人教版初中高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试(含答案解析)

一、选择题1．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的电子的动能大于能级n=2的动能D．在真空中传播时，b光的波长较短2．下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大3．如图所示，圆心为O的半圆形某透明玻璃砖置于水平桌面上，一束复色光从P点入射玻璃砖（法线如图虚线所示），在玻璃砖中分为两束单色光a、b，其中a光与法线夹角为，且在A处恰好发生全反射，b光入射到B点。则下列说法正确的是（）A．a光的光子能量小于b光的光子能量B．玻璃砖对b光的折射率大于C．a光从P到A的传播时间小于b光从P到B的传播时间D．a光从P到A的传播时间等于b光从P到B的传播时间4．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．5．如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（）A．1.9eV B．0.6eV C．2.5eV D．3.1eV6．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11eV。下列说法不正确的()A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，不可能发出可见光C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．一个处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可最多可能发出3种不同频率的光7．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8．如图所示为氢原子的能级图，现有大量处于n=4激发态的氢原子，当其向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A．可以产生3种频率的光B．由n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光波长最大C．由n=4的能级跃迁到n=2能级辐射的光频率最大D．电子绕核运动的动能增大9．下列说法中不正确的是（）A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性C．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量D．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波10．下列说法正确的是（）A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长11．玻尔首先提出能级跃迁。如图所示为氢原子的能级图，现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁。下列说法正确的是（）A．这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光B．氢原子由能级跃迁到能级产生的光波长最长C．处于基态的氢原子吸收12eV的能量可以跃迁到能级D．处于基态的氢原子吸收14eV的能量可以发生电离12．如图，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。①经过一狭缝后，在后面的锌板上形成明暗相间的条纹；②与锌板相连的验电器的铝箔张开了一定的角度。则这两个实验现象分别说明（）A．①和②都说明光有波动性 B．①和②都说明光有粒子性C．①说明光有粒子性，②说明光有波动性 D．①说明光有波动性，②说明光有粒子性13．甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的Ⅰ、Ⅱ所示。下列判断错误的是（）A．甲金属的逸出功等于Ek1B．乙金属的极限频率大C．入射光的频率为时，甲金属产生的光电子的最大初动能为2Ek1D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关14．下列说法正确的是（）A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动B．振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值C．动能相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显D．光的波动性不是光子之间相互作用引起的，而是光子自身固有的性质15．研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν0，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P＇上下对齐。现用频率为ν的光照射阴极K（ν>ν0），则下列说法错误的是A．该光电管阴极材料的逸出功为hν0B．若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hv-hv0+eUC．若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大D．若将滑片P＇向右滑动，则当滑片P、P＇间的电压为时，电流计G的示数恰好为0二、填空题16．图示是研究光电效应的电路图，阴极和阳极是密封在真空玻璃管中的两个电极，在受到光照时能够发射光电子。阳极吸收阴极发出的光电子，在电路中形成电流。(1)如果保持变阻器的滑片位置不变，也不改变入射光的频率，而增大入射光的强度，通过电流表的电流将会______（填“增大”“减小”或“不变”）(2)如果将电源（电源电动势足够大）的正负极对调，当入射光的频率增加时，为了测量遏止电压，移动变阻器的滑片，当电流表电流刚减小到零时，电压表的示数为，则阴极的逸出功为______（已知电子电荷量为，普朗克常量为，可见光的频率为）。17．图中画出了氢原子的几个能级，并注明了相应的能量En，处在n=4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2.22eV。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。18．氢原子能级图如图所示，巴尔末线系是氢原子从n≥3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为____eV；氢原子从n=4能级跃迁至n=2能级时。辐射光照射金属钾为阴极的光电管，钾的逸出功为2.25eV，则遏止电压Uc=____V。19．如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n=4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阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙，则金属的逸出功W=_____eV；将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有________种频率的光能产生光电流.20．如图，一群处于n＝5能级的氢原子在向n＝1的能级跃迁的过程中，放出____种频率不同的光子；放出的光子的最小能量为____eV.21．已知氢原子基态的轨道半径为R0，基态能量为－E0，将该原子置于静电场中使其电离，已知静电力常量为k，电子电荷量为q.则静电场提供的能量至少为________，静电场场强大小至少为________．22．可见光中某绿光的光子能量是2.5eV，若用它照射逸出功是2.2eV的某种金属，产生光电子的最大初动能为________eV.如图所示为氢原子能级的示意图，若用该绿光照射处于n=2能级的氢原子，________(选填“能”或“不能”)使氢原子跃迁．23．如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有_____种，其中最短波长为____m（结果保留2位有效数字，已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）24．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图所示。则该金属的逸出功为______；若用频率为的入射光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为______。25．分别用频率为和的两束光照射相同的两块金属板，前者能产生光电效应，后者不能产生光电效应，这说明频率为的光波的波长较_____（填“大”或“小”），若用它分别照射两块不同的金属板，甲板能产生光电效应，乙板不能产生光电效应，这说明它们相比，极限频率较大的是_____板（填“甲”或“乙”）。26．氢原子能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变为氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是________eV，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝2的状态过程中，可能辐射________种不同频率的光子．三、解答题27．已知中子质量，普朗克常量，请估算物质波波长的热中子动能的数量级。28．如图所示电路可研究光电效应的规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为5.0V；现保持滑片P位置不变，求：(1)光电管阴极材料的逸出功；(2)若改用光子能量为12.5eV的光照射阴极K，则到达阳极A时光电子的动能的最大值。29．玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示。当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出某种频率的光子，用该