高中物理人教版5第十八章原子结构 第十八章章末检测

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每题5分，共50分)1．有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还有一定量的电荷答案CD解析根据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确．2．(2023·保定高二检测)爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于()A．等效替代B．控制变量C．科学假说D．数学归纳答案C解析为了解释光电效应的实验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功．从科学研究的方法来说，这属于科学假说．C正确，A、B、D错误．3．(2023·石河子高二检测)关于光的本性，下列说法中正确的是()A．光电效应反映光的粒子性B．光子的能量由光的强度所决定C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子答案ACD解析光电效应反映了光的粒子性，A对；光子的能量由光的频率决定，B错误；光子的能量E＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光的频率成正比，C对；根据光子说的内容可知，D对．4．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有()A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的答案BC解析汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项A错误；由卢瑟福对α粒子散射实验现象的分析所得出的结论说明选项B正确；根据原子光谱产生的机理进行探究，可知选项C正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子的光谱现象，但其理论是正确的，选项D错误．5．(2023·邢台高二检测)下列叙述中符合物理学史的有()A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．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答案C解析汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，A错；卢瑟福通过对α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；巴耳末根据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式，C正确；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，D错误．6．(2023·东莞高二检测)仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是()A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的答案D解析光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离的不连续的亮线”对应着不同频率的光，B、C错误；氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射出不同能量的光子，并且满足E＝hν.能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A错误、D正确．7．(2023·盘锦高二检测)氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()A．核外电子受力变小B．原子的能量减少，电子的动能增加C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子答案BD解析氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r减小，由库仑定律知核外电子受力变大，A错；由keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)得Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)知电子的动能变大，由En＝－eq\f,n2)eV知n减小时原子能量减少，B对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光子，C错、D对．8．如图1为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()图1A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量答案A解析根据ΔE＝hν，ν＝eq\f(c,λ)可知λ＝eq\f(c,ν)＝eq\f(hc,ΔE)，从n＝4能级跃迁到n＝3能级的能级差比从n＝3能级跃迁到n＝2能级的能级差小，所以从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率并不相同，C错误；从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，而不是氢原子核放出能量，D错误．所以选A.图29．(2023·衡水高二检测)如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为eV的金属铯，下列说法正确的是()A．这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n＝4跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为eVD．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为eV答案D解析从n＝4跃迁到n＝3所发出的光波的频率最小，波长最长，A错；从n＝4跃迁到n＝1所发出的光的频率最高，发出有Ceq\o\al(2,4)＝6种频率的光子，B错；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即ΔE＝E4－E1＝－eV－(－eV)＝eV，由光电效应方程知Ek＝ΔE－W0＝eV，C错、D对．图310．研究光电效应规律的实验装置如图3所示，用频率为ν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，正确的是()答案ACD解析当入射光频率为ν时，光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，要使光电流为零，则eUc＝Ek，即eUc＝hν－W0，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10－9s时间后达到恒定值，D正确．二、填空题(本题共3小题，共16分)图411．(4分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图4所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．答案概率概率12．(6分)X射线管中阳极与阴极间所加电压为3×104V，电子加速后撞击X射线管阴极产生X射线，则X射线的最短波长为________．(电子电荷量e＝×10－19C，电子初速度为零)答案×10－11m解析X射线光子最大能量hν＝eU，即heq\f(c,λ)＝eU，λ＝eq\f(hc,eU)＝×10－11m.13．(6分)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的()也相等．A．速度B．动能C．动量D．总能量图5(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图5所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．答案(1)C(2)近6解析(1)根据德布罗意波长公式λ＝eq\f(h,p)，若电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则动量p也相等，故C正确，A、B、D错误．(2)量子数越大，轨道越远，电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离要近；处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有Ceq\o\al(2,4)＝6条．三、计算题(本题共3小题，共34分)14．(10分)A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．答案2∶1EA－2EB解析光子能量ε＝hν，动量p＝eq\f(h,λ)，且ν＝eq\f(c,λ)，得p＝eq\f(ε,c)，则pA∶pB＝2∶1，A照射时，光电子的最大初动能EA＝εA－W0，同理，EB ＝εB－W0，又εA∶εB＝2∶1，联立解得W0＝EA－2EB.15．(12分)氢原子的能级图如图6所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1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6答案eV解析根据玻尔理论可知，氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子能量为hν＝E4－E2①据题意知，该金属的逸出功为W0＝hν②氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，所辐射出的光子能量为hν′＝E2－E1③据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek满足Ek＝hν′－W0④①②③④联立可得：Ek＝2E2－E1－E4将E1＝－eV，E2＝－eV和E4＝－eV代入上式，可得Ek＝eV.16．(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1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