高中物理 章末综合测评3 沪科版选修3-5

章末综合测评(三)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的五个选项中有三个是符合题目要求的，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分.)1.在粒子散射实验中，少数粒子发生了大角度偏转，这些粒子()A.一直受到重金属原子核的斥力作用B.动能不断减小C.电势能先增大后减小D.出现大角度偏转是与电子碰撞的结果E.出现大角度偏转的原因是占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围【解析】粒子一直受到斥力的作用，斥力先做负功后做正功，粒子的动能先减小后增大，势能先增大后减小.粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰撞后其运动状态基本不变，A、C、E项正确.【答案】ACE2.下列叙述中符合物理学史的有()A.汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子B.卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C.卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型D.玻尔理论能很好地解释氢原子光谱E.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【解析】汤姆生通过研究阴极射线发现了电子，A对；卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构模型，B错，C对；玻尔理论在解释氢原子光谱上获得了很大成功，能很好地解释氢原子光谱，D对；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，E错.【答案】ACD3.关于阴极射线的性质，下列说法正确的是()A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B.阴极射线本质是电子C.阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D.阴极射线的比荷比氢原子核大E.根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况可以判断阴极射线的带电性质【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子流，故A、C错，B、E对；电子带电量与氢原子相同，但质量是氢原子的，故阴极射线的比荷比氢原子大，D对.【答案】BDE4.以下关于玻尔原子理论的说法正确的是()A.电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的B.电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C.电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子D.不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收E.氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱【答案】ADE5.根据氢原子的玻尔模型，氢原子核外电子在第一轨道和第二轨道运行时()A.轨道半径之比为14B.速度之比为41C.周期之比为18 D.动能之比为41E.动量之比为14【解析】由玻尔公式rnn2r1，所以轨道半径之比为r1r2122214，故A对.根据库仑定律和牛顿第二定律有：km，vn，所以速度之比为21，故B错.根据库仑定律和牛顿第二定律有：km()2rn，T，所以周期之比为18，故C对.根据mvk，所以动能之比为41，故D对.动量之比为，E错.【答案】ACD6.物理学家在微观领域的研究中发现了“电子偶素”这一现象.所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统.类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动可能的轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态(能级)也是不连续的.若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E(EE1.所以可使氢原子电离，A正确；比较B、C、D选项中的光子能量与各能级与基态的能量差，知道只有B项中光子可使氢原子从基态跃迁到n2的激发态，B正确；碰撞过程可使部分能量传给氢原子，E正确.【答案】ABE二、非选择题(本题共5小题，共52分.)9.(6分)已知氢原子基态的轨道半径为R0，基态能量为E0，将该原子置于静电场中使其电离，已知静电力常量为k，电子电荷量为q.则静电场提供的能量至少为_，静电场场强大小至少为_.【解析】氢原子电离时是核外电子脱离原子核的束缚，消耗能量最少的情况是电子与原子核恰好分离，此时消耗的能量恰好等于其基态能量的绝对值，故静电场提供的能量至少为E.从力的角度来看，电子与氢原子核分离时电场力不小于它们之间的静电力，即qE，故静电场场强大小至少为.【答案】E010.(6分)氢原子从n3的能级跃迁到n2的能级放出光子的频率为，则它从基态跃迁到n4的能级吸收的光子频率为_.【解析】设氢原子基态能量为E1，则由玻尔理论可得：E1E1h，E1E1h41，解得：吸收的光子频率41.【答案】11.(12分)有大量的氢原子吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n3的激发态，已知氢原子处于基态时的能量为E1，则吸收光子的频率是多少？当这些处于激发态的氢原子向低能级跃迁发光时，可发出几条谱线？辐射光子的能量分别为多少？【解析】据跃迁理论hE3E1，而E3E1，所以.由于是大量原子，可从n3跃迁到n1，从n3跃迁到n2，再从n2跃迁到n1，故应有三条谱线，光子能量分别为E3E1，E3E2，E2E1，即E1，E1，E1.【答案】见解析12.(12分)氢原子的能级图如图2所示.原子从能级n3向n1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应.有一群处于n4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属.普朗克常量h6.631034 Js，求： 图2【导学号：67080033】(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出几种频率的光；(2)该金属的逸出功和截止频率.【解析】(1)处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时可产生的光的频率的种数为N6(种).(2)WE3E112.09 eV，E3E1h解得2.91015 Hz.【答案】(1)6(2)12.09 eV2.91015 Hz13.(16分)处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱.氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末里德伯公式表示：R，n、k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数，k1,2,3对每一个k，有nk1，k2，k3R称为里德伯常量，是一个已知量.对于k1的一系列谱线其波长处在紫外光区，称为莱曼系；k2的一系列谱线其中四条谱线的波长处在可见光区，称为巴耳末系.用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验.当用莱曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U1，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U2，已知电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，试求普朗克常量和该种金属的逸出功.【解析】设金属的逸出功为W0，光电效应所产生的光电子最大初动能为Ekm由动能定理知：EkmeUc对于莱曼系，当n2时对应的光波长最长，设为1由题中所给公式有：RR波长1的光对应的频率1cR对于巴耳末线系，当n时对应的光波长最短，设为2，由题中所给公式有：RR波长2的光对应的频率2cR根据爱因斯坦的光电效应方程EkmhW0知Ekm1h1W0Ekm2h2W0又Ekm1eU1Ekm2eU2可解得：hW0.【答案】