2022-2023學(xué)年新教材高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測新人教版選擇性必修第三冊

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！第四章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(2021·遼寧省大連市高二下學(xué)期月考)下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法不正確的是(D)A．圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一B．圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的C．圖丙：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．圖?。焊鶕?jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性解析：根據(jù)物理學(xué)史可知A、B、C正確；根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明電子具有波動性，故D錯誤。2．α粒子散射實驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因為(C)A．α粒子與電子根本無相互作用B．α粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計D．電子很小，α粒子碰撞不到電子解析：α粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有α粒子質(zhì)量的1/7300，碰撞時對α粒子的運動影響極小，幾乎不改變運動方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，故答案為C。3．(2020·福建省平和一中高二下學(xué)期月考)紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級圖如圖所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3，然后自發(fā)地躍遷到E2，釋放波長為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為(A)A．eq\f(λ1λ2,λ2－λ1) B．eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C．eq\f(λ1－λ2,λ1λ2) D．eq\f(λ2－λ1,λ1λ2)解析：由題意和玻爾原子理論可知，E3－E1＝heq\f(c,λ1)，E3－E2＝heq\f(c,λ2)，E2－E1＝heq\f(c,λ)，由以上三式可得λ＝eq\f(λ1λ2,λ2－λ1)，A正確。4．(2018·天津卷)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n＞2的能級躍遷到n＝2的能級時發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定(A)A．Hα對應(yīng)的前后能級之差最小B．同一介質(zhì)對Hα的折射率最大C．同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也一定能解析：根據(jù)E＝hν＝heq\f(c,λ)，波長越長，光子的頻率越低，由Em－En＝hν，知Hα對應(yīng)的兩能級之差最小，A對；光在同一介質(zhì)中傳播，頻率越高，折射率越大，故Hδ的折射率最大，Hα的折射率最小，B錯；根據(jù)n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)，則折射率越大，傳播速度越小，故在同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最小，C錯；光的頻率越高，越容易發(fā)生光電效應(yīng)，由于Hβ的頻率小于Hγ的頻率，Hγ能使某一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而Hβ則不一定能，D錯。5．(2021·河北卷)普朗克常量h＝6.626×10－34J·s，光速為c，電子質(zhì)量為me，則eq\f(h,mec)在國際單位制下的單位是(B)A．J/s B．mC．J·m D．m/s解析：根據(jù)eq\f(h,mec)可得它們的單位為：eq\f(J·s,kg·m/s)＝eq\f(N·m·s,kg·m/s)＝eq\f(kg·m/s2·m·s,kg·m/s)＝m，故選B。6．(2021·四川省攀枝花市高二下學(xué)期月考)金屬p、q的逸出功大小關(guān)系為Wp＞W(wǎng)q，用不同頻率的光照射兩金屬p、q，可得光電子最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系圖線分別為直線p、q，下列四圖中可能正確的是(C)解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程EKm＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0知，圖線的斜率表示普朗克常量。橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，逸出功W0＝hν0，WP＞W(wǎng)Q，因此兩條直線的斜率相同，直線p在橫軸上的截距應(yīng)該大于直線q在橫軸上的截距；A、B、D三個圖與結(jié)論不相符，C圖與結(jié)論相符，選項C正確。7．(2020·武漢市新洲一中6月線上月考)關(guān)于波粒二象性的有關(guān)知識，下列說法正確的是(ABD)A．速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動性更為明顯B．用E和p分別表示X射線每個光子的能量和動量，則E＝eq\f(hc,λ)，p＝eq\f(h,λ)C．由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D．康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外還有動量解析：根據(jù)德布羅意波波長公式λ＝eq\f(h,p)，速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的動量小，波長長，波動性明顯，故A正確；根據(jù)E＝hν且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射線每個光子的能量為E＝eq\f(hc,λ)每個光子的動量為p＝eq\f(h,λ)，故B正確；由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν是線性關(guān)系，但不成正比，故C錯誤；康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外還有動量，揭示了光的粒子性，故D正確。8．如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是(AC)A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線向上偏轉(zhuǎn)解析：實驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項C正確，選項B的說法錯誤；加上垂直紙面向里的磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力作用，要向下偏轉(zhuǎn)，因而選項D錯誤；當(dāng)不加電場和磁場時，電子所受的重力可以忽略不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A的說法正確。9．(2021·山東省太原市三校高二下學(xué)期月考)用如圖的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時，電流表G的讀數(shù)為0.2mA。移動變阻器的觸點c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表讀數(shù)為0。則(AC)A．光電管陰極的逸出功為1.8eVB．開關(guān)K斷開后，沒有電流流過電流表GC．光電子的最大初動能為0.7eVD．改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小解析：該裝置所加的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表示數(shù)為0，知道遏止電壓UC＝0.7V光電子的最大初動能為Ek＝eUc＝0.7eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，W0＝1.8eV，故A、C正確；開關(guān)K斷開后，用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過電流表，故B錯誤；改用能量為1.5eV的光子照射，由于光電子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無光電流，故D錯誤。10．氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于基態(tài)的氫原子受到光子能量為12.75eV的紫外線照射后而發(fā)光。從這一群氫原子所發(fā)出的光中取一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為相互分離的x束光，這x束光都照射到逸出功為4.8eV的金屬板上(如圖乙所示)，在金屬板上有y處有光電子射出，則有(BC)A．x＝3 B．x＝6C．y＝3 D．y＝6解析：處于基態(tài)的氫原子吸收能量為12.75eV紫外線光子后躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，這樣氫原子將輻射出6種能量的光子，其中有3種光子的能量大于該金屬板的逸出功(4.8eV)，所以x＝6，y＝3，故選項B、C正確。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(2小題，共12分。把答案直接填在橫線上)11．(6分)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射__6__種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是__2.55__eV;用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，__銫__金屬能發(fā)生光電效應(yīng)。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1解析：從n＝4的能級躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級，發(fā)出的光子能量hν＝E4－E2＝2.55eV，此值大于銫的逸出功，所以可使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)。12．(6分)(2021·浙江杭州高二檢測)如圖所示是使用光電管的原理圖，閉合開關(guān)，當(dāng)頻率為ν的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過。(1)當(dāng)滑動變阻器的滑動端P向__左__(填“左”或“右”)滑動時，通過電流表的電流將會增大。(2)當(dāng)電流表的示數(shù)剛減小到零時，電壓表的示數(shù)為U，則光電子的最大初動能為__eU__(已知電子電荷量為e)。(3)如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強度，則光電子的最大初動能將__不變__(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)當(dāng)滑動變阻器的滑動端P向左滑動時，反向電壓減小，單位時間內(nèi)到達(dá)陽極A的光電子數(shù)量變大，則通過電流表的電流變大。(2)當(dāng)電流表的示數(shù)剛減小到零時，電壓表的示數(shù)為U，根據(jù)動能定理得eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，則光電子的最大初動能為eU。(3)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hυ－W0，可知若入射光的頻率不變，則光電子的最大初動能不變。三、論述、計算題(本題共4小題，共48分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(12分)如圖所示表示黑體輻射強度隨波長的變化圖線。根據(jù)熱輻射理論，輻射強度的極大值所對應(yīng)的波長λm與熱力學(xué)溫度之間存在如下關(guān)系：λmT＝2.90×10－3m·K。求：(1)T＝15000K所對應(yīng)的波長；(2)用T＝15000K所對應(yīng)波長的光照射逸出功為W0＝4.54eV的金屬鎢，能否發(fā)生光電效應(yīng)？若能，逸出光電子的最大初動能是多少？答案：(1)1.93×10－7m(2)能1.90eV解析：(1)由公式λmT＝2.90×10－3m·K得λm＝eq\f(2.90×10－3,T)＝eq\f(2.90×10－3,15000)m≈1.93×10－7m。(2)波長λm＝1.93×10－7m的光子能量E＝hν＝eq\f(hc,λm)＝eq\f(6.626×10－34×3×108,1.93×10－7×1.6×10－19)eV≈6.44eV因E＞W(wǎng)0，故能發(fā)生光電效應(yīng)。由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，得Ek＝(6.44－4.54)eV＝1.90eV。14．(10分)電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗測得的。他測定了數(shù)千個帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍。這個最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實驗的原理如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板。A板帶正電，B板帶負(fù)電，從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中。小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡。已知小油滴靜止處的電場強度是1.92×105N/C，油滴半徑是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量。這個電荷量是電子電荷量的多少倍？(g取9.8m/s2)答案：8.02×10－195倍解析：小油滴質(zhì)量，m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3①由題意知，mg－Eq＝0②由①②兩式可得：q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4π×9.8×1.64×10－63,3×1.92×105)C≈8.02×10－19C小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為n＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5(倍)。15．(12分)(2021·山西大同靈丘縣高二下月考)如圖所示，用頻率不同的光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，以測量的遏止電壓Uc為縱軸，入射光頻率ν為橫軸建立平面直角坐標(biāo)系。已知電子電荷量e＝1.6×10－19C。請結(jié)合該圖像，求：(1)該金屬的截止頻率νc；(2)普朗克常量h。答案：(1)5.0×1014Hz(2)6.4×10－34J·s解析：(1)根