2020-2021学年高二物理人教版选修3-5：18章末检测-Word版含解析.docx

章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每题5分，共50分)
1．有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是
(　　)
A．有肯定的大小，但没有肯定的质量
B．有肯定的质量，但没有肯定的大小
C．既有肯定的大小，又有肯定的质量
D．有的粒子还有肯定量的电荷
答案　CD
解析　依据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确．
2．(2022·保定高二检测)爱因斯坦由光电效应的试验规律，猜想光具有粒子性，从而提出光子说，从科学争辩的方法来说，这属于
(　　)
A．等效替代 B．把握变量
C．科学假说 D．数学归纳
答案　C
解析　为了解释光电效应的试验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功．从科学争辩的方法来说，这属于科学假说．C正确，A、B、D错误．
3．(2022·石河子高二检测)关于光的本性，下列说法中正确的是
(　　)
A．光电效应反映光的粒子性
B．光子的能量由光的强度所打算
C．光子的能量与光的频率成正比
D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子
答案　ACD
解析　光电效应反映了光的粒子性，A对；光子的能量由光的频率打算，B错误；光子的能量E＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光的频率成正比，C对；依据光子说的内容可知，D对．
4．关于原子结构的生疏历程，下列说法正确的有
(　　)
A．汤姆孙发觉电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射试验中少数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．对原子光谱的争辩开拓了深化探究原子结构的道路
D．玻尔原子理论无法解释较简单原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
答案　BC
解析　汤姆孙发觉了电子后，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粒子散射试验现象的分析所得出的结论说明选项B正确；依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简单原子的光谱现象，但其理论是正确的，选项D错误．
5．(2022·邢台高二检测)下列叙述中符合物理学史的有
(　　)
A．汤姆孙通过争辩阴极射线试验，发觉了电子和质子的存在
B．卢瑟福通过对α粒子散射试验现象的分析，证明白原子是可以再分的
C．巴耳末依据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说
答案　C
解析　汤姆孙通过争辩阴极射线发觉了电子，A错；卢瑟福通过对α粒子散射试验现象的分析，得出了原子的核式结构模型，B错；巴耳末依据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式，C正确；玻尔的原子模型是在核式结构模型的基础上提出的几条假设，并没有否定核式结构学说，D错误．
6．(2022·东莞高二检测)认真观看氢原子的光谱，发觉它只有几条不连续的亮线，其缘由是
(　　)
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，“分别的不连续的亮线”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．
7．(2022·盘锦高二检测)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．原子的能量削减，电子的动能增加
C．氢原子要吸取肯定频率的光子
D．氢原子要放出肯定频率的光子
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k＝m得Ek＝mv2＝知电子的动能变大，由En＝－ eV知n减小时原子能量削减，B对；电子由高能级向低能级跃迁时放出肯定频率的光子，C错、D对．
8．如图1为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子
(　　)

图1
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处消灭的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核肯定向外放出能量
答案　A
解析　依据ΔE＝hν，ν＝可知λ＝＝，从n＝4能级跃迁到n＝3能级的能级差比从n＝3能级跃迁到n＝2能级的能级差小，所以从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B错误；处于不同能级时，核外电子在各处消灭的概率并不相同，C错误；从高能级向低能级跃迁时，氢原子肯定向外放出能量，而不是氢原子核放出能量，D错误．所以选A.
9．(2022·衡水高二检测)如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是
(　　)

图2
A．这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短
B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高
C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eV
D．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV
答案　D
解析　从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波的频率最小，波长最长，A错；从n＝4跃迁到n＝1所发出的光的频率最高，发出有C＝6种频率的光子，B错；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即ΔE＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，由光电效应方程知Ek＝ΔE－W0＝10.85 eV，C错、D对．
10．争辩光电效应规律的试验装置如图3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.下列表示光电效应试验规律的图象中，正确的是
(　　)

图3

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；在发生光电效应时间电流强度与光强成正比，A正确；当光强和频率肯定时，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10－9 s时间后达到恒定值，D正确．
二、填空题(本题共3小题，共16分)
11．(4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试验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图4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4
答案　概率　概率
12．(6分)X射线管中阳极与阴极间所加电压为3×104 V，电子加速后撞击X射线管阴极产生X射线，则X射线的最短波长为________．(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子初速度为零)
答案　4.1×10－11 m
解析　X射线光子最大能量hν＝eU，即h＝eU，λ＝＝4.1×10－11 m.
13．(6分)(1)假如一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的(　　)也相等．
A．速度 B．动能 C．动量 D．总能量
(2)依据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图5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，由于跃迁所放射的谱线有________条．

图5
答案　(1)C　(2)近　6
解析　(1)依据德布罗意波长公式λ＝，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，由于跃迁所放射的谱线有C＝6条．
三、计算题(本题共3小题，共34分)
14．(10分)A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．
答案　2∶1　EA－2EB
解析　光子能量ε＝hν，动量p＝，且ν＝，
得p＝，则pA∶pB＝2∶1，
A照射时，光电子的最大初动能EA＝εA－W0，同理，EB ＝εB－W0，又εA∶εB＝2∶1，联立解得W0＝EA－2EB.
15．(12分)氢原子的能级图如图6所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少？

图6
答案　7.65 eV
解析　依据玻尔理论可知，氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子能量为
hν＝E4－E2①
据题意知，该金属的逸出功为W0＝hν②
氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，所辐射出的光子能量为hν′＝E2－E1③
据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek满足Ek＝hν′－W0④
①②③④联立可得：
Ek＝2E2－E1－E4
将E1＝－13.6 eV，E2＝－3.4 eV和E4＝－0.85 eV
代入上式，可得Ek＝7.65 eV.
16．(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，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)1.03×10－7 m　(2)3.28×1015 Hz　(3)3种　6.58×10－7 m
解析　(1)λ＝＝1.03×10－7 m.
(2)ν＝＝3.28×1015 Hz.
(3)3种，其中波长最长的是从n＝3到n＝2所放出光子，λ′＝＝＝6.58×10－7 m.