高中物理 第17章 波粒二象性 第18章 原子結(jié)構(gòu)章末檢測(cè) 新人教版選修3-5

1、第18章 原子結(jié)構(gòu)章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子內(nèi)部存在()A電子 B中子C質(zhì)子 D原子核答案D解析盧瑟福根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了：原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)，D正確2波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的是()A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的波動(dòng)性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等答案B解析光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，A錯(cuò)誤；熱中

2、子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性，B正確；普朗克借助于能量子假說(shuō)，解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，C錯(cuò)誤；根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式，若一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)相等，則動(dòng)量P也相等，動(dòng)能則不相等，D錯(cuò)誤3下列說(shuō)法正確的是()A愛(ài)因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程B康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動(dòng)量C波爾的原子理論成功地解釋了所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律D德布羅意指出微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就越長(zhǎng)答案A解析愛(ài)因斯坦提出了光子假說(shuō)，建立了光電效應(yīng)方程，A正確；康普頓效應(yīng)表明光子有能量，也有動(dòng)量，B錯(cuò)誤；玻爾的原子理論只能成功地

3、解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，C錯(cuò)誤；依據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式，可知，微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就越短，D錯(cuò)誤4仔細(xì)觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線(xiàn)，其原因是()A氫原子只有幾個(gè)能級(jí)B氫原子只能發(fā)出平行光C氫原子有時(shí)發(fā)光，有時(shí)不發(fā)光D氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對(duì)應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的答案D解析光譜中的亮線(xiàn)對(duì)應(yīng)不同頻率的光，“分離的不連續(xù)的亮線(xiàn)”對(duì)應(yīng)著不同頻率的光，B、C錯(cuò)誤；氫原子在不同的能級(jí)之間躍遷時(shí)，輻射出不同能量的光子，并且滿(mǎn)足Eh.能量不同，相應(yīng)光子頻率不同，體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線(xiàn)，A錯(cuò)誤，D正確5如圖1所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫

4、原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說(shuō)法正確的是()圖1A原子A可能輻射出3種頻率的光子B原子B可能輻射出3種頻率的光子C原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4D原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4答案B解析原子A處于激發(fā)態(tài)E2，它只能輻射出1種頻率的光子；原子B處于激發(fā)態(tài)E3，它可能由E3到E2，由E2到E1，或由E3到E1，輻射出3種頻率的光子；原子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，只能吸收具有能級(jí)差的能量的光子，由以上分析可知，只有B正確6若用|E1|表示氫原子處于基態(tài)時(shí)能量的絕對(duì)值，處于第n能級(jí)的能量為En，則在下列各能量值中，可能是氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)輻

5、射出來(lái)的能量的是()A. B.|E1|C.|E1| D.答案B解析氫原子處于激發(fā)態(tài)的能量分別為E1、E1、E1、E1，向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出光子的能量分別為|E1|、|E1|、|E1|、|E1|，故B正確7(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生下列說(shuō)法正確的是()A保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B入射光的頻率變高，飽和光電流變大C保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生D遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)答案AD解析根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大；入

6、射光的頻率變高，飽和光電流不變，故A正確，B錯(cuò)誤；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)，保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，若低于截止頻率，則沒(méi)有光電流產(chǎn)生，故C錯(cuò)誤，D正確8(多選)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程，下列說(shuō)法正確的是()A湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)B粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C對(duì)原子光譜的研究開(kāi)辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路D玻爾原子理論無(wú)法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象，說(shuō)明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯(cuò)誤的答案BC解析湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子后，認(rèn)為原子是一個(gè)帶正電的均勻球體，電子一個(gè)個(gè)鑲嵌在其中，選項(xiàng)A錯(cuò)

7、誤；由盧瑟福對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析所得出的結(jié)論說(shuō)明選項(xiàng)B正確；根據(jù)原子光譜產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行探究，可知選項(xiàng)C正確；玻爾理論雖然不能解釋較為復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象，但其理論是正確的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤9(多選)氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A核外電子受力變小B原子的能量減少，電子的動(dòng)能增加C氫原子要吸收一定頻率的光子D氫原子要放出一定頻率的光子答案BD解析氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，r減小，由庫(kù)侖定律知核外電子受力變大，A錯(cuò)；由km得Ekmv2知電子的動(dòng)能變大，由En eV知n減小時(shí)原子能量減少，B對(duì)；電子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)要

8、放出一定頻率的光子，C錯(cuò)、D對(duì)10(多選)研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，用頻率為的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K射出后將向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出當(dāng)電流計(jì)示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱(chēng)為遏止電壓Uc.下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，正確的是()圖2 答案ACD解析當(dāng)入射光頻率為時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EkhW0，要使光電流為零，則eUcEk，即eUchW0，由此可知B錯(cuò)誤；在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電流強(qiáng)度與光強(qiáng)成正比，A正確；當(dāng)光強(qiáng)和頻率一定時(shí)，反向電壓越大，到達(dá)陽(yáng)極A的光電子數(shù)越少，光電流越小，

9、C正確；光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬時(shí)的，因此在109 s時(shí)間后達(dá)到恒定值，D正確二、填空題(本題共3小題，共24分)11. (8分)1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與它對(duì)應(yīng).1927年，兩位美國(guó)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中得到了電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖案，如圖3所示圖中，“亮圓”表示電子落在其上的_大，“暗圓”表示電子落在其上的_小圖3答案概率概率12(8分)已知光速為c，普朗克常量為h，則頻率為的光子的動(dòng)量為_(kāi)用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前、后動(dòng)量改變量的大小為_(kāi)答案2解析因?yàn)楣馑賑，則，所以光子的動(dòng)量p，由于動(dòng)量是矢量，因此若以射向平面

10、鏡時(shí)光子的動(dòng)量方向?yàn)檎较?，即p1，反射后p2，動(dòng)量的變化量pp2p12，則光子在反射前、后動(dòng)量改變量的大小為2.13(8分)(1)如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的波長(zhǎng)相等，則它們的_也相等A速度 B動(dòng)能C動(dòng)量 D總能量(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He)的能級(jí)圖如圖4所示電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離_(選填“近”或“遠(yuǎn)”)當(dāng)大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)出的譜線(xiàn)有_條圖4答案(1)C(2)近6解析(1)根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式，若電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的波長(zhǎng)相等，則動(dòng)量p也相等，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤(2)量子數(shù)越大，軌道越遠(yuǎn)，電子處在n3軌道上比

11、處在n5軌道上離氦核的距離要近；處在n4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)出譜線(xiàn)有C6條三、計(jì)算題(本題共3小題，共36分)14(12分)幾種金屬的逸出功W0見(jiàn)下表：金屬鎢鈣鈉鉀銣W0/(1019 J)7.265.123.663.603.41由一束可見(jiàn)光照射上述金屬的表面，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)已知該可見(jiàn)光的波長(zhǎng)的范圍為4.01077.6106 m，普朗克常數(shù)h6.631034 Js.答案鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)解析光子的能量E，當(dāng)4.0107 m時(shí)，E5.01019 J.根據(jù)EW0判斷，鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)15(12分)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為E113.6 eV，當(dāng)處于n3的激發(fā)態(tài)

12、時(shí)，能量為E31.51 eV，則：(1)當(dāng)氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到n1的基態(tài)時(shí)，向外輻射的光子的波長(zhǎng)是多少？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(3)若有大量的氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過(guò)程中可能釋放出幾種頻率的光子？其中最長(zhǎng)波長(zhǎng)是多少？答案(1)1.03107 m(2)3.281015 Hz(3)3種6.58107 m解析(1)1.03107 m.(2)3.281015 Hz.(3)3種，其中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是從n3到n2所放出光子，6.58107 m.16(12分)將氫原子電離，就是從外部給電子以能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛而成為自由電子(1)若要使n2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子？(2)若用波長(zhǎng)為200 nm的紫外線(xiàn)照射n2激發(fā)態(tài)的氫原子，求氫原子電離后電子的速度為多大？(電子電荷量e1.61019 C，電子質(zhì)量me9.11031 kg)答案(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s解析(1)n2時(shí)，E2 eV3