深圳市同樂學(xué)校高中物理選修三第四章《原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性》測試(培優(yōu)練)

1、一、選擇題1氫原子能級的示意圖如圖所示，大氫原子從 n=4 的級向 n=2 的能級躍遷時(shí)輻射出 可見光 a，從 n=3 的能級向 n=2 的能級躍遷時(shí)輻射出可見光 b，則（ ）Aa 光光子能量大于 b 光的光子能量B原子從 =4 的級向 n=3 的級躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C于能級 n=4 的子的動(dòng)能大于能級 n=2 的能真空中傳播時(shí)， 光波長較短2在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先后用兩束光射同一個(gè)光電管。若實(shí)驗(yàn) 中束的入射光的強(qiáng) 和頻率分別大于 b 實(shí)驗(yàn)中光束的入射光的強(qiáng)度和頻率a、 兩實(shí)驗(yàn)中所得光電流 I 與電 管兩端所加電壓 間關(guān)系曲線分別以 、 表示，則下列圖中正確的是（ ）ABC3大量處于n 4能級

2、的氫原子輻射出多條譜線，其中最長和最短波長分別為 和 。1 已知普朗克常量為 ，光速為 。 能級與 能級的能量差為（ ）ABC ( 4用不同頻率的光照射某種金屬時(shí)，出光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線如 圖所示，圖線的反向延長線與縱軸交點(diǎn)縱坐標(biāo)（，與橫軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)為 ，電 子的電荷量大小為 ，由獲取的信息，錯(cuò)誤的是（ ）4 k 4 k A該金屬的截止頻率為 b B金屬的逸出功為 aC朗克常量為射光的頻率為 2b 時(shí)遏止電壓為ae5分別用波長為 和的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1:2，以 h 表示普朗克常量c 表真中的光速，則此金屬板的逸出功為（ ）A1 2 B2

3、hc3 C hc4 5 c6氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成氫結(jié)構(gòu)的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E 54.4eV1（ ），氦離子能級的示意圖如圖所示。以下關(guān)于該基態(tài)的氦離子說法正確的是A該基態(tài)氦離子吸收某種光子發(fā)生躍遷當(dāng)能量為 E 3.4eV 時(shí)，氦離子最穩(wěn)定B量為 48.4eV 的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷C個(gè)該基態(tài)氦離子吸收能量為 的子后，向低能級遷能輻射 6 種率的光子 基態(tài)氦離子吸收一個(gè)光子，核外電子的動(dòng)能增大7某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最初動(dòng)能 E 與射光頻 之的關(guān)系如圖所示。 已知 h 為朗克常e 為子電荷量的絕對值，結(jié)合圖像所給信息，下列說法正確的是 （ ）A頻率大于

4、的入射光不可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B金屬的逸出功等于0C增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能會(huì)增加止電壓隨入射光的頻率增而減小8物理學(xué)史的學(xué)習(xí)是物理學(xué)習(xí)中很重的一部分，下列關(guān)于物理學(xué)史敘述中不正確的是 A湯姆孫通過研究陰極射線實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電子B瑟福通過對 粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C因斯坦發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，并提出了光量子理論成功解釋了光電效應(yīng)耳末根據(jù)氫原子光譜分析總結(jié)出了氫原子光譜可見光區(qū)波長公式9下列說法正確的是（ ）A布朗運(yùn)動(dòng)證明了花粉分子的無規(guī)則熱動(dòng)B電效應(yīng)徹底否定了光的波動(dòng)說，證明了光具有粒子性C 粒的散射驗(yàn)說明了原子核很小且質(zhì)量很大度升高物體內(nèi)分子的動(dòng)能定增大1

5、0為氫原子能級圖?，F(xiàn)一群處于 =4 激態(tài)的氫原子用這些氫原子輻射出的光照 射逸出功為 2.13eV 的金屬，已知子的電荷量為 C，（ ）A這群氫原子能夠發(fā)出 種同頻率的光B果發(fā)出的光子中有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中一種一定是由 n 能級躍遷 到 n 能級發(fā)出的C n=4 能級躍遷到 n 能級發(fā)的光的波長最短金屬逸出的所有光電子中初動(dòng)能的最大值為 18J11圖 為原子的能級圖，大量處于 =2 激發(fā)態(tài)的氫原子吸收一定頻率的光子后躍遷 到較高的能級，之后再向低能級躍遷時(shí)輻射出 種同頻率的光子。當(dāng)用這些輻射出的光 子去照射如圖 b 所示光電管陰極 時(shí)，光電管發(fā)生了光電效應(yīng)，改變電的正負(fù)極并調(diào)節(jié)

6、滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)遏止電壓最大值為 8V。（ ）A該光電管陰極 的出功為 7.06eV B收的光子能量為 2.86eV0 max0 max0 max0 max0 max0 maxC遷過程中輻射出的光子能量是連續(xù)的射出來的 種光子中只有 種能使該光電管發(fā)生光電效應(yīng)12圖所示為氫原子的能示意圖，一群氫原子處于 =4 的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷 的過程中向外輻射光子，用這些光照射逸出功為 1.90 的金屬銫，下列說法正確的是 （ ）A金屬銫表面所逸出的光電子的初動(dòng)能大值為 12.75eVB群氫原子發(fā)出的光子均能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)C群氫原子最多能發(fā)出 6 種同頻率的光，其中從 =4 能級躍遷到 n

7、=3 能 所出的 光波長最長屬銫表面所逸出的光電子初動(dòng)能最大值為 10.19eV13列說法正確的是（ ）A隨著溫度的升高，一方面各種波長的射強(qiáng)度都會(huì)增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值 向波長較長的方向移動(dòng)B動(dòng)的帶電微粒輻射或吸收的能量可以是任意數(shù)值C能相同的質(zhì)子和電子相比，質(zhì)子的波動(dòng)性更為明顯的波動(dòng)性不是光子之間相作用引起的，而是光子自身固有的性質(zhì)14圖所示，在研究光電應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路中，設(shè)光電管陰極 的出功為 W ，電源的電 動(dòng)勢 E內(nèi)阻可忽略，滑動(dòng)變阻器的金屬絲電阻均勻，總有效長度為 L。動(dòng)頭 P 置于金屬電阻絲的正中央 c 點(diǎn)閉合開關(guān)，用光子能量為 3.5eV 的束單色光照射光電管陰極 K，現(xiàn)靈

8、敏電流計(jì)示數(shù)不為零；將滑動(dòng)觸頭 P 從 c 點(diǎn)左移動(dòng)，電流計(jì)示數(shù)剛好減小到零。若將滑動(dòng)觸頭 從 c 點(diǎn)向右移動(dòng)L，光電子到達(dá)陽極 A 的大動(dòng)能為 ，（ ）AW ， =1.0eV B ， =2.0eV0 max0 max 0 max0 max C ， =1.0eV ， =2.0eV15有 1200 個(gè)原子被激發(fā)量子數(shù)為 4 的能級上，若這些受激發(fā)的氫原子最后都回 到基態(tài)上，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是（假定處在量子數(shù)為 n 的發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處于該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的n ）A2200 個(gè)B 個(gè)C 個(gè) 個(gè)二、填空題16陽能光電直接轉(zhuǎn)換的本原理：利用光電效應(yīng)，將太陽輻射直

9、接轉(zhuǎn)換成電能。如圖 所示是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓。那么：（）圖示中入射太陽光應(yīng)照射_（填A(yù)”或B）極上，電源的（填 “C或D）端須是正極；（）知元電量為 ，若電流表讀數(shù)為 I，則時(shí)間 t 內(nèi)光電管陰極發(fā)射出的光電子至 少_個(gè)原來不帶電的鋅板與驗(yàn)電器相連，用紫外線照射鋅板驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，如 圖所示。這時(shí)鋅板帶_，電器指針_（兩空都填正電或負(fù)電）18金屬的逸出功為 3.50eV，光子能量為 5.0eV 的一束光照到該金屬上，光電子的最 大初動(dòng)能為 。氫原子的能級如圖所示，現(xiàn)有一群處于 n=3 能的原子向低能級 躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共

10、種。19盧瑟福的 粒散射實(shí)驗(yàn)中，某一 粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線 所示。兩虛線和軌跡將平面分為五個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對 粒的作用，那么該原 子核可能在區(qū)域。（ 粒與原子核之間的作用力為排斥力）c c 20圖所示是使用光電管原理圖。當(dāng)頻率為 的可見光照射到陰極 K 上時(shí)，電流表中 有電流通過。如果將變阻器的滑動(dòng)端 P 由 向 B 滑動(dòng)，通過電流表的電流強(qiáng)度將_ （填增”、減小或不變）當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí)，電壓表的讀數(shù)為 ，則光電 子的最大初動(dòng)能_已知電子電量為 ）。如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的 強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能_（“增加、減或不”）21圖所示為光電效應(yīng)中

11、電流隨入射光的強(qiáng)度、入射光的頻率和外加電壓變化的圖 象，在橫軸上的截距表示加上反向電壓達(dá)到一定值時(shí)光電流為零，這個(gè)電壓稱為遏止電壓 U ，加上正向電壓，電壓達(dá)到一定值時(shí)，對某一頻率的光，在光的強(qiáng)度一定的情況下， 光電流也趨于一定，這個(gè)電流稱為飽和光電流，根據(jù)圖中提供的信息可以判斷出，在光電 效應(yīng)中，遏止電壓與_有，_無，飽和光電流與_和_ 有關(guān)，與無填入光的頻”“入光的強(qiáng)度或外電”22瑟福所做的 粒散實(shí)驗(yàn)的示意圖如圖所示，請回答問題。(1) 粒的主要成微粒_， 粒能穿過金箔的原因是_。(2)根盧瑟福預(yù)測的結(jié)果，能看到 粒子的_，理依據(jù)_。根據(jù)實(shí) 驗(yàn)的結(jié)果 粒所出現(xiàn)的點(diǎn)是_，實(shí)驗(yàn)說明_，盧瑟福因

12、為在原子結(jié)構(gòu)研究 領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，他的主要功績_。 0 km23姆孫的葡干蛋糕模型認(rèn)：原子是一個(gè)球體，其正電物質(zhì) _而電子_，整個(gè)原 子是中性的。24 粒散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)象_ 粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前 進(jìn)，但有_ 粒（約占八千分之一）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚， 也就是說它們幾乎被撞回”（絕大多數(shù)、多數(shù)、少數(shù)、大于、小于）25據(jù)玻爾理論，氫原子能級公式為 / nn 2( 為子數(shù)，E為基態(tài)能級且大小已，個(gè)氫原子從n 的激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)，發(fā)射一個(gè)光子的頻率是_已普克常量為h)26原子能級如圖所示，要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變?yōu)闅潆x子， 該氫原子需要吸

13、收的能量至少_，群處于 n 能的氫原子回到 的 態(tài)過程中，可能輻射_種同頻率的光子三、解答題國中微探測實(shí)驗(yàn)利用光電管把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。如圖所示 和 K 分是光 電管的陽極和陰極，加在 A、 之的電壓為 U。用發(fā)光功率為 P 的激光器發(fā)出頻率為 v 的光全部照射在 上回路中成電流。已知陰極 K 材的逸出功為 W ，朗克常量為 h，電子電荷量為 。(1)求電子到達(dá) A 時(shí)的最大動(dòng)能 ；(2)若入射 N 個(gè)光子會(huì)產(chǎn)生 個(gè)光電子，有的光電子都能到達(dá) ，回路的電流強(qiáng)度 。0 c c0 c c28個(gè)電子與一個(gè)基態(tài)氫子碰撞，剛好使這個(gè)氫原子電離。這個(gè)電子的動(dòng)能是多少？ 29的逸出功為 W =6.7210J用波長 =200nm 的光照射不帶電的鋁箔，發(fā)生光電效 應(yīng)，普朗克常量 =6.631034，子電量為 =1.61019。：(1)發(fā)光電效應(yīng)時(shí)，鋁箔的電性；(2)若鋁箔制作光電管，則它的遏止電壓 U （果保留位有效數(shù)字）。30圖所示是研究光電效的實(shí)驗(yàn)電路示意圖M、 為正對的半徑為 R 的屬圓形 板，板間距為 d。當(dāng)一細(xì)束頻率為 v 的光照 極圓心時(shí)，產(chǎn)生沿不同方向動(dòng)的光