高二物理人教版選擇性高分突破考點(diǎn)專題第四章《原子結(jié)構(gòu)和波粒二像性》高分必刷鞏固達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷（培優(yōu)版）2

第四章《原子結(jié)構(gòu)和波粒二像性》高分必刷鞏固達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷（培優(yōu)版）一、單選題1．1900年德國物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出了一個(gè)大膽的假說，即能量子假說，關(guān)于能量子假說，下列說法不正確的是（）A．物質(zhì)發(fā)射（或吸收）能量時(shí)，能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的B．能量子假說中將每一份能量單位，稱為“能量子”C．能量子假說中的能量子的能量，ν為帶電微粒的振動(dòng)頻率，h為普朗克常量D．能量子假說認(rèn)為能量是連續(xù)的，是不可分割的2．2021年10月5日，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了分別來自美國、德國，意大利的三位科學(xué)家，其中意大利科學(xué)家喬治·帕里西因發(fā)現(xiàn)了“從原子到行星尺度的物理系統(tǒng)中無序和波動(dòng)的相互作用”而獲獎(jiǎng)。下列有關(guān)近代物理的說法正確的是（）A．光電效應(yīng)說明光具有波動(dòng)性B．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論C．光波是一種概率波。光的波動(dòng)性是由于光子之間的相互作用引起的，這是光子自身的固有性質(zhì)D．只有運(yùn)動(dòng)著的微觀粒子才有物質(zhì)波，對(duì)于宏觀物體，不論其是否運(yùn)動(dòng)，都沒有相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波3．圖甲為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，圖乙為研究光電流與電壓關(guān)系的電路．處于能級(jí)的大量氫原子自發(fā)躍遷，輻射出的光照射光電管的陰極K，通過實(shí)驗(yàn)只能得到圖丙所示的2條光電流隨電壓變化的圖線，則下列說法正確的是（

）

A．根據(jù)本實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)能計(jì)算出普朗克常數(shù)h的值B．變阻器的滑片移動(dòng)到最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0C．b光照射出的光電子最大初動(dòng)能大于a光照射出的光電子最大初動(dòng)能D．圖丙中的值為4．如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)的示意圖：放射源發(fā)出α射線打到金箔上，帶有熒光屏的放大鏡轉(zhuǎn)到不同位置進(jìn)行觀察，圖中①②③為其中的三個(gè)位置，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出的推理正確的是（）A．在位置②接收到的α粒子最多B．在位置①接收到α粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更大D．若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則①②③三個(gè)位置接收到α粒子的比例應(yīng)相差不多5．如圖所示，用波長為λ0的單色光照射某金屬，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為某值時(shí)，電流表的示數(shù)恰好減小為零；再用波長為的單色光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)增加到原來的2倍時(shí)，電流表的示數(shù)又恰好減小為零。已知普朗克常量為h，真空中光速為c、下列分析正確的是（）A．用波長為2λ0的單色光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)B．該金屬的逸出功為C．兩種光照射出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1：2D．若將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用波長為λ0的單色光照射，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)將一定增大6．玻爾原子模型認(rèn)為氫原子的軌道和能量都是量子化的，軌道半徑，能級(jí)，其中表示基態(tài)氫原子半徑，表示氫原子所在能級(jí)的量子數(shù)，…。在高真空與極低溫度的宇宙空間觀察到一種量子數(shù)的氫原子，處在很高的激發(fā)態(tài)，被稱為里德伯原子，它具有壽命長、半徑大、電偶極矩強(qiáng)等普通氫原子不具有的特點(diǎn)。關(guān)于里德伯原子，下列說法正確的是（）A．里德伯原子的能量比普通氫原子的小B．里德伯原子的電離能比普通氫原子的大C．已知普通氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)放出紫光，則里德伯原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)放出紫外線D．已知基態(tài)氫原子半徑為0.053nm，則里德伯原子半徑會(huì)達(dá)到微米級(jí)7．在圖甲所示的電路中，用兩種單色光①、②分別照射同一光電管時(shí)，光電流與光電管兩極電壓的關(guān)系如圖乙。單色光①和②相比（）A．①光光子的頻率較大B．①光光子的動(dòng)量較大C．①光照射時(shí)，單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)目較多D．①光照射時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能較大8．關(guān)于盧瑟福散射實(shí)驗(yàn)和原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說下列正確的是（）A．通過粒子散射實(shí)驗(yàn)肯定了湯姆孫提出的“棗糕模型”B．用粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算原子核的大小C．原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說結(jié)合經(jīng)典電磁理論，能解釋原子的穩(wěn)定性D．通過粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的9．如圖所示，銫133原子基態(tài)有兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)，從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1發(fā)出光子的頻率約為9.2×109Hz，時(shí)間單位“秒”是根據(jù)該輻射光子的頻率定義的。可見光波長范圍為400nm～700nm。則（）A．秒是國際單位制中的導(dǎo)出單位B．該躍遷輻射出的是γ射線C．銫133從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)輻射光子的頻率大于9.2×109HzD．用頻率為9.2×109Hz的光照射鋅板，能發(fā)生光電效應(yīng)10．氦氖激光器所發(fā)紅光沿x軸正向傳播，它的波長為。已知它的光子x坐標(biāo)的不確定量為400km。則利用不確定關(guān)系式可以求得譜線寬度為（）A． B．C． D．二、多選題11．關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是()A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體12．這次波及全球的新冠病毒的尺寸約為100nm，由于最短可見光波長約為400nm，所以我們無法用可見光捕捉病毒的照片?？茖W(xué)家用電子顯微鏡，即加速電場(chǎng)中的電子，使其表現(xiàn)為波長遠(yuǎn)小于可見光的波。終于捕捉到了它的圖像，正所謂越艷麗越有毒。已知電子的質(zhì)量為9×1031kg，電子的電荷量為1.6×1019C，普朗克常量為6.6×1034J?s，不考慮相對(duì)應(yīng)效應(yīng)，則下列說法正確的是（）A．電子顯微鏡的分辨率非常高，是由于電子的德布羅意波長非常短B．電子顯微鏡與加速電壓有關(guān)，加速電壓越高，則分辨率越低C．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子代替電子，也能拍攝到新冠病毒的3D圖像D．德布羅意長為0.2nm電子，可由靜止電子通過約37.8V的電壓加速得到13．如圖所示為氫原子的發(fā)射光譜和氫原子能級(jí)圖，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四條光譜線及其波長，分別對(duì)應(yīng)能級(jí)圖中從量子數(shù)為、4、5、6的能級(jí)向量子數(shù)為的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線。已知可見光波長在400nm~700nm之間，下列說法正確的是（）A．該譜線由氫原子的原子核能級(jí)躍遷產(chǎn)生B．Hδ譜線對(duì)應(yīng)的光是可見光中的紫光C．四條光譜線中．Hδ譜線對(duì)應(yīng)的光子能量最大D．Hγ譜線對(duì)應(yīng)的光，照射逸出功為2.25eV的金屬，可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)14．關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是（??）A．普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子B．德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，而且粒子的能量ε和動(dòng)量p跟它對(duì)所應(yīng)的波的頻率和波長λ之間，遵從關(guān)系和C．盧瑟福認(rèn)為，原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中D．按照愛因斯坦的理論，在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能EkE．玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律15．如圖所示是利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理圖，用一定強(qiáng)度的某頻率的可見光照射光電管的陰極K，電流表中有電流通過，則（）A．若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于b端，電流表中一定有電流通過B．若改用紫外線照射陰極K，電流表中一定有電流通過C．若將電源反接，光電管中可能有電流通過D．若減小可見光的光照強(qiáng)度，電流表中一定無電流通過16．如圖所示，圖甲用于研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)直接躍遷到時(shí)發(fā)出的光照射圖實(shí)驗(yàn)裝置的陰極時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不為零，慢慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸點(diǎn)c，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)等于時(shí)，電流表讀數(shù)恰好為零，電子的電荷量為e，下列說法正確的是（）A．該材料的逸出功為B．滑動(dòng)變阻器觸點(diǎn)c向b側(cè)緩慢移動(dòng)，電流表讀數(shù)逐漸減小為零C．其他條件不變，一群氫原子處于能級(jí)躍遷發(fā)出的光，總共有5種光可以發(fā)生光電效應(yīng)D．用不同頻率的光子照射該實(shí)驗(yàn)裝置，記錄電流表恰好讀數(shù)為零的電壓表讀數(shù)，根據(jù)以上頻率和電壓可以精確測(cè)量普朗克常數(shù)三、實(shí)驗(yàn)題17．（1）如圖所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，觀察到的現(xiàn)象描述正確的是__________A．在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B．在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)比在A位置時(shí)稍多些C．在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光D．在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少（2）在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)_______A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電（3）某種頻率的光射到金屬表面上時(shí)，金屬表面有電子逸出，如光的頻率不變而強(qiáng)度減弱，那么下述結(jié)論中正確的是________A．光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值時(shí)，就沒有電子逸出B．逸出的電子數(shù)減少C．逸出的電子數(shù)和最大初動(dòng)能都減小D．逸出的電子最大初動(dòng)能不變．18．如圖所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，某同學(xué)進(jìn)行了如下操作：（1）用頻率為的光照射光電管，此時(shí)電流表中有電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，將觸頭P向_______端滑動(dòng)（選填“a”或“b”），使微安表示數(shù)恰好變?yōu)榱悖浵码妷罕硎緮?shù)。（2）用頻率為的光照射光電管，重復(fù)①中的步驟，記下電壓表示數(shù)，已知電子的電量為e，由上述實(shí)驗(yàn)可知普朗克常量________（用上述已知量和測(cè)量量表示）。（3）有關(guān)本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．流過表的電流是電源提供的B．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多C．測(cè)定頻率的光照的飽和電流值，觸頭P應(yīng)向a端滑動(dòng)D．若，則光照出的光電子的最大初動(dòng)能大四、解答題19．如圖所示，一光電管的陰極用極限頻率為的鈉制成。用波長為的紫外線照射陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢(shì)差為U，光電流的飽和值為I，普朗克常量為h，真空中光速為c，電子的電荷量為e。（1）求光電子逸出時(shí)的最大初動(dòng)能和到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能；（2）反向遏止電壓；（3）若每入射N個(gè)光子會(huì)產(chǎn)生1個(gè)光電子，求紫外線照射陰極時(shí)產(chǎn)生飽和光電流I需要的照射功率P。

20．研究表明，用具有一定能量的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，當(dāng)電子能量大于等于氫原子的能級(jí)差時(shí)，氫原子就會(huì)發(fā)生躍遷，剩余能量仍保留為電子的動(dòng)能。用一束能量為12.79eV的電子束轟擊一群處于基態(tài)的氫原子，被激發(fā)后的氫原子不穩(wěn)定，向低能級(jí)躍遷，輻射出的光子照射到用鎢做成K極的光電管上，已知金屬鎢的逸出功是4.54eV，電子的電荷量為，普朗克常量為。求：（光速）（1）處于激發(fā)態(tài)的氫原子最多能輻射出幾種光子？其中最短波長為多少？（2）這些光子中有幾種能使鎢發(fā)生光電效應(yīng)？光電子的最大初動(dòng)能能達(dá)到多少eV？21．守恒是物理學(xué)的重要思想。請(qǐng)嘗試用守恒思想分析下列問題：（1）康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長相同的成分外，還有波長大于的成分。用X光子與靜止電子的碰撞模型可以解釋這一現(xiàn)象。請(qǐng)?jiān)趫D中通過作圖表示出散射后X光子的動(dòng)量，并簡述作圖的依據(jù)。（2）波是傳遞能量的一種方式，傳播過程能量守恒。簡諧波在傳播過程中的平均能量密度表示單位體積內(nèi)具有的能量：，其中A為簡諧波的振幅，為簡諧波的圓頻率（波傳播過程中不變），為介質(zhì)的密度。能流密度表示波在單位時(shí)間內(nèi)流過垂直單位面積的平均能量。若簡諧波沿直線傳播的速度為va．證明波的能流密度；b．球面簡諧波是從波源處向空間各個(gè)方向傳播的簡諧波，在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)振幅會(huì)發(fā)生變化。忽略傳播過程中的能量損失，求波在距波源和處的振幅之比。22．從宏觀現(xiàn)象中總結(jié)出來的經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律不一定都能適用于微觀體系．但是在某些問題中利用經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律也能得到與實(shí)際比較相符合的結(jié)論．根據(jù)玻爾的氫原子模型，電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)，原子中的電子在庫侖力作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，靜電力常量為k．氫原子處于基態(tài)（n=1）時(shí)電子的軌道半徑為r1，電勢(shì)能為（取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零)．第n個(gè)能級(jí)的軌道半徑為rn，已知rn=n2