新教材同步系列2024春高中物理第四章原子结构和波粒二象性达标检测卷新人教版选择性必修第三册

第四章达标检测卷(考试时间：60分钟满分：100分)班级：________座号：________姓名：________分数：________一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．)1．关于对热辐射的相识，下列说法中正确的是()A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸取电磁波B．温度越高，物体辐射的电磁波越强C．辐射强度按波长的分布状况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色【答案】B【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特征，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．2．(2024年广州模拟)如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声音．电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律()A．光电效应的发生时间极短，光停止照耀，光电效应立即停止B．入射光的频率必需大于金属的极限频率，光电效应才能发生C．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大D．当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度随入射光的强度增大而增大【答案】A【解析】电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应中的规律是：光电效应的发生时间极短，光停止照耀，光电效应立即停止，依据该原理实现声音与影像同步，A正确．3．如图所示为卢瑟福α粒子散射试验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可视察α粒子在各个角度的散射状况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行视察，相同时间内视察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行视察，屏上视察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，视察到的试验结果基本相像D．α粒子发生散射的主要缘由是α粒子撞击到金原子后产生的反弹【答案】C【解析】放在A位置时，相同时间内视察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内视察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，视察到的试验结果基本相像，故C正确；α粒子发生散射的主要缘由是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误．4．(2024年深圳调研)有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光．图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为5.09×1014Hz的黄光，可见光谱如图乙所示．锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为()A．红色 B．橙色C．绿色 D．青色【答案】A【解析】由波尔理论结合普朗克的量子假说，即E＝hν，依据图甲可得ENa＝hνNa，ELi＝hνLi，代入数据可得νLi≈4.48×1014Hz，比照图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红光，A正确．5．(2024年广东模拟)如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池两极相连，电池的电动势E和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5eV，现分别用氢原子跃迁发出的能量不同的光照耀钨板，下列推断正确的是()A．用n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光照耀，N板会发出电子B．用n＝2能级跃迁到n＝1能级发出的光照耀，N板会发出电子C．用n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的光照耀，不会有电子到达金属网MD．用n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光照耀，不会有电子到达金属网M【答案】B【解析】用n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光照耀，发出的光子能量为1.89eV，钨的逸出功为4.5eV，不能发生光电效应，A错误；用n＝2能级跃迁到n＝1能级发出的光照耀，发出的光子能量为10.2eV，钨的逸出功为4.5eV，能发生光电效应，B正确；用n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的光照耀，发出的光子能量为12.09eV，钨的逸出功为4.5eV，M、N板间的电压为6V，所以从N发出电子最大初动能为7.59eV，依据动能定理得电子可以达到金属网M，C错误；用n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光照耀，发出的光子能量为12.75eV，钨的逸出功为4.5eV，M、N板间的电压为6V，所以从N发出电子最大初动能为8.25eV，依据动能定理知电子可以达到金属网M，D错误．6．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则()A．6种光子中有3种属于巴耳末系B．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的C．要使n＝4能级的氢原子电离至少须要0.85eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也确定能使该金属板发生光电效应【答案】C【解析】公式中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，6种光子中从n＝4→2与n＝3→2的属于巴耳末系，即2种，故A错误；从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态时产生光子的能量最小，依据E＝heq\f(c,λ)知，波长最长，故B错误；处于n＝4能级的氢原子具有的能量为－0.85eV，故要使其发生电离能量变为0，至少须要0.85eV的能量，故C正确；从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能量为13.6eV－3.4eV＝10.2eV，若该光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量3.4eV－1.51eV＝1.89eV＜10.2eV，不愿定能使该板发生光电效应，D错误．7．如图所示，某种频率的光照耀金属钡使一些电子从钡表面放射出来．为了测量这些电子的最大初动能，在钡表面上方放置一带电金属板，调整金属板电势，使全部电子均不能到达金属板(金属板电势低于钡表面的电势)．若钡表面相对于金属板的最小电势差为3.02V，已知金属钡的逸出功为2.50eV，普朗克常量为6.63×10－34J·s，可见光的波长范围为400nm～700nm，则()A．电子的最大初动能为2.50eVB．照耀光的频率约为1.33×1015HzC．全部电子返回钡表面时的动能都为3.02eVD．可见光照耀金属钡确定不会发生光电效应【答案】B【解析】对逸出的电子，由动能定理可得eUc＝Ek，故电子的最大初动能为Ek＝3.02eV，故A错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0，可得照耀光的频率为ν＝eq\f(Ek＋W0,h)≈1.33×1015Hz，故B正确；由于电子逸出时动能有大有小，故返回钡表面的速度不愿定相同，动能也不愿定相同，最大动能为3.02eV，故C错误；钡的极限频率为ν0＝eq\f(W0,h)＝6.03×1014Hz，由题中数据，可见光频率的最大值为νm＝eq\f(c,λ)≈7.5×1014Hz＞ν0，故有部分可见光可以使钡发生光电效应，故D错误．8．用绿光照耀一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以()A．改用红光照耀 B．改用紫光照耀C．改用蓝光照耀 D．增加绿光照耀时间【答案】BC【解析】光电子的最大初动能与照耀时间或照耀强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照耀，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．9．依据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是()A．电子旋转半径减小 B．氢原子能量增大C．氢原子电势能增大 D．核外电子速率增大【答案】AD【解析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，依据keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子电势能减小，故A、D正确，B、C错误．10．(2024年日照期末)利用光电管探讨光电效应试验，如图所示．用可见光照耀阴极，电流表中有电流通过，则()A．流过电流表G的电流方向是由b流向aB．改用紫外线照耀，电流表中确定有电流通过C．改用紫外线照耀，电流表中的电流增大D．改用紫外线照耀，所产生的光电子的最大初动能变大【答案】BD【解析】用可见光照耀阴极，阴极有电子逸出到达阳极形成电流，电流方向与电子定向移动的方向相反，则流过电流表G的电流方向是由a流向b，A错误；紫外线频率高于可见光，依据光电效应可知，紫外线频率确定大于阴极的截止频率，阴极确定有电子逸出到达阳极，则改用紫外线照耀，电流表中确定有电流通过，但光照强度未知，电流强度不愿定大于可见光照耀，B正确，C错误；依据光电效应方程Ek＝hν－W0，紫外线频率高于可见光，则改用紫外线照耀，所产生的光电子的最大初动能变大，D正确．二、非选择题(本题共4小题，共40分)11．(8分)如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照耀锌板，关灯后，指针保持确定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将________(填“增大”“减小”或“不变”)．(2)使静电计指针回到零，用黄光照耀锌板，静电计指针发生偏转，那么，若改用强度更大的黄光照耀锌板，可视察到静电计指针偏转角将________(填“增大”“减小”或“不变”)．【答案】(1)减小(2)增大【解析】(1)锌板在紫外线照耀下，发生光电效应，有光电子飞出，锌板带正电，将一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带正电量减小，则静电计指针偏角将减小．(2)改用强度更大黄光照耀锌板，从锌板上发出的光电子数增多，锌板所带正电量增大，则静电计指针偏角将增大．12．(10分)用图甲所示的装置探讨光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照耀光电管时，测得电流计上的示数随电压变更的图像如图乙所示．(1)当变阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑动时，通过电流表的电流将会减小．(2)光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为__________J．(3)假如不变更入射光的频率，而减小入射光的强度，则光电子的最大初动能______(填“增加”“减小”或“不变”)．【答案】(1)右(2)3.2×10－194.8×10－19(3)不变【解析】(1)由题图可知光电管两端所加的电压为反向电压，当变阻器的滑动端P向右移动时，反向电压增大，则通过电流表的电流减小．(2)由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是－2V时，电流表示数为0，遏止电压为－2V，则光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×10－19J，依据光电效应方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，则W0＝3eV＝4.8×10－19J．(3)依据光电效应方程Ekm＝hν－W0，可知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变．13．(10分)纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要缘由，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避开失明的严峻后果．一台功率为10W氩激光器，假定所发出的可见光的波长都是560nm，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”视网膜的时间是2×10－4s．(1)求每次“点焊”须要的能量；(2)激光器消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，计算激光器每秒内发出的光子数．解：(1)依据E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×10－4J＝2×10－3J．(2)一个波长为λ的光子能量为E0＝eq\f(hc,λ)，设激光器每秒内发出的光子数为n，则n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，联立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018个．14．(12分)(2024年如皋期末)如图所示，电路中开关闭合时，电压表的示数为U，大量处于n＝3能级的一价氦离子向基态跃迁，辐射出的光子照耀到光电管阴极K．已知一价氦离子的能级公式En＝－eq\f(E1,n2)(E1＞0，量子数n＝1，2，3，…)，E1是基态氦离