是(　　)
A.W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B.W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C.W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×105 J
D.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
解析　根据热力学第一定律的符号规则可知，W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，由ΔU＝W＋Q可求得Q＝－2.0×105 J，所以选项B正确。
D
6.用隔板将一容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的气体，B为真空(如图甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体将自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀。则关于气体的自由膨胀，下列说法中正确的是(　　)
A.在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动
方向相同
B.在自由膨胀过程中，只要把握好隔板插入
的时机，全部气体就能到达B部分
C.气体充满整个容器后，只要时间足够长，还能全部自动回到A部分
D.气体充满整个容器后，B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分
解析　气体分子在永不停息地做无规则运动，在自由膨胀过程中也不例外，选项A错误；在自由膨胀过程中，气体分子将充满所能达到的空间，即整个容器，选项B错误；根据热力学第二定律可知，气体自由膨胀是不可逆过程，选项C错误；气体充满整个容器后，气体分子朝各个方向运动的机会均等，所以B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分，选项D正确。
A
7.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是(　　)
CD
AC
9.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，c、d端才会有信号输出。已知地球表面太阳光中紫外线的波长主要在315～400 nm之间，而明火中的紫外线的波长主要在200～280 nm之间。在光电效应中，某种金属的截止频率所对应的波长叫金属的极限波长。下列说法正确的是(　　)
A.要实现有效报警，阴极所用材料的极限波长应
大于280 nm且小于315 nm
B.明火照射到K极的时间要足够长，c、d端才有
信号输出
C.仅有太阳光照射光电管时，c、d端输出的信号为零
D.火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，逸出的光电子的最大初动能越大
解析　只有入射光的频率大于金属的截止频率，即入射光的波长小于金属的极限波长时，才能发生光电效应，要实现有效报警，光电管阴极的极限波长应大于明火中的紫外线的波长，并小于太阳光中的紫外线的波长，A正确；c、d端有信号输出，与明火照射到K极的时间无关，与紫外线的频率有关，B错误；仅有太阳光照射光电管时，入射光的频率小于金属的截止频率，不会发生光电效应，c、d端输出的信号为零，C正确；火灾报警时，根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，照射光电管的紫外线的波长越短，其频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大，D错误。
AC
10.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是(　　)
A.赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B.查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子
C.贝可勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
解析　麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了质子，选项B错误；贝可勒尔从铀盐开始研究发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，选项C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。
三、非选择题
11.完成下列核反应方程，并指出核反应的类型。
(1)He＋________→He＋H，是________变。
解析　根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类。
12.如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程(气体与外界无热量交换)，其中B→C过程中内能减少900 J。求A→B→C过程中气体对外界做的总功。
答案　1 500 J
解析　A→B过程W1＝－p(VB－VA)
B→C过程，根据热力学第一定律W2＝ΔU
则气体对外界做的总功W＝－(W1＋W2)
代入数据得W＝1 500 J。
14.一个小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次。将它注射到一个患者的血液中，经过15小时，从患者身上取出10 cm3的血样，测得每分钟衰变2次。已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积。
答案　3 750 cm3

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