新教材同步系列2024春高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性達標(biāo)檢測卷新人教版選擇性必修第三冊

第四章達標(biāo)檢測卷(考試時間：60分鐘滿分：100分)班級：________座號：________姓名：________分?jǐn)?shù)：________一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求．)1．關(guān)于對熱輻射的相識，下列說法中正確的是()A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸取電磁波B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強C．輻射強度按波長的分布狀況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無關(guān)D．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色【答案】B【解析】一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強，A錯誤，B正確；選項C是黑體輻射的特征，C錯誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，D錯誤．2．(2024年廣州模擬)如圖，放映電影時，強光照在膠片上，一方面，將膠片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通過聲道后的光照在光電管上，隨即產(chǎn)生光電流，喇叭發(fā)出與畫面同步的聲音．電影實現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)的下列哪一條規(guī)律()A．光電效應(yīng)的發(fā)生時間極短，光停止照耀，光電效應(yīng)立即停止B．入射光的頻率必需大于金屬的極限頻率，光電效應(yīng)才能發(fā)生C．光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨著入射光的頻率增大而增大D．當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度隨入射光的強度增大而增大【答案】A【解析】電影實現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)中的規(guī)律是：光電效應(yīng)的發(fā)生時間極短，光停止照耀，光電效應(yīng)立即停止，依據(jù)該原理實現(xiàn)聲音與影像同步，A正確．3．如圖所示為盧瑟福α粒子散射試驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可視察α粒子在各個角度的散射狀況．下列說法正確的是()A．在圖中的A、B兩位置分別進行視察，相同時間內(nèi)視察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B．在圖中的B位置進行視察，屏上視察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，視察到的試驗結(jié)果基本相像D．α粒子發(fā)生散射的主要緣由是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈【答案】C【解析】放在A位置時，相同時間內(nèi)視察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多，說明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯誤；放在B位置時，相同時間內(nèi)視察到屏上的閃光次數(shù)較少，說明較少射線發(fā)生偏折，可知原子內(nèi)部帶正電的體積小，故B錯誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，視察到的試驗結(jié)果基本相像，故C正確；α粒子發(fā)生散射的主要緣由是α粒子受到金原子庫侖力作用，且金原子質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯誤．4．(2024年深圳調(diào)研)有些金屬原子受激后，從某激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時，會發(fā)出特定顏色的光．圖甲所示為鈉原子和鋰原子分別從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)的能級差值，鈉原子發(fā)出頻率為5.09×1014Hz的黃光，可見光譜如圖乙所示．鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)發(fā)光顏色為()A．紅色 B．橙色C．綠色 D．青色【答案】A【解析】由波爾理論結(jié)合普朗克的量子假說，即E＝hν，依據(jù)圖甲可得ENa＝hνNa，ELi＝hνLi，代入數(shù)據(jù)可得νLi≈4.48×1014Hz，比照圖乙可知，鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)發(fā)光顏色為紅光，A正確．5．(2024年廣東模擬)如圖所示，N為鎢板，M為金屬網(wǎng)，它們分別與電池兩極相連，電池的電動勢E和極性已在圖中標(biāo)出，鎢的逸出功為4.5eV，現(xiàn)分別用氫原子躍遷發(fā)出的能量不同的光照耀鎢板，下列推斷正確的是()A．用n＝3能級躍遷到n＝2能級發(fā)出的光照耀，N板會發(fā)出電子B．用n＝2能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光照耀，N板會發(fā)出電子C．用n＝3能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光照耀，不會有電子到達金屬網(wǎng)MD．用n＝4能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光照耀，不會有電子到達金屬網(wǎng)M【答案】B【解析】用n＝3能級躍遷到n＝2能級發(fā)出的光照耀，發(fā)出的光子能量為1.89eV，鎢的逸出功為4.5eV，不能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；用n＝2能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光照耀，發(fā)出的光子能量為10.2eV，鎢的逸出功為4.5eV，能發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；用n＝3能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光照耀，發(fā)出的光子能量為12.09eV，鎢的逸出功為4.5eV，M、N板間的電壓為6V，所以從N發(fā)出電子最大初動能為7.59eV，依據(jù)動能定理得電子可以達到金屬網(wǎng)M，C錯誤；用n＝4能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光照耀，發(fā)出的光子能量為12.75eV，鎢的逸出功為4.5eV，M、N板間的電壓為6V，所以從N發(fā)出電子最大初動能為8.25eV，依據(jù)動能定理知電子可以達到金屬網(wǎng)M，D錯誤．6．如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級向n＝2能級躍遷時釋放的光子，則()A．6種光子中有3種屬于巴耳末系B．6種光子中波長最長的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的C．要使n＝4能級的氫原子電離至少須要0.85eV的能量D．若從n＝2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光子也確定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】公式中巴耳末系是指氫原子由高能級向n＝2能級躍遷時釋放的光子，6種光子中從n＝4→2與n＝3→2的屬于巴耳末系，即2種，故A錯誤；從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)時產(chǎn)生光子的能量最小，依據(jù)E＝heq\f(c,λ)知，波長最長，故B錯誤；處于n＝4能級的氫原子具有的能量為－0.85eV，故要使其發(fā)生電離能量變?yōu)?，至少須要0.85eV的能量，故C正確；從n＝2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能量為13.6eV－3.4eV＝10.2eV，若該光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光子能量3.4eV－1.51eV＝1.89eV＜10.2eV，不愿定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)，D錯誤．7．如圖所示，某種頻率的光照耀金屬鋇使一些電子從鋇表面放射出來．為了測量這些電子的最大初動能，在鋇表面上方放置一帶電金屬板，調(diào)整金屬板電勢，使全部電子均不能到達金屬板(金屬板電勢低于鋇表面的電勢)．若鋇表面相對于金屬板的最小電勢差為3.02V，已知金屬鋇的逸出功為2.50eV，普朗克常量為6.63×10－34J·s，可見光的波長范圍為400nm～700nm，則()A．電子的最大初動能為2.50eVB．照耀光的頻率約為1.33×1015HzC．全部電子返回鋇表面時的動能都為3.02eVD．可見光照耀金屬鋇確定不會發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】對逸出的電子，由動能定理可得eUc＝Ek，故電子的最大初動能為Ek＝3.02eV，故A錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可得照耀光的頻率為ν＝eq\f(Ek＋W0,h)≈1.33×1015Hz，故B正確；由于電子逸出時動能有大有小，故返回鋇表面的速度不愿定相同，動能也不愿定相同，最大動能為3.02eV，故C錯誤；鋇的極限頻率為ν0＝eq\f(W0,h)＝6.03×1014Hz，由題中數(shù)據(jù)，可見光頻率的最大值為νm＝eq\f(c,λ)≈7.5×1014Hz＞ν0，故有部分可見光可以使鋇發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤．8．用綠光照耀一個光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時最大初動能增大，可以()A．改用紅光照耀 B．改用紫光照耀C．改用藍光照耀 D．增加綠光照耀時間【答案】BC【解析】光電子的最大初動能與照耀時間或照耀強度無關(guān)，而與入射光子的能量有關(guān)，入射光子的能量越大，光電子從陰極逸出時最大初動能越大，所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍光照耀，以增大光電子從陰極逸出時的最大初動能．9．依據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，下列說法正確的是()A．電子旋轉(zhuǎn)半徑減小 B．氫原子能量增大C．氫原子電勢能增大 D．核外電子速率增大【答案】AD【解析】氫原子輻射出一個光子后，從高能級向低能級躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，依據(jù)keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，得軌道半徑減小，電子速率增大，動能增大，由于氫原子半徑減小的過程中電場力做正功，則氫原子電勢能減小，故A、D正確，B、C錯誤．10．(2024年日照期末)利用光電管探討光電效應(yīng)試驗，如圖所示．用可見光照耀陰極，電流表中有電流通過，則()A．流過電流表G的電流方向是由b流向aB．改用紫外線照耀，電流表中確定有電流通過C．改用紫外線照耀，電流表中的電流增大D．改用紫外線照耀，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能變大【答案】BD【解析】用可見光照耀陰極，陰極有電子逸出到達陽極形成電流，電流方向與電子定向移動的方向相反，則流過電流表G的電流方向是由a流向b，A錯誤；紫外線頻率高于可見光，依據(jù)光電效應(yīng)可知，紫外線頻率確定大于陰極的截止頻率，陰極確定有電子逸出到達陽極，則改用紫外線照耀，電流表中確定有電流通過，但光照強度未知，電流強度不愿定大于可見光照耀，B正確，C錯誤；依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，紫外線頻率高于可見光，則改用紫外線照耀，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能變大，D正確．二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(8分)如圖所示，一靜電計與鋅板相連，在A處用一弧光燈照耀鋅板，關(guān)燈后，指針保持確定偏角．(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將________(填“增大”“減小”或“不變”)．(2)使靜電計指針回到零，用黃光照耀鋅板，靜電計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強度更大的黃光照耀鋅板，可視察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角將________(填“增大”“減小”或“不變”)．【答案】(1)減小(2)增大【解析】(1)鋅板在紫外線照耀下，發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子飛出，鋅板帶正電，將一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，鋅板所帶正電量減小，則靜電計指針偏角將減小．(2)改用強度更大黃光照耀鋅板，從鋅板上發(fā)出的光電子數(shù)增多，鋅板所帶正電量增大，則靜電計指針偏角將增大．12．(10分)用圖甲所示的裝置探討光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為5eV的光照耀光電管時，測得電流計上的示數(shù)隨電壓變更的圖像如圖乙所示．(1)當(dāng)變阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑動時，通過電流表的電流將會減?。?2)光電子的最大初動能為________J，金屬的逸出功為__________J．(3)假如不變更入射光的頻率，而減小入射光的強度，則光電子的最大初動能______(填“增加”“減小”或“不變”)．【答案】(1)右(2)3.2×10－194.8×10－19(3)不變【解析】(1)由題圖可知光電管兩端所加的電壓為反向電壓，當(dāng)變阻器的滑動端P向右移動時，反向電壓增大，則通過電流表的電流減?。?2)由圖乙可知，當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓是－2V時，電流表示數(shù)為0，遏止電壓為－2V，則光電子的最大初動能為Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×10－19J，依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，則W0＝3eV＝4.8×10－19J．(3)依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，可知入射光的頻率不變，則光電子的最大初動能不變．13．(10分)納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會生產(chǎn)、生活的各個方面．將激光束的寬度聚光到納米級范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個重要緣由，利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的患者都可以避開失明的嚴(yán)峻后果．一臺功率為10W氬激光器，假定所發(fā)出的可見光的波長都是560nm，用它“點焊”視網(wǎng)膜，每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是2×10－4s．(1)求每次“點焊”須要的能量；(2)激光器消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，計算激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)．解：(1)依據(jù)E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×10－4J＝2×10－3J．(2)一個波長為λ的光子能量為E0＝eq\f(hc,λ)，設(shè)激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，則n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，聯(lián)立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018個．14．(12分)(2024年如皋期末)如圖所示，電路中開關(guān)閉合時，電壓表的示數(shù)為U，大量處于n＝3能級的一價氦離子向基態(tài)躍遷，輻射出的光子照耀到光電管陰極K．已知一價氦離子的能級公式En＝－eq\f(E1,n2)(E1＞0，量子數(shù)n＝1，2，3，…)，E1是基態(tài)氦離