人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性综合与测试课时训练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性综合与测试课时训练，共7页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第四章 原子结构和波粒二象性 测评（含解析）
一、单项选择题
1.白天的天空各处都是亮的,是大气分子对太阳光散射的结果。美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖。假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后,电子向某一个方向运动,光子沿另一方向散射出去,则这个散射光子跟原来的光子相比( )
A.频率变大B.动量变大
C.光子能量变大D.波长变长
解析光子与电子碰撞时,遵守动量守恒定律和能量守恒定律,自由电子被碰前静止,被碰后动量、能量增加,所以光子的动量、能量减小。故选项D正确。
答案D
2.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm,如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下,质子显微镜的最高分辨率将( )
A.小于0.2 nmB.大于0.2 nm
C.等于0.2 nmD.以上说法均不正确
解析显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨率越高,由λ=知,如果把质子加速到与电子相同的速度,因质子的质量更大,则质子的波长更短,分辨能力更高。
答案A
3.下列对于氢原子光谱实验规律的认识中,正确的是( )
A.因为氢原子核外只有一个电子,所以氢原子只能产生一种波长的光
B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线
C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线
D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关
解析氢原子核外只有一个电子,氢原子只能产生一些特殊频率的谱线,即产生一些特殊波长的光,A选项错误;氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线,B选项正确;氢原子光谱是氢原子发射光子时形成的发射光谱,光谱都不是连续的,与亮度无关,C选项错误;氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱无关,D选项错误。
答案B
4.(2020上海黄浦区二模)不带电的锌板和验电器用导线相连。若用甲灯照射锌板,验电器的金属箔片不张开;若用乙灯照射锌板,验电器的金属箔片张开,如图所示。则与甲灯相比,乙灯发出的光( )
A.频率更高B.波长更大
C.光强更强D.速率更大
解析发生光电效应的条件是:入射光的频率必须大于金属的极限频率才能产生光电效应;由题干知甲灯照射不能发生光电效应,乙灯照射可以发生光电效应,则乙灯发出的光频率比甲发出的高,故A正确,B、C、D错误。
答案A
5.(2020河北任丘高二月考)如图所示,画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图像,从图像可以看出,随着温度的升高,则下列说法错误的是( )
A.各种波长的辐射强度都有增加
B.只有波长短的辐射强度增加
C.辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.辐射强度仍然是随波长的增大而先增大再减小
解析由题干图像可以看出,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故B错误,A、C正确。随着温度的升高,黑体的辐射强度仍然是随波长的增大而先增大再减小,故D正确。此题选择错误的选项,故选B。
答案B
6.(2020江苏盐城模拟)如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次减小,则正确的是( )
解析从第3能级跃迁到第1能级,能级差最大,知a光的频率最大,波长最短,从第3能级跃迁到第2能级,能级差最小,知b光的光子频率最小,波长最长,所以波长依次减小的顺序为b、c、a,故D正确,A、B、C错误。
答案D
7.(2020辽宁葫芦岛一模)大量氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级,辐射出的光照射下列三种金属,电子电荷量e=1.60×10-19 C,普朗克常量h=6.30×10-34 J·s。下列判断正确的是( )
A.仅钾能产生光电子B.钾、钙能产生光电子
C.都能产生光电子D.都不能产生光电子
解析氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,释放出光子的能量为E=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV,由E=hν代入数据解得光子的频率为ν=6.2×1014Hz,当入射光的频率大于金属钾的极限频率时,金属钾能发生光电效应,故A正确,B、C、D错误。
答案A
9.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz的无线电波的波长,由表中数据可知( )
A.要检测弹子球的波动性几乎不可能
B.无线电波通常情况下只能表现出波动性
C.电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性
D.只有可见光才有波动性
解析由于弹子球德布罗意波长极短,故很难观察其波动性,而无线电波波长为3.0×102m,所以通常表现出波动性,很容易发生衍射,而金属晶体的晶格线度大约是10-10m数量级,所以波长为1.2×10-10m的电子可以观察到明显的衍射现象。故选A、B、C。
答案ABC
10.(2020江西南昌一模)在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示,图中P、Q为轨迹上的点,虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为五个区域,不考虑其他原子核对该α粒子的作用,下面说法正确的是( )
A.α粒子受到斥力
B.该原子核的位置可能在③区域
C.根据α粒子散射实验可以估算原子大小
D.α粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动
解析根据轨迹弯曲的方向可知,α粒子受到的库仑力的方向从金原子指向α粒子的方向,可知α粒子受到的力是斥力,故A正确;卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,正电荷全部集中在原子核内,α粒子带正电,同种电荷相互排斥,结合受力的特点与轨迹的特点可知,所以原子核可能在③区域,故B正确;根据α粒子散射实验可以估算原子核大小,故C错误;α粒子受到的库仑力随α粒子与金原子之间距离的变化而变化,力的大小是变化的,所以α粒子不可能做匀速圆周运动,故D错误。
答案AB
11.(2020北京模拟)关于波粒二象性,下列说法正确的是( )
A.图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应,则其他可见光照射到锌板上不一定可以发生光电效应
B.图乙中入射光的强度越大,则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大
C.图丙说明光子既有粒子性也有波动性
D.戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性
解析能否发生光电效应与入射光的照射频率有关,当入射光的频率大于极限频率时,才能发生光电效应现象,其他光照射锌板不一定发生光电效应,故A正确。光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与光强无关,故B错误。图丙是康普顿效应,说明光子具有粒子性,故C错误。戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,得到了题图丁的衍射图样,从而证实电子具有波动性,故D正确。
答案AD
三、非选择题
12.(8分)(1)研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中,正确的是 。
(2)金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小 (选填“增大”“减小”或“不变”),原因是 。
解析由于光的频率一定,它们的遏止电压相同,A、B错误;光越强,电流越大,C正确,D错误。由于光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功),速度减小,光电子的动量变小。
答案(1)C (2)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)
13.(10分)小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的 (选填“阴极”或“阳极”);
(2)实验中测得铷的遏止电压U0与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的极限频率ν0= Hz,逸出功W0= J;
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek= J。
解析(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极。(2)由题图可知,铷的极限频率ν0为5.15×1014Hz,逸出功W0=hν0=6.63×10-34×5.15×1014J=3.41×10-19J。(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014Hz时,由Ek=hν-hν0得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J=1.23×10-19J。
答案(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19 (3)1.23×10-19
金属
钨
钙
钾
极限频率(1014Hz)
10.95
7.73
5.44
质量/kg
速度/(m·s-1)
波长/m
弹子球
2.0×10-2
1.0×10-2
3.3×10-30
电子
9.1×10-31
5.0×106
1.2×10-10
无线电波
(1 MHz)
3.0×108
3.0×102