禄劝民族中学人教版高中物理选修3-第4章选择题专项知识点总结(培优练)

一、选择题1．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间A解析：AA．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，A错误；B．光电效应实验说明了光具有粒子性，B正确；C．衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，C正确；D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，D正确。本题选错误的，故选A。2．电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从减小到，普朗克常量为h，那么，该原子释放的光子的频率为（）A． B．C． D．B解析：B电子在r轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力所以电子的动能为所以原子和电子的总能为再由能量关系得即故选B。3．卢瑟福在用粒子轰击金箔时，可以证明原子的核式结构的证据是（）A．几乎所有的粒子运动方向没有发生明显变化 B．粒子在穿过金箔时做匀速直线运动C．少数粒子发生了大角散射 D．粒子与电子碰撞时动能有较大的损失C解析：CAB．仅凭这两点无法证明粒子与金箔原子发生了什么，故AB错误；C．影响粒子运动的主要是原子核，仅有少数粒子发生了大角散射则说明原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有了全部质量，证明了原子的核式结构，故C正确；D．当粒子穿过原子时，电子对粒子的影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，故D错误。故选C。4．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时（）A．一共能辐射6种频率的光子B．能辐射出3种能量大于10.2eV的光子C．能辐射出3种能量大于12.09eV的光子D．能辐射出能量小于0.31eV的光子B解析：BA．激发态的氢原子向低能级跃迁时，能辐射种频率的光子，当时，一共能辐射10种频率的光子，A错误；BCD．辐射的光子的能量等于两能级能量之差，即从依次向跃迁的能量分别为：，，，；从依次向跃迁的能量分别为：，，；从依次向跃迁的能量分别为：，；从向跃迁的能量为：；所以B正确，CD错误；故选B．5．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（）A．氢原子在n=2的能级时可吸收能量为3.6eV的光子而发生电离B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出光子的能量可以小于0.66eVC．b光比a光的波长短D．氢原子从n=4的能级跃迁时可辐射出5种频率的光子A解析：AA．从电离所需的最小能量等于光子能量3.6eV高于于此值，故能引起电离，故A正确；B．氢原子从的能级向的能级跃迁时辐射出光子的能量为故B错误；C．根据跃迁规律可知从向跃迁时辐射光子的能量大于从向跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量可得a光子的频率大于b，由可得，频率越大，波长越小，故a光比b光的波长短，故C错误；D．氢原子的能级跃迁时，能发生6种频率的光子，故D错误。故选A。6．在α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的运动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，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是（）A．可能在①区域 B．一定在②区域C．可能在③、④区域 D．一定在⑤区域B解析：Bα粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，由α粒子运动轨迹的弯曲方向可知排斥力向下，故原子核一定在②区域，故B正确，ACD错误。故选B。7．以下说法正确的是（）A．牛顿定律是用大量实验数据分析及总结前人经验得出的可以直接实验验证B．“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性不同（燃料消耗忽略不计）C．在西汉末年《春秋纬考异邮》中记载有玳瑁吸衣若之说，是属于电磁感应现象D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长λ2的光子，已知λ1＞λ2。那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长的光子D解析：DA．牛顿第一定律是建立在理想斜面的基础上，通过逻辑化推理得出的，不可以直接用实验验证，选项A错误；B．质量是惯性大小的量度，则“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同（燃料消耗忽略不计），选项B错误；C．在西汉末年《春秋纬考异邮》中记载有玳瑁吸衣若之说，是属于静电现象，不属于电磁感应现象，选项C错误；D．已知λ1＞λ2，所以γ1＜γ2，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有hγ2-hγ1=hγ3即解得故D正确。故选D。8．有关卢瑟福粒子散射实验的说法，以下正确的是（）A．粒子散射实验说明原子核具有复杂结构B．在粒子散射实验中观察到大多数粒子发生了较大幅度的偏转C．通过粒子散射实验，可以得出正电荷均匀分布在整个原子中D．通过粒子散射实验，可以估算出原子核的大小D解析：DA．粒子散射实验说明原子具有核式结构模型，天然放射性现象说明原子核具有复杂结构，故A错误；B．在粒子散射实验中观察到少数粒子发生了较大幅度的偏转，大多数粒子运动方向基本不变，故B错误；C．通过粒子散射实验，可以得出正电荷集中分布在原子核中，故C错误；D．通过粒子散射实验数据，卢瑟福估算出原子核的大小，故D正确。故选D。9．利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e，则（）A．普朗克常量为B．该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C．若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为D．若要测该金属的遏止电压，则电源右端为负极C解析：CA．由爱因斯坦光电效应方程有在光电管中减速，根据动能定理有联立解得知题图乙图线的斜率则普朗克常量该金属的逸出功为故A错误；B．金属的逸出功与入射光的频率无关，故B错误；C．若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为故C正确；D．要测该金属的遏止电压，应加反向电压，电源右端为正极，故D错误。故选C。10．如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该（）A．改用红光照射B．改用厂的高温炉子上开一个小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温紫光照射C．增大光电管上的加速电压D．增大绿光的强度B解析：BAB．由爱因斯坦光电效应方程可知同种物质的逸出功相同，当入射光的频率增大时，最大初动能增大，而紫光的频率大于红光的频率，故应该改用厂的高温炉子上开一个小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，确定炉内的温紫光照射，故A错误，B正确；CD．由爱因斯坦光电效应方程可知与增大光电管上的电压或增大绿光的强度无关，故CD错误。故选B。11．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如下图。用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（）A．U= B．U= C．U=2hv-W D．U=A解析：A根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为，n=2，3，4…则有eU=nhv-W解得；n=2，3，4…故A正确，BCD错误。故选A。12．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，则（）A．电键K断开后，没有电流流过电流表GB．所有光电子的初动能为0.8eVC．光电管阴极的逸出功为2.20VD．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小C解析：CA．当电键K断开后，用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，光电管还是会由光电子逸出，光电子逸出表面时有初动能，会到达阳极与电流计和电压表形成回路，形成电流，所以A错误；B．由图可知，光电管接的是反向电压，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，说明此时没有光电子到达阳极，即0.8V是遏止电压，由可知，光电子的最大初动能是0.8eV，不是所有光电子的初动能都是0.8eV，所以B错误；C．由爱因斯坦的光电效应方程，可得光电管阴极的逸出功为所以C正确；D．由C选项可知，阴极的逸出功为2.2eV，而要想发生光电效应，要求入射光的能量大于逸出功，所以当用能量为1.5eV的光子照射时，不会由光电子逸出，不会形成光电流，所以D错误。故选C。13．如图是氢原子能级示意图的一部分则（）A．电子在各能级出现的概率是一样的B．一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时最多发出3种频率的光C．一个动能是13.6eV的原子撞击处于基态的氢原子，一定能使它电离D．一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，能辐射出的光子中，波长最长的是从n=4到n=1的轨道跃迁时放出的光子B解析：BA．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故A错误；B．一个氢原子从n=4的能级向低能级逐级跃迁时光子数最多，从n=4到n=3、n=3到n=2、n=2到n=1，共3种，故B正确。C．一个动能是13.6eV的原子撞击处于基态的氢原子，动能如果不能被全部吸收，那么就不能使它电离，故C错误。D．根据得可知，光子波长越长，对应的能量越低，可见一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，能辐射出的光子中，波长最长的是从n=4到n=3的轨道跃迁时放出的光子，故D错误。故选B。14．在相同的条件下，先后用甲、乙两种不同的单色光，用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上产生的相邻两条亮纹的间距不同，其中甲光间距较大。则甲光比乙光（）①在真空中的波长短②在玻璃中传播速度大③在玻璃中传播时，玻璃的折射率大④其光子能量小A．①②③ B．①③ C．②④ D．①③④C解析：C用同一双缝干涉装置做实验甲光间距较大，由公式可知甲光的波长较长，①错误；再由公式可知，甲光的频率较小，则甲光的折射率较小，③错误；由甲光在介质中的传播速度较大，②正确；由可知，甲光的能量较小，④正确。故选C。15．如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁，到n=2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子A．从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光B．从n=5的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光C．从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光D．从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光D解析：D谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光，波长大于谱线b，所以a光的光子频率小于b光的光子频率；所以b光的光子能量大于n=4和n=2间的能级差．n=3跃迁到n=2，n=4跃迁到n=3，n=5跃迁到n=3的能级差小于n=4和n=2的能级差；只有n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差．故选D．【点睛】解决本题的关键知道能级差与光子频率的关系，以及知道光子频率大小与波长大小的关系．16．下列说法错误的是（）A．光的频率越低，粒子性越显著B．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波C．物质波理论告诉我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大A解析：AA．在光的波粒二象性中，频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，故A符合题意；B．光波不同于宏观概念中的波，它是一种概率波，所以B不符合题意；C．任何运动的微观粒子都对应一定的波长，都极有波粒二象性，所以C不符合题意；D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，位置不确定量变小，由，则光子动量的不确定量变大，所以D不符合题意。故选A。17．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（）A．阴极K的逸出功为6.75eVB．氢原子跃迁时共发出4种频率的光C．保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数一定变大D．光电子最大初动能与入射光的频率成正比A解析：AA．由爱因斯坦光电效应方程和得则故A正确；B．大量氢原子跃迁时共发出种频率的光，故B错误；C．保持入射光不变，向右移动滑片P，当光电流已到达饱和光电流时，电流表示数不再变化，故C错误；D．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是成正比，故D错误。故选A。18．如图，是氢原子的能级图，各能级能量关系为，其中E1为基态能量，n为量子数。当原子从能级跃迁到能级时，释放出的一个光子能量为E，下列说法正确的是（）A．一个处于的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出10种不同频率的光子B．从能级向低能级跃迁，跃迁到能级辐射的光波长最短C．处于的氢原子跃迁到基态吸收光子能量为12.5ED．某金属的逸出功为E，用跃迁到辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为D解析：DA．一个处于的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出(5－1)=4种不同频率的光子，故A错误；B．从能级向低能级跃迁，跃迁到能级辐射的光能量最小，由公式可知，波长最长，故B错误；C．处于的氢原子跃迁到基态应放出能量，故C错误；D．原子从能级跃迁到能级时，释放出的一个光子能量为E，即有跃迁到辐射的光子能量为由爱因斯坦光电效应方程可知，用跃迁到辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为联立解得故D正确。故选D。19．a、b、c三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，如图所示。光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、Q，则下列说法正确的是（）A．玻璃对三种光的折射率关系是na＜nb＜ncB．玻璃对三种光的折射率关系是na＜nc，b光的折射率大小无法确定C．用相同的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距比c光干涉条纹间距小D．若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的最大初动能大于c光打出的光电子的最大初动能B解析：BAB．c光通过玻璃砖后偏折程度比a光的大，所以玻璃对c光的折射率大于对a光的折射率。由于玻璃对b光没有发生偏折，无法判断玻璃对b光的折射率与对a、c两光的折射率的大小，故A错误，B正确；C．玻璃对c光的折射率大于对a光的折射率，则c光的波长比a光小，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，可知在相同条件下进行双缝干涉实验，c光的条纹间距比a光窄，故C错误；D．c光的折射率大，频率高，根据光电效应方程可知，若a、c都能使某金属发生光电效应，则c打出的光电子的初动能更大，故D错误。故选B。20．大量处于能级的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为和。已知普朗克常量为h，光速为c。则能级与能级的能量差为（）A． B．C． D．A解析：A大量处于能级向低能级跃迁时，从能级向能级跃迁时释放的光子能量最小，波长最长，其波长即为，其频率为则能级与能级的能量差故选A。21．如图所示，甲图所示是研究光电效应的电路图，乙图是阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线，已知普朗克常量为，下列说法正确的是（）A．由乙图可得B．由乙图可得C．甲图中光电管所加电压为零时，电流表示数也一定为零D．甲图中只要所加电压足够大，即使，电流表也会有电流通过B解析：BAB．由光电方程可知，光电子的最大初动能与入射光频率成一次函数关系，金属的逸出功在数量上等于轴上的截距，即，所以极限频率故A错误、B正确；C．甲图中光电管所加电压为零时，只要光的频率大于极限频率，电流表示数就不为零，故C错误；D．如果，则不会逸出光电子，即使电压很大，也不会有电流，故D错误。故选B。22．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.0}4.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.9.9由表中数据得出的论断中正确的是（）A．两组实验采用了相同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大动能为2.9eVD．若入射光子的能量为5.0eV，相对光强越强，光电流越大D解析：DA．表格中入射光子的能量不同，根据光子的能量可知两组实验采用的入射光的频率不同，故A错误；B．，由光电效应方程解得两组实验中金属的逸出功都是所以两组实验所用的金属板材质相同，故B错误；C．若入射光子的能量为5.0eV，根据即逸出光电子的最大动能为1.9eV，故C错误；D．当入射光子的能量为5.0eV时，相对光强越强，单位时间内飞出的光电子越多，光电流越大，故D正确。故选D。23．处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是（）A．氢原子的总能量增加 B．电子的动能增加C．氢原子的电势能减小 D．电子绕核旋转半径减小A解析：AABD．氢原子吸收一个光子后，能量增加，从低能级向高能级跃迁，轨道半径增大，能级增加，根据解得知动能减小，BD错误A正确；C．因为原子能量等于电势能和电子动能之和，因为能量增大，动能减小，则电势能增大，C错误。故选A。24．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（）A．a光的光子能量大于b光的光子能量B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．处于能级n=4的电子的动能