2016-2017学年高中物理 全一册粤教版选修3-5_26

1 章末质量评估(三) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分在每小题给出的四个选项 中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分，选错或不答的得 0 分) 1关于阴极射线的 性质，下列说法正确的是 ( ) A阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的 B阴极射线本质是 电子 C阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电 D阴极射线的荷质比比氢原子小 解析：阴极射线是原子受激发射出的电子流，故 A、C 错，B 对电子带电量与氢原子 相同，但质量比氢原子小很多，故其荷质比比氢原子大，D 错 答案：B 2下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A光电效应实验 B伦琴射线的发现 C 粒子散射实验 D氢原子光谱的发现 解析：光电效应实验说明了光的粒子性，伦琴射线的发现说明 X 射线是一种比光波波 长更短的电磁波，氢原子光谱的发现促进了氢原子模型的提出C 正确 答案：C 3卢瑟福的 粒子散射实验的结果显示了( ) A原子内存在电子 B原子的大小为 1010 m C原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上 D原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 解析：根据 粒子散射实验现象，绝大多数 粒子穿过 金箔后沿原来方向前进，少 数发生较大的偏转，极少数偏转角超过 90，可知 C 错，A 与题意不符；而实验结果不能 判定原子的大小为 1010 m，B 错，故选 D. 答案：D 4关于 粒子散射实验，下列说法不正确的是( ) A该实验在真空环境中进行 B带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动 C荧光屏上的闪光是散射的 粒子打在荧光屏上形成的 D荧光屏只有正对 粒子源发出的射线方向上才有闪光 解析：本题考查卢瑟福 粒子散射实验的装置与操作因少数发生很大 偏转甚至极 少数被弹回，故荧光屏没有正对 粒子源发出的射线方向上也可能有闪光 2 答案：D 5一个氢原子从 n3 能级跃迁到 n2 能级该氢原子( ) A放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少 C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量减少 解析：根据玻尔理论，氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较高能级向较低 能级跃迁时放出光子，能量减少，B 对，A、C、D 错 答案：B 6在氢原子能级图中，横线间的距离越大，代表氢原子能级差越大，下列能级图中， 能形象表示氢原子最低的四个能级是( ) 解析：由氢原子能级图可知，量子数 n 越大，能级越密，所以 C 对 答案：C 7关于 粒子散射实验，下列说法中正确的是( ) A绝大多数 粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转 B 粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少 C 粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大 D对 粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小 解析：由于原子核很小， 粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数 粒子基本 上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转从 粒子散射实验数据可以估计出 原子核的大小约为 1015 m由此可知 A 错误，D 正确 用极端法，设 粒子向金核射去，如图所示可知 粒子接近原子核时，克服电场 力做功，所以其动能减少，电势能增加；当 粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增 加，电势能减少，所以选项 B、C 都错 答案：D 3 8用紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光这些物质中的原 子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为 E1和 E2.下列关于原子这两次跃迁的说法中 正确的是( ) A先向高能级跃迁，再向低能级跃迁， 且| E1| E2| C两次均向高能级跃迁，且| E1| E2| D两次均向低能级跃迁，且| E1| E2|，B 正 确 答案：B 9根据玻尔理论，某原子从能量为 E 的轨道跃迁到能量为 E的轨道，辐射出波长为 的光以 h 表示普朗克常量， c 表示真空中的光速， E等于( ) A E h B E h c c C E h D E h c c 解析：释放的光子能量为 h h ，所以 E E h E h . c c 答案：C 10处于 n3 的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中，只有一种光子不能使某金 属 W 产生光电效应，则下列说法正确的是( ) A不能使金属 W 产生光电效应的是从 n3 激发态跃迁到基态发出的光子 B不能使金属 W 产生光电效应的是从 n2 激发态跃迁到基态发出的光子 C若光子从 n4 激发态跃迁到 n3 激发态，一定不能使金属 W 产生光电效应 D若光子从 n4 激发态跃迁到 n2 激发态，一定不能使金属 W 产生光电效应 解析：只有光子能量大于金属逸出功时才能发生光电效应，从 n3 能级向 n2 能级 跃迁时光子能量最小，A、B 错误；因 E42E32，故可能发生光电效应，D 错误； E43 2，则另一个波长可能是( ) A 1 2 B 1 2 C. D. 1 2 1 2 1 2 1 2 解析：设另一个波长可能是 3，当 1 2 3时，氢原子在三个相邻的能级之间发 生跃迁，辐射光子的能量关系为 ，可得 3 ，故 C 项是正确 hc 1 hc 2 hc 3 1 2 1 2 的当 3 1 2时，同理可得 ，解得 3 ，D 项也是正确的 hc 1 hc 3 hc 2 1 2 1 2 答案：CD 三、非选择题(本题共 4 小题 ，共 54 分解答时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答案中必须明确写出数值和单位) 15(12 分)在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多 少？频率各是多少？ 解析：利用巴耳末公式计算波长 R ， 1 (122 1n2) 当 n3、4 时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长 当 n3 时， 1.1010 7 m1 ， 1 1 (122 132) 解得 16.5410 7 m， 当 n4 时， 1.1010 7 m1 ， 1 2 (122 142) 解得 24.8510 7 m，由波速公式 c 得 1 Hz4.5910 14 Hz， c 1 3.01086.5410 7 2 Hz6.1910 14 Hz. c 2 3.01084.8510 7 答案： 16.5410 7 m， 24.8510 7 m; 14.5910 14 Hz， 26.1910 14 Hz 16(12 分)已知氢原子的能级公式 En eV(n 1，2，3，)，某 金属的极限 13.6n2 波长恰等于氢原子由 n4 能级跃迁到 n2 能级所发出的光的波长，现在用氢原子由 n2 能级跃迁到 n1 能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少 6 电子伏？ 解析：由题意可知： E113.6 eV， E23.4 eV， E40.85 eV， 金属的逸出功： W0 E4 E20.85 eV(3.4) eV2.55 eV， 氢原子由 n2 能级跃迁到 n1 的能级发出的光子能量 E E2 E13.4 eV(13.6) eV10.2 eV， 故用光子照射金属时光电子的最大初动能 Ekm E W010.2 eV2.55 eV7.65 eV. 答案：7.65 eV 17(14 分)已知电子质量为 9.11031 kg，带电荷量为1.6 1019 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为 0.531010 m，求电子绕核运动的线 速度大小、动能、周期和形成的等效电流 解析：由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库 仑引力来提供 根据 k ， mv2r e2r2 得 v e 1.610 19 krm m/s2.1910 6 m/s； 91090.5310 109.110 31 其动能 Ek mv2 9.11031 (2.19106)2J2.1810 18 J； 12 12 运动周期 T s1.5210 16 s； 2 rv 23.140.5310 102.19106 电子绕核运动形成的等效电流 I A1.0510 3 A. qt eT 1.610 191.5210 16 答案：2.1910 6 m/s 2.1810 18 J 1.5210 16 s 1.0510 3 A 18(16 分)将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使 其从基态或激发态脱离原子核 的束缚而成为自由电子 (1)若要使 n2 激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？ (2)若用波长为 200 nm 的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？ (电子电荷量 e1.610 19 C，普朗克常量 h6.6310 34 Js，电子质量 me9.110 31 kg) 7 解析：(1) n2 时， E2 eV3.4 eV 13.622 所谓电离，就 是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到 n的轨道， n时， E 0. 所以，要使处于 n2 激发态的原子电离，电离能量为 E E E23.4 eV， Hz8.2110 14 Hz. Eh 3