高中物理人教版5第十八章原子結(jié)構(gòu) 第十八章章末檢測(cè)

章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每題5分，共50分)1．有關(guān)經(jīng)典物理學(xué)中的粒子，下列說(shuō)法正確的是()A．有一定的大小，但沒(méi)有一定的質(zhì)量B．有一定的質(zhì)量，但沒(méi)有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的質(zhì)量D．有的粒子還有一定量的電荷答案CD解析根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)關(guān)于粒子的理論定義得C、D正確．2．(2023·保定高二檢測(cè))愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子說(shuō)，從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō)，這屬于()A．等效替代B．控制變量C．科學(xué)假說(shuō)D．?dāng)?shù)學(xué)歸納答案C解析為了解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有現(xiàn)成的理論，愛(ài)因斯坦就提出了“光子說(shuō)”來(lái)解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，并取得成功．從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō)，這屬于科學(xué)假說(shuō)．C正確，A、B、D錯(cuò)誤．3．(2023·石河子高二檢測(cè))關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法中正確的是()A．光電效應(yīng)反映光的粒子性B．光子的能量由光的強(qiáng)度所決定C．光子的能量與光的頻率成正比D．光在空間傳播時(shí)，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份光叫做一個(gè)光子答案ACD解析光電效應(yīng)反映了光的粒子性，A對(duì)；光子的能量由光的頻率決定，B錯(cuò)誤；光子的能量E＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量與光的頻率成正比，C對(duì)；根據(jù)光子說(shuō)的內(nèi)容可知，D對(duì)．4．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程，下列說(shuō)法正確的有()A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C．對(duì)原子光譜的研究開辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路D．玻爾原子理論無(wú)法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象，說(shuō)明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯(cuò)誤的答案BC解析湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子后，認(rèn)為原子是一個(gè)帶正電的均勻球體，電子一個(gè)個(gè)鑲嵌在其中，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由盧瑟福對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析所得出的結(jié)論說(shuō)明選項(xiàng)B正確；根據(jù)原子光譜產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行探究，可知選項(xiàng)C正確；玻爾理論雖然不能解釋較為復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象，但其理論是正確的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．(2023·邢臺(tái)高二檢測(cè))下列敘述中符合物理學(xué)史的有()A．湯姆孫通過(guò)研究陰極射線實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電子和質(zhì)子的存在B．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，證實(shí)了原子是可以再分的C．巴耳末根據(jù)氫原子光譜分析，總結(jié)出了氫原子光譜可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng)公式D．玻爾提出的原子模型，徹底否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)答案C解析湯姆孫通過(guò)研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，A錯(cuò)；盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B錯(cuò)；巴耳末根據(jù)氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線得出巴耳末公式，C正確；玻爾的原子模型是在核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上提出的幾條假設(shè)，并沒(méi)有否定核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，D錯(cuò)誤．6．(2023·東莞高二檢測(cè))仔細(xì)觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條不連續(xù)的亮線，其原因是()A．氫原子只有幾個(gè)能級(jí)B．氫原子只能發(fā)出平行光C．氫原子有時(shí)發(fā)光，有時(shí)不發(fā)光D．氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對(duì)應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的答案D解析光譜中的亮線對(duì)應(yīng)不同頻率的光，“分離的不連續(xù)的亮線”對(duì)應(yīng)著不同頻率的光，B、C錯(cuò)誤；氫原子在不同的能級(jí)之間躍遷時(shí)，輻射出不同能量的光子，并且滿足E＝hν.能量不同，相應(yīng)光子頻率不同，體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線，A錯(cuò)誤、D正確．7．(2023·盤錦高二檢測(cè))氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．核外電子受力變小B．原子的能量減少，電子的動(dòng)能增加C．氫原子要吸收一定頻率的光子D．氫原子要放出一定頻率的光子答案BD解析氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，r減小，由庫(kù)侖定律知核外電子受力變大，A錯(cuò)；由keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)得Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)知電子的動(dòng)能變大，由En＝－eq\f,n2)eV知n減小時(shí)原子能量減少，B對(duì)；電子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出一定頻率的光子，C錯(cuò)、D對(duì)．8．如圖1為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則氫原子()圖1A．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)B．從n＝5能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)比從n＝5能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)輻射出電磁波的速度大C．處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D．從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子核一定向外放出能量答案A解析根據(jù)ΔE＝hν，ν＝eq\f(c,λ)可知λ＝eq\f(c,ν)＝eq\f(hc,ΔE)，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)的能級(jí)差比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)的能級(jí)差小，所以從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確；電磁波的速度是光速，與電磁波的波長(zhǎng)、頻率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率并不相同，C錯(cuò)誤；從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子一定向外放出能量，而不是氫原子核放出能量，D錯(cuò)誤．所以選A.圖29．(2023·衡水高二檢測(cè))如圖2所示為氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為eV的金屬銫，下列說(shuō)法正確的是()A．這群氫原子能發(fā)出6種頻率不同的光，其中從n＝4躍遷到n＝3所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B．這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，其中從n＝4躍遷到n＝1所發(fā)出的光頻率最高C．金屬銫表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為eVD．金屬銫表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為eV答案D解析從n＝4躍遷到n＝3所發(fā)出的光波的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，A錯(cuò)；從n＝4躍遷到n＝1所發(fā)出的光的頻率最高，發(fā)出有Ceq\o\al(2,4)＝6種頻率的光子，B錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能對(duì)應(yīng)入射光子的頻率最高時(shí)，最大入射光能量對(duì)應(yīng)的入射光子的頻率最高，即ΔE＝E4－E1＝－eV－(－eV)＝eV，由光電效應(yīng)方程知Ek＝ΔE－W0＝eV，C錯(cuò)、D對(duì)．圖310．研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，用頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生．由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K射出后將向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)．光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出．當(dāng)電流計(jì)示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為遏止電壓Uc.下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，正確的是()答案ACD解析當(dāng)入射光頻率為ν時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝hν－W0，要使光電流為零，則eUc＝Ek，即eUc＝hν－W0，由此可知B錯(cuò)誤；在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電流強(qiáng)度與光強(qiáng)成正比，A正確；當(dāng)光強(qiáng)和頻率一定時(shí)，反向電壓越大，到達(dá)陽(yáng)極A的光電子數(shù)越少，光電流越小，C正確；光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬時(shí)的，因此在10－9s時(shí)間后達(dá)到恒定值，D正確．二、填空題(本題共3小題，共16分)圖411．(4分)1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與它對(duì)應(yīng).1927年，兩位美國(guó)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中得到了電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖案，如圖4所示．圖中，“亮圓”表示電子落在其上的________大，“暗圓”表示電子落在其上的________?。鸢父怕矢怕?2．(6分)X射線管中陽(yáng)極與陰極間所加電壓為3×104V，電子加速后撞擊X射線管陰極產(chǎn)生X射線，則X射線的最短波長(zhǎng)為________．(電子電荷量e＝×10－19C，電子初速度為零)答案×10－11m解析X射線光子最大能量hν＝eU，即heq\f(c,λ)＝eU，λ＝eq\f(hc,eU)＝×10－11m.13．(6分)(1)如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，則它們的()也相等．A．速度B．動(dòng)能C．動(dòng)量D．總能量圖5(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He＋)的能級(jí)圖如圖5所示．電子處在n＝3軌道上比處在n＝5軌道上離氦核的距離________(選填“近”或“遠(yuǎn)”)．當(dāng)大量He＋處在n＝4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線有________條．答案(1)C(2)近6解析(1)根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式λ＝eq\f(h,p)，若電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的波長(zhǎng)相等，則動(dòng)量p也相等，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．(2)量子數(shù)越大，軌道越遠(yuǎn)，電子處在n＝3軌道上比處在n＝5軌道上離氦核的距離要近；處在n＝4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線有Ceq\o\al(2,4)＝6條．三、計(jì)算題(本題共3小題，共34分)14．(10分)A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功．答案2∶1EA－2EB解析光子能量ε＝hν，動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，且ν＝eq\f(c,λ)，得p＝eq\f(ε,c)，則pA∶pB＝2∶1，A照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EA＝εA－W0，同理，EB ＝εB－W0，又εA∶εB＝2∶1，聯(lián)立解得W0＝EA－2EB.15．(12分)氫原子的能級(jí)圖如圖6所示，某金屬的極限波長(zhǎng)恰好等于氫原子由n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)所發(fā)出的光的波長(zhǎng)．現(xiàn)在用氫原子由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)發(fā)出的光去照射，則從該金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能是多少？圖6答案eV解析根據(jù)玻爾理論可知，氫原子由n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)，輻射出的光子能量為hν＝E4－E2①據(jù)題意知，該金屬的逸出功為W0＝hν②氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，所輻射出的光子能量為hν′＝E2－E1③據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能Ek滿足Ek＝hν′－W0④①②③④聯(lián)立可得：Ek＝2E2－E1－E4將E1＝－eV，E2＝－eV和E4＝－eV代入上式，可得Ek＝eV.16．(12分)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為E1＝－eV，當(dāng)處于n＝3的激發(fā)態(tài)時(shí)，能量為E3＝－eV，則：(1)當(dāng)氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1的基態(tài)時(shí)，向外輻射的光子的波長(zhǎng)是多少？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(3)若有