新教材2024-2025学年高中物理第4章原子结构和波粒二象性章末综合训练新人教版选择性必修第三册

第四章章末综合训练一、选择题1.(2024广东广州华南师大附中阶段练习)下列说法符合事实的是()A.普朗克提出光量子假说B.卢瑟福证明阴极射线是电子束流C.康普顿效应的说明证明光的粒子性D.玻尔提出的原子结构无法说明氢原子光谱2.(多选)(2024吉林通化高二阶段练习)下列四幅图涉及的物理学问,说法正确的是()A.图甲:普朗克通过探讨黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图乙:康普顿效应说明光子具有粒子性,光子不但具有能量,还有动量C.图丙:汤姆孙探讨α粒子散射试验,提出了原子的核式结构模型D.图丁:玻尔探讨阴极射线管证明了阴极射线是带电粒子流3.(2024河南商丘高二阶段练习)氢原子的能级公式为En=E1n2(E1<0,量子数n=2,3,4,…),E1是基态氢原子的能量值,光在真空中的传播速度为c,大量处于n=A.-15E116C.-17E1184.(2024河北张家口第四中学阶段练习)用频率分别为ν和2ν的光照耀某种金属材料,已知该金属的逸出功为23hν,其中h为普朗克常量,则两种状况下测得的该金属材料发生光电效应的遏止电压之比为(A.1∶2 B.1∶3C.1∶4 D.1∶55.(2024湖北卷)2024年10月,我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星胜利放射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2eV)。依据如图所示的氢原子能级图,可知此谱线来源于太阳中氢原子()A.n=2和n=1能级之间的跃迁B.n=3和n=1能级之间的跃迁C.n=3和n=2能级之间的跃迁D.n=4和n=2能级之间的跃迁6.(2024新课标卷)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁放射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV,跃迁放射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,元电荷e=1.60×10-19C)()A.103Hz B.106HzC.109Hz D.1012Hz7.(多选)(2024河北张家口第四中学阶段练习)氢原子的能级图如图甲所示,大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时,发出的复色光通过玻璃三棱镜后能分成如图乙所示的a、b、c、d四条可见光束。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间,则下列说法正确的是()A.四条可见光中a光波长最大B.四条可见光中d光波长最大C.b光为第6能级向第2能级跃迁产生的D.b光为第4能级向第2能级跃迁产生的8.(2024北京海淀高二阶段练习)某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度(表示光的强弱)如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长,称为极限波长,表中为一些金属的极限波长。用该光源照耀表中金属表面,则()材料铂钨钠极限波长/nm196274542A.只有钠表面有电子逸出B.只有铂表面有电子逸出C.钨、铂表面均有电子逸出D.铂、钨、钠表面均有电子逸出9.(2024广东肇庆德庆县香山中学期中)如图所示,甲图为探讨光电效应规律的试验装置,乙图为用a、b、c三种光分别照耀装置甲得到的三条电流表与电压表示数关系的曲线,丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是()甲乙丙A.若b光为紫光,c光可能是绿光B.b光的强度等于c光的强度C.若b光光子能量为11eV,用它干脆照耀大量处于基态的氢原子,可使其跃迁D.若b光光子能量为2.55eV,用它干脆照耀大量处于n=2激发态的氢原子,氢原子可以产生6种不同频率的光二、计算题10.(2024江苏卷)“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子,设波长为λ。若太阳匀称地向各个方向辐射硬X射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S,卫星离太阳中心的距离为R,普朗克常量为h,光速为c,求:(1)每个光子的动量p和能量E;(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。章末综合训练(四)1.C爱因斯坦提出了光量子假说,揭示了光的粒子性,故A错误;汤姆孙探讨阴极射线管证明了阴极射线是电子束流,故B错误;物理学家康普顿发觉了康普顿效应,证明了光的粒子性,故C正确;玻尔的原子理论胜利地说明了氢原子光谱的试验规律,但不足之处是它保留了经典理论中的一些观点,如电子轨道的概念,对于略微困难一点的原子如氦原子,玻尔理论就无法说明它的光谱现象,故D错误。2.AB普朗克通过探讨黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,故A正确;康普顿效应、光电效应说明光具有粒子性,光子具有能量,康普顿效应还表明光子具有动量,故B正确;卢瑟福探讨α粒子散射试验,提出了原子的核式结构模型,故C错误;汤姆孙探讨阴极射线管证明了阴极射线是带电粒子流,故D错误。3.A从n=4能级干脆跃迁到n=1能级辐射的光子能量最大,动量最大,即E4-E1=hcλ=pc,解得p=E44.C依据W0=23hν,hν=W0+Ekm,eUc=Ekm,可求得遏止电压之比为Uc1∶Uc2=1∶5.A由能级图可知n=2和n=1能级之间的能量差为ΔE=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,与探测到的谱线对应的光子能量相等,故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁。选项A正确。6.C依据ΔE=hν,得ν=10-5×1.607.AD由图乙偏折程度可知,a光的折射率最小,d光的折射率最大,所以四条可见光中a光波长最大,d光波长最小,A正确,B错误。依据玻尔原子模型理论,因可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间,故不行能是任何一个较高能级向第1能级跃迁产生的,也不行能是更高能级向第3能级跃迁产生的,所以肯定是从较高能级向第2能级跃迁时产生的,即a、b、c、d四条光束只能是第6、5、4、3能级向第2能级跃迁时辐射产生的,且辐射光子能量依次减小;a、b、c、d四条可见光通过三棱镜,依据偏折程度可知,d光光子能量最大,b光光子能量第三,所以b光为第4能级向第2能级跃迁产生的,C错误,D正确。8.A依据光电效应方程可知Ek=hν-W0=hcλ-W09.D由图乙可知,b对应的遏止电压等于c对应的遏止电压,由eUc=Ek=hν-W0,知b的频率等于c的频率,b与c是同一种色光,故A错误;由图乙可知,b对应的饱和电流大于c对应的饱和电流,则b光的光照强度大于c光的光照强度,故B错误;若b光光子能量为11eV,用它干脆照耀大量处于基态的氢原子,假如氢原子汲取该光子,则其能量值变为E=E1+ΔE=-13.6eV+11eV=-2.6eV,氢原子没有对应当能量的能级,所以不能使其跃迁,故C错误;若b光光子能量为2.55eV,用它干脆照耀大量处于n=2激发态的氢原子,能量值可以达到2.55eV-3.4eV=-0.85eV=E4,即可以使氢原子跃迁到n=4能级,当大量处于n