人教高中物理同步讲义练习选择性必修三第四章《原子结构和波粒二象性》综合练习（原卷版）

第四章《原子结构和波粒二象性》综合练习一．选择题（共12小题）1．（2023•泰州学业考试）对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（）A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍2．（2022秋•杨浦区校级期末）下列关于电磁波的说法错误的是（）A．自然界的一切物体都在不停地发射红外线 B．紫外线有助于人体合成维生素D C．医学上用X射线透视人体，检查体内病变等 D．由于红外线的波长比可见光长，所以不具有波粒二象性3．（2023•河南模拟）原子结构模型发展是指从1803年道尔顿提出的第一个原子结构模型开始，经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程。科学家发现光既能像波一样向前传播，有时又表现出粒子的特征。因此我们称光有“波粒二象性”。关于原子结构和光的波粒二象性，下列说法正确的是（）A．卢瑟福核式结构模型可以解释氢原子光谱 B．电子束动量越小，粒子性越显著 C．康普顿效应说明光具有粒子性 D．光电效应可以用经典物理学解释4．（2023秋•温州期中）阴极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，经过狭缝掠射到荧光屏上，显示出一条射线径迹，以下情况判断正确的是（）A．在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线将向上偏转 B．在阴极射线管中加一个方向向前的电场，射线将向上偏转 C．在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转 D．在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转5．（2023秋•宁波期中）一盏电灯的发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均频率为f＝5.0×1014Hz，在距电灯10m运处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子数约为（取普朗克常量为6.63×10﹣34J•s）（）A．2×1017个 B．2×1016个 C．2×1015个 D．2×1010个6．（2023•成都模拟）分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为3：1，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）A．hc4λ B．hc2λ C7．（2022秋•利通区校级期末）有关黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系，此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，据此以下判断不正确的是（）A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间 B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 C．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动8．（2022秋•利通区校级期末）如图所示，氢原子的能级图。用不同频率的光分别照射一群处于基态的氢原子，能够使基态氢原子发生电离的光子的能量值是（）A．10.2eV B．12.09eV C．13.06eV D．14eV9．（2023秋•奉贤区期中）目前科学家已经能够制备出能级较高的氢原子。已知氢原子第n能级的能量En=-13.6n2eV，金属钨的逸出功为4.54eV，如图是按能量大小排列的电磁波谱，其中可见光的能量区间为A．紫外线波段的光子均不能使基态氢原子电离 B．氢原子跃迁时可能会辐射可见光波段的光子 C．用红外线长时间照射金属钨能产生光电效应 D．用可见光照射处于n＝20能级的氢原子不能使其电离10．（2023•山西模拟）下列说法正确的是（）A．一个处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时最多能发出10种不同频率的光子 B．放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在都具有放射性 C．质子和中子间存在核力，质子和质子间存在相互排斥的电磁力不存在核力 D．核反应方程12H+11．（2023秋•湖北期中）食盐被灼烧时会发出黄光，主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁造成的。在钠原子光谱的四个线系中，只有主线系的下级是基态，在光谱学中，称主线系的第一组线（双线）为共振线，钠原子的共振线就是有名的黄双线（波长为589.0nm、589.6nm），已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，元电荷e＝1.6×10﹣19C，光速c＝3×108m/s。下列说法正确的是（）A．玻尔理论能解释钠原子的光谱现象 B．灼烧时钠原子处于高能级是因为从火中吸收了能量 C．黄双线能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应 D．太阳光谱中有题述两种波长的光，说明太阳中有钠元素12．（2023秋•肥西县期中）图1为氢原子能级图，图2为研究光电效应规律的电路图。用一群处于n＝3能级的氢原子向外辐射的光照射图2中的光电管，逸出的光电子的初动能最大值为5.2eV，用一群处于n＝4能级的氢原子向外辐射的光照射图2中的光电管，调节滑动变阻器，当电流表的示数恰好为零时，电压表的示数为（）A．5.42V B．5.86V C．6.89V D．10.20V二．多选题（共3小题）（多选）13．（2022秋•河源期末）紫外灯消毒是医院诊室和学校教室消毒的主要方式之一、某一型号的紫外消毒灯发出频率为11.5×1014Hz的紫外线，光强度可调，已知锌的截止频率为8.07×1014Hz。下列说法中正确的是（）A．紫外灯工作时，我们看到的紫蓝色辉光就是紫外线 B．当该型号紫外消毒灯发出微弱辉光时，无法使锌板发生光电效应 C．若增强紫外灯的强度，锌板逸出的光电子最大初动能仍保持不变 D．用该型号紫外消毒灯照射锌板，能使锌板带正电（多选）14．（2023秋•大连期末）下列四幅图涉及不同的近代物理知识，其中说法正确的是（）A．图甲：电子束穿过铝箔的衍射图样，证实电子具有波动性，质子、原子与分子同样具有波动性 B．图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射结果，提出原子核式结构模型，并发现了质子和中子 C．图丙：普朗克最早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律，他是量子力学的奠基人之一 D．图丁：玻尔提出电子轨道是连续变化的，氢原子能级是分立的，成功解释氢原子发光的规律（多选）15．（2023春•白山期末）1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A．少数α粒子发生了大角度的偏转，极少数α粒子偏转的角度大于90° B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞 C．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的 D．α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量三．实验题（共2小题）16．（2023春•焦作期末）某同学要探究“光电效应”的实验规律，根据实验需要设计了部分电路如图1所示。图中A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的截止频率为ν0，元电荷为e，普朗克常量为h。（1）请你将该同学的电路图连接完整。（2）实验时，将电路图中的滑动变阻器的滑片移到最左端，用频率为ν1（大于ν0）的光照射在阴极上，此时会看到电压表的示数（填“为零”或“不为零”），电流表的示数（填“为零”或“不为零”），将滑动变阻器的滑片逐渐向右移，会看到电流表的示数变化情况是逐渐变大后不变。（3）将电源反接，仍将滑动变阻器的滑片从左向右移，当电流表的示数刚好减为零时，理论上电压表的示数应为U＝(ν1-ν0)（用h（4）换用频率为ν2的单色光进行第二次实验，两次实验测得多组电压表示数和电流表示数，在同一坐标系中作I﹣U图像如图2所示，若ν1＞ν2，则第一次实验作出的图像应是（填“a”或“b”）图像。17．（2022春•武功县期中）如图1所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箱的实验装置示意图。（1）下列关于该实验的描述正确的是。A.α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成B.该实验揭示了原子具有核式结构C.实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转D.该实验证实了汤姆生原子模型的正确性（2）关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是。A.实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分B.实验表明原子中心的有个很小的核，集中了原子的全部正电荷C.实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量D.实验表明原子核是由质子和中子组成的（3）有关α粒子散射实验的图2中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是图2中的。四．计算题（共2小题）18．（2022秋•高邮市期末）氢原子的能级图如图1所示，大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁辐射出光子，用这些光子照射如图2电路中光电管的阴极金属K，得到光电流与电压的关系如图3所示，已知阴极金属的逸出功为W0，元电荷数值为e，普朗克常量为h，各能级能量分别为E1、E2、E3、E4……，求：（1）辐射光子的最大频率νm；（2）电压为U1时，光电子到达阳极A处的最大动能Ekm。19．（2023•房山区二模）我国正进行太阳帆推进器研究，宇宙飞船上携带面积很大反射率极高的太阳帆。太阳帆推进器利用太阳光作用在太阳帆的压力提供动力，加速航天器。已知真空中光速为c，光子的频率ν，普朗克常量h，太阳