2017-2018学年物理人教版选修3-5讲义章末检测17-18

章末检测(第十七、十八章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在()A．电子 B．中子C．质子 D．原子核答案D解析卢瑟福根据该实验现象提出了：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，D正确．2．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是()A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案B解析光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量P也相等，动能则不相等，D错误．3．下列说法正确的是()A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．波尔的原子理论成功地解释了所有原子光谱的实验规律D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长答案A解析爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，A正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，B错误；玻尔的原子理论只能成功地解释氢原子光谱的实验规律，C错误；依据德布罗意波长公式λ＝eq\f(h,p)，可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，D错误．4．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是()A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的答案D解析光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离的不连续的亮线”对应着不同频率的光，B、C错误；氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射出不同能量的光子，并且满足E＝hν.能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A错误，D正确．5．如图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是()图1A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4答案B解析原子A处于激发态E2，它只能辐射出1种频率的光子；原子B处于激发态E3，它可能由E3到E2，由E2到E1，或由E3到E1，辐射出3种频率的光子；原子由低能级跃迁到高能级时，只能吸收具有能级差的能量的光子，由以上分析可知，只有B正确．6．若用|E1|表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n能级的能量为En＝eq\f(E1,n2)，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是()A.eq\f(|E1|,4) B.eq\f(3,4)|E1|C.eq\f(7,8)|E1| D.eq\f(|E1|,16)答案B解析氢原子处于激发态的能量分别为eq\f(1,4)E1、eq\f(1,9)E1、eq\f(1,16)E1、eq\f(1,25)E1…，向基态跃迁时发出光子的能量分别为eq\f(3,4)|E1|、eq\f(8,9)|E1|、eq\f(15,16)|E1|、eq\f(24,25)|E1|…，故B正确．7．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是()A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生D．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关答案AD解析根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大；入射光的频率变高，饱和光电流不变，故A正确，B错误；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，若低于截止频率，则没有光电流产生，故C错误，D正确．8．(多选)关于原子结构的认识历程，下列说法正确的是()A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的答案BC解析汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项A错误；由卢瑟福对α粒子散射实验现象的分析所得出的结论说明选项B正确；根据原子光谱产生的机理进行探究，可知选项C正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子的光谱现象，但其理论是正确的，选项D错误．9．(多选)氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()A．核外电子受力变小B．原子的能量减少，电子的动能增加C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子答案BD解析氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r减小，由库仑定律知核外电子受力变大，A错；由keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)得Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)知电子的动能变大，由En＝－eq\f(13.6,n2)eV知n减小时原子能量减少，B对；电子由高能级向低能级跃迁时要放出一定频率的光子，C错、D对．10．(多选)研究光电效应规律的实验装置如图2所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K射出后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压Uc.下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是()图2答案ACD解析当入射光频率为ν时，光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，要使光电流为零，则eUc＝Ek，即eUc＝hν－W0，由此可知B错误；在发生光电效应时光电流强度与光强成正比，A正确；当光强和频率一定时，反向电压越大，到达阳极A的光电子数越少，光电流越小，C正确；光电效应的发生是瞬时的，因此在10－9s时间后达到恒定值，D正确．二、填空题(本题共3小题，共24分)11.(8分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图3所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．图3答案概率概率12．(8分)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为____________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前、后动量改变量的大小为____________．答案eq\f(hν,c)2eq\f(hν,c)解析因为光速c＝λν，则λ＝eq\f(c,ν)，所以光子的动量p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c)，由于动量是矢量，因此若以射向平面镜时光子的动量方向为正方向，即p1＝eq\f(hν,c)，反射后p2＝－eq\f(hν,c)，动量的变化量Δp＝p2－p1＝－eq\f(hν,c)－eq\f(hν,c)＝－2eq\f(hν,c)，则光子在反射前、后动量改变量的大小为2eq\f(hν,c).13．(8分)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则它们的________也相等．A．速度B．动能C．动量D．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图4所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发出的谱线有________条．图4答案(1)C(2)近6解析(1)根据德布罗意波长公式λ＝eq\f(h,p)，若电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则动量p也相等，故C正确，A、B、D错误．(2)量子数越大，轨道越远，电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离要近；处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发出谱线有Ceq\o\al(2,4)＝6条．三、计算题(本题共3小题，共36分)14．(12分)几种金属的逸出功W0见下表：金属钨钙钠钾铷W0/(10－19J)7.265.123.663.603.41由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－6m，普朗克常数h＝6.63×10－34答案钠、钾、铷能发生光电效应解析光子的能量E＝eq\f(hc,λ)，当λ＝4.0×10－7mE≈5.0×10－19J.根据E>W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．15．(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中最长波长是多少？答案(1)1.03×10－7m(2)3.28×1015(3)3种6.58×10－7解析(1)λ＝eq\f(hc,E3－E1)≈1.03×10－7m.(2)ν＝eq\f(0－E1,h)≈3.28×1015Hz.(3)3种，其中波长最长的是从n＝3到n＝2所放出光子，λ′＝eq\f(hc,E3－E2)＝eq\f(hc,E3－\f(E1,4))≈6.58×10－7m.16．(12分)将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，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n＝2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200nm的紫外线照射n＝2激发态的氢原子，求氢原子电离后电子的速度为多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19C，电子质量me＝9.1×10－31答案(1)8.21×1014Hz(2)9.95×105解析(1)n＝2时，E2＝－eq\f(13.6,22)eV＝－3.4eV.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n＝2激发态的