广西壮族自治区钦州市第六中学2023-2024学年高三上学期1月考试物理试卷
一、单选题（本大题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个符合题目要求）
1．我国“北斗三号”使用的氢原子钟技术指标达到国际先进水平。它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波来计时的。图为氢原子能级图，在n能级的能量值为，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射六种不同频率的光子，则氢原子吸收的光子的能量为（ ）
A．1.89eV B．10.2eV C．12.09eV D．12.75eV
2．如图所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。下列说法正确的是（ ）
A．阴极K和阳极A之间的电压为零时，电路中的电流一定为零
B．仅将入射光的频率减小到某一数值时，电路中的电流为零
C．阴极K和阳极A之间的电压一直增大，电路中的电流也一直增大
D．若将图中电源正负极反向，电路中的电流一定为零
3．目前科学家所发现的短寿期同位素可以对太阳系几十亿年以来发生的事件进行精确定年，称为太阳系的“秒表”。天体化学家广泛使用的“秒表”有Al-Mg体系，而其中的放射性同位素铝26的半衰期为70万年，其衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．Y为电子 B．此衰变方程为α衰变
C．再经过70万年，现有的铝26衰变一半D再经过140万年，现有的铝26全部衰变
4．1906年，赖曼发现了氢原子的赖曼系谱线，其波长满足公式：为里德堡常量。氢原子从和的激发态跃迁到基态时，辐射光子的能量之比为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示为一种光电效应实验装置，其中A为内壁镀银的真空玻璃球，阴极金属球C被玻璃球A包围且比A小得多，连接C的导线与镀银层不相连，连接微安表的导线与镀银层相连。一定强度的入射光穿过小窗W照射到C上时发生光电效应，打到镀银层上的光电子全部被吸收，微安表有示数。下列说法正确的是（ ）
A．滑片P向右移动，微安表示数逐渐增大B滑片P向左移时，微安表示数保持不变
C．滑片P向左移时，微安表示数逐渐减小D．开关S断开，微安表示数为零
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
6．在垂直纸面向外的匀强磁场中，某静止的原子核发生了α或β衰变，衰变后α或β粒子和反冲核的轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是β衰变的轨迹，乙图是α衰变的轨迹
B．甲图是α衰变的轨迹，乙图是β衰变的轨迹
C．甲图中小圆是β粒子的轨迹D．乙图中大圆是α粒子的轨迹
7．如图所示，水面下有、两个位于同一竖直线上的单色点光源，两光源在水面上形成的圆形光亮区域的面积相等。下列说法正确的是（ ）
A．水对光的折射率较大B．在真空中，光光子的能量较大
C．在同一介质中通过同一单缝时光更容易发生衍射现象
D．从点光源正上方向下看，两个点光源的深度相等
8．光电效应用于癌细胞放射治疗取得新进展，某兴趣小组用如图甲所示电路研究光电效应中遏止电压与光的频率之间的关系，作出某金属的图像如图乙所示，已知电子电量，则（ ）
A．图甲中，电源的a端为正极B．该金属的逸出功约为
C．用频率为的光入射到该金属时，遏止电压约为
D．其它金属的图像与该金属的图像平行
第II卷（非选择题）
三、非选择题（本大题共5小题，共52分。）
9．如图甲所示，一验电器与锌板相连，在O处用的紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。现使验电器指针回到零，再用相同强度的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。
（1）甲图中锌板带 电，指针带 电（“正”、“负”、“无”）；若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 （填“有”或“无”）偏转。
（2）某同学设计了如图乙所示的电路，图中A和K为光电管的两极，K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为6.4eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的示数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的示数恰好为零，读出此时电压表的示数为2.1V，则光电管阴极材料的逸出功为 eV，该阴极材料的截止频率为 Hz。（普朗克常量，结果保留两位有效数字）
（3）如图丙中Uc为反向遏止电压，v为入射光频率，改变入射光频率（都大于该光电管的截止频率）测得如图丙直线。若用逸出功更小的光电管作阴极材料，在图丙中画出可能的图像 。
10．十九世纪末，汤姆孙发现了电子，揭开了人类认识原子结构的序幕，从而认识到：原子是可以分割的，从而开始了对原子结构的研究和探索。直至今日，人类对微观领域的粒子的研究和探索从未停止。
（1） （填一科学家人名）利用油滴实验测定了元电荷的数值。
（2）反应堆中的“燃料”铀是一种天然放射性元素。将铀燃料放入铅做成的容器中，射线从容器小孔射出。当不同射线经过磁场时会形成图2的轨迹。请你由图判断射线带什么电？
（3）电子的质量约为，北京正负电子对撞机是我国第一台高能加速器，可以将电子动能加速到。按照牛顿力学，这个电子的速度是 m/s（保留两位有效数字）；
（4）你认为第（3）问中算出的速度值是否合理？ （请填涂与答案对应的字母选项：A．合理；B．不合理）请说明你的理由 ；
（5）用如图所示的装置可以测定分子速率。在小炉O中，金属银熔化并蒸发。银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝S1和S2进入真空的圆筒C。圆筒C可绕过A点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。从图中可判断，落点越靠近 处（请填涂与答案对应的字母选项：A．b处；B．e处）的银原子速率越大；
（6）在第（5）问的条件中，现测出圆筒C的直径为1m，转动的角速度为150πrad/s，银原子落在玻璃板G上的位置到b点的弧长为s，s 约为圆筒周长的，可估算银原子速率约为 m/s。
11．钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和α粒子，而铀核激发态U立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097MeV的γ光子。已知Pu、U和α粒子的质量分别为，和（质量亏损1u相当于释放931.5MeV的能量）衰变放出的光子的动量可忽略。
（1）写出核反应方程；
（2）将衰变产生的铀核U和α粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求铀核U和α粒子圆周运动的半径之比；
（3）求该核反应释放的核能和α粒子的动能（结果保留两位有效数字）。
12．氢原子基态能量，电子绕核做圆周运动的半径。（已知氢原子能级能量关系，半径关系，，，普朗克常量）
（1）求氢原子处于激发态时，原子系统具有的能量（以为单位）；
（2）试写出电子在轨道上运动的动能的表达式（用k、e、等符号表达）；
（3）若要使处于轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的光子照射氢原子？
13．如图甲所示，验电器与锌板相连，在处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。使验电器指针回到零，再用黄光灯照射锌板，验电器指针无偏转。
（1）改用强度更大的黄光灯照射锌板，可观察到验电器指针 （选填“有”或“无”）偏转。
（2）为进一步研究光电效应的规律，某探究小组设计了如图乙所示的电路，用强蓝光、弱蓝光、强紫光、弱紫光分别照射同一个光电管做实验，得到四条光电流与电压的关系曲线，如图丙所示，其中有一条曲线在图中未画出，则未画出的曲线与横轴的交点位于 （选填“”或“”）处；图中曲线2对应的入射光为 （选填“强蓝光”“弱蓝光”“强紫光”或“弱紫光”）。
（3）若已知实验（2）中所用紫光的频率为，对应的遏止电压为，普朗克常量为，电子电荷量大小为，则乙图中光电管的逸出功为 （用，，，表示）
参考答案：
1．D2．B3．C4．B5．A6．AD7．BC8．BD
9． 正 正 无 4.3
10． 密立根 正 2.8×1010 B 按照牛顿力学得到的电子速度大于真空中的光速，接近光速时，牛顿力学不再适用 A 450
11．（1）；（2）；（3）；
12．（1）； （2）；（3）
13． 无 弱蓝光
