2019-2020年高中物理 章末检测卷二（含解析）粤教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 章末检测卷二（含解析）粤教版选修3-5一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是()A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子；从双缝干涉实验结果看出，光波与机械波是同一种波C在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量h中，频率仍表示的是波的特性 答案D解析光具有波粒二象性，有时表现为波动性，有时表现为粒子性，所以选项A错误；电子属于实物粒子，光子不是，光波与机械波都能发生干涉现象，但光波与机械波有着本质的不同，所以选项B错误；波动性是光的固有特性，不是光子间相互作用的结果，所以选项C错误；光子说在承认光具有粒子性的同时，认为光也具有波动性，所以选项D正确2当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属发生光电效应，入射光的最低能量为()A1.5 eV B3.5 eVC5.0 eV D6.5 eV答案B解析本题考查光电效应方程及逸出功由EkhW0得W0hEk5.0 eV1.5 eV3.5 eV则入射光的最低能量为hminW03.5 eV，故正确选项为B.3xx年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验如图1所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明()图1A光具有波动性B光具有波粒二象性C微观粒子也具有波动性D微观粒子的波是一种电磁波答案C解析干涉现象是波的特征，电子是微观粒子，它能产生干涉现象，表明电子等微观粒子具有波动性但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波4根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则()A电子轨道半径越小B核外电子运动速度越大C原子能量越大D电势能越小答案C解析由rnn2r1可知A错氢原子在n能级的能量En与基态能量E1的关系为En.因为能量En为负值，所以n越大，则En越大，所以C正确核外电子绕核运动所需的向心力由库仑力提供：k.可知rn越大，速度越小，则B错由EEkEp可知D错5.图2氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为E154.4 eV，氦离子的能级示意图如图2所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A42.8 eV(光子) B43.2 eV(电子)C41.0 eV(电子) D54.4 eV(光子)答案A解析由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级能量差的光子才能被氦离子吸收，故选项A中光子不能被吸收，选项D中光子能被吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级能量差，均可被吸收故选项B、C中的电子均能被吸收6.图3研究光电效应规律的实验装置如图3所示，用频率为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.下列表示光电效应实验规律的图象中，不正确的是()答案B解析当入射光频率为时，光电子的最大初动能EkhW0，要使光电流为零，则eUcEk，即eUchW0，由此可知B错误；在发生光电效应时光电流强度与光强成正比，A正确；当光强和频率一定时，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109s时间后达到恒定值，D正确7用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图线已知钨的逸出功是4.54 eV，锌的逸出功为4.62 eV，若将二者的图线画在同一个Ek坐标系中，则正确的图是()答案A解析根据光电效应方程EkhW0可知，Ek图象的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，故C、D错误；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以A正确，B错误二、双项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分)8关于原子结构，下列说法中正确的是()A利用粒子散射实验可以估算原子核的半径B利用粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大答案AD解析核外电子对粒子几乎没有什么阻碍作用，故无法估算核外电子的运动半径，选项B错误；玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，选项C错误9当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是()A增大绿光照射强度，光电子的最大初始动能增大B增大绿光照射强度，电路中光电流增大C改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流D改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流答案BD解析最大初始动能与光强无关，故A错；光电流与光强有关，光越强光电流越大，故B对；当改用频率更大的光照射时，一定能发生光电效应现象，因此有光电流，故D对10在粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个粒子()A更接近原子核B更远离原子核C受到一个以上的原子核作用D受到原子核较大的冲量作用答案AD解析散射角度大说明受到的斥力大，离原子核更近11氢原子的能级图如图4所示，一群原来处于n4能级的氢原子跃迁到n1能级的过程中()图4A放出三种频率不同的光子B放出六种频率不同的光子C放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD放出的光能够使逸出功为13 eV的金属发生光电效应答案BC解析氢原子由高能级跃迁到低能级时会辐射光子，一群氢原子由n4能级跃迁到n1能级的过程中会放出六种频率的光子，选项A错，B正确而光子的能量等于跃迁的两能级间的能量的差值，n4跃迁到n3时能量最小，为0.66 eV；n4跃迁到n1时能量最大，为12.75 eV，选项C正确发生光电效应的条件是入射光子的能量大于金属的逸出功，所以选项D错误12用如图5所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()图5Aa光的频率一定大于b光的频率B增大b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大答案AD解析单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，说明没有发生光电效应，说明b光的频率小，故A正确；能否发生光电效应只由频率决定，与光强无关，故B错误；发生光电效应时，电子从阴极K逸出向阳极A运动，电流方向应由c到d，故C错误；增大a光的强度，单位时间内入射的光子数增大，因此单位时间内逸出的光电子数增大，通过电流计G的电流增大，故D正确三、填空题(本题共4小题，共12分)13(3分)已知氢原子的基态能量为13.6 eV，第二能级E23.4 eV，如果氢原子吸收_eV能量，可由基态跃迁到第二能级如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级 E3_ eV.答案10.21.51解析由EEmEn可得，从基态跃迁到n2的激发态要吸收光子的能量EE2E13.4 eV(13.6 eV)10.2 eVE3E2E3.4 eV1.89 eV1.51 eV14(3分)黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成，每一份称为_.1905年爱因斯坦由此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为_，并成功解释了_现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的_方程，并因此获得诺贝尔物理学奖答案能量子h光电效应爱因斯坦光电效应15(3分)图6中画出了氢原子的5个能级，并注明了相应的能量E.处在n4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有_种图6答案4解析能够从金属钾表面打出光电子的光子的能量必大于金属钾的逸出功2.22 eV，从n4能级向低能级跃迁的氢原子，能够发出6种不同频率的光子，其中从n4能级跃迁到n3能级和从n3能级跃迁到n2能级时放出的光子的能量小于2.22 eV，不能从钾表面打出光电子16(3分)如图7所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知该金属的极限频率为_，该图线的斜率表示_该金属的逸出功为_图7答案4.31014 Hz普朗克常量h1.78 eV解析由题图可知该金属的极限频率为4.31014Hz，因此该金属的逸出功W0h0代入可得W01.78 eV.由光电效应方程EkhW0可知图象的斜率表示普朗克常量h.四、计算题(本题共3小题，共35分)17(10分)氢原子处于基态时，原子的能级为E113.6 eV，普朗克常量h6.631034Js，氢原子在n4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？答案(1)0.85 eV(2)12.75 eV解析(1)E40.85 eV使氢原子电离需要的最小能量是E0.85 eV(2)从n4能级跃迁到n1能级时，辐射的光子能量最大EE4E112.75 eV18(12分)氢原子的能级图如图8所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n4能级跃迁到n2能级所发出的光的波长现在用氢原子由n2能级跃迁到n1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8答案7.65 eV解析根据玻尔理论可知，氢原子由n4能级跃迁到n2能级时，辐射出的光子能量为hE4E2据题意知，该金属的逸出功为W0h氢原子从n2能级跃迁到n1能级时，所辐射出的光子能量为hE2E1据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek满足EkhW0联立可得：Ek2E2E1E4将E113.6 eV，E23.4 eV和E40.85 eV代入上式，可得Ek7.65 eV.19(13分)氢原子处于基态时，原子的能量为E113.6 eV，当处于n3的激发态时，能量为E31.51 eV，则：(1)当氢原子从n3的激发态跃迁到n1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n3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)1.03107 m(2)3.281015 Hz(3)3种6.56107 m解析(1)1.03107 m.(2)3.281015 Hz.(3)3种，其中波长最长的是从n3到n2所放出的光子，max6.56107 m.