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第四章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列有关说法正确的是()A.玻尔在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念B.动能相同的一个质子和一

个电子,质子的德布罗意波长比电子长C.康普顿效应表明光子不仅具有能量,还具有动量D.普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性2.如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到

金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是()A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转3.(2022河南洛阳高二期中)某同学用如

图所示实验装置探究光电效应,此时电流表有示数。下列说法正确的是()A.若减小光的强度,增大光的频率,则无法确定光电子初动能是增大还是减小B.将P向右移,光电子初动能不变C.若减小光的频率,则一定不会发生光电效应D.若减小光的强度,则不再发生光电效应4.(2022浙

江绍兴二模)脉冲燃料激光器以450μs的脉冲形式发射波长为585nm的光,这个波长的光可以被血液中的血红蛋白强烈吸收,从而有效清除由血液造成的瘢痕。每个脉冲向瘢痕传送约为5.0×10-3J的能量,普朗克常量为6.626×10

-34J·s。则()A.每个光子的能量约为5×10-19JB.每个光子的动量约为3.9×10-43kg·m/sC.激光器的输出功率不能小于1.24WD.每个脉冲传送给瘢痕的光子数约为1.47×10165.(2022江苏如皋中学高二期末)如图所示,分别用1、2两种材料

作K极进行光电效应探究,其逸出功的大小关系为W1>W2,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是()6.(2022四川宜宾二模)如图所示为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。

下列说法正确的是()A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B.用能量为10.3eV的光子照射氢原子,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C.最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的D.用n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34

eV的金属铂能发生光电效应7.太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。科学家设想未来的宇航事业中,可以在没有空气阻力存在的太空利用太阳帆,为星际飞船提供加速度。假设该飞船所在地,太阳光垂直射到太阳帆上,太阳光子会连续撞击太阳帆并以原速率反射。若太阳帆面积为S,

每秒钟每单位面积接收到的光子数为n,光子的平均波长为λ。飞船总质量为m,光速为c。则下列说法正确的是()A.每个光子被反射前后动量的变化量为ℎ𝜆B.飞船加速度的大小为2𝑛𝑆ℎ𝑚𝜆C.飞船加速度的大小为𝑛𝑆ℎ𝑚𝜆D.每秒钟太阳帆接收到的光子所具有的总平均能量为𝑛�

�𝜆二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现()A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力

情况相同C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D.汤姆孙并未精确得出阴极射线粒子的电荷量9.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1MHz的无线电波的波长,由表中数据可知()物体质量/kg速度/(m·s-1)波长/m弹

子球2.0×10-21.0×10-23.3×10-30电子9.1×10-315.0×1061.2×10-10无线电波(1MHz)—3.0×1083.0×102A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B.无线电波通常情况下只能表现出

波动性C.电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D.只有可见光才有波动性10.(2022湖北武汉高三期末)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线,它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n=2能级跃迁时产生的。四条

谱线中,一条红色、一条蓝色、两条紫色,则下列说法正确的是()A.红色谱线是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的B.蓝色谱线是氢原子从n=5能级直接向n=2能级跃迁时产生的C.若氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生

的辐射不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=4能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应D.若氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级直接向

n=2能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(6分)(1)研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电

流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中,正确的是。(2)金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小(选填“增大”“减小”或“不变”),原因是。12.(8分)小明用金属铷

为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。(1)图甲中电极A为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的极限频率νc=Hz,逸出功W0=J;(3)如果实验中入射

光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=J。13.(12分)功率为40W的白炽灯,有5%的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均波长为580nm,那么该白炽灯每秒钟辐射的光子数为多少?(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3×108m/s)14.(1

2分)金属晶体中晶格大小的数量级是10-10m。电子经加速电场加速,形成电子束,电子束照射该金属晶体时,获得明显的衍射图样。问这个加速电场的电压约为多少?(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,电子的电荷量e=1.6×10-19C,质量m=0.90×10-30kg

)15.(16分)将氢原子电离,就是从外部给电子提供能量,使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。电子电荷量e=1.6×10-19C,电子质量m=9.1×10-31kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3×108m/s。其中

,E1=-13.6eV,En=𝐸1𝑛2(1)若要使n=2激发态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子?(2)若用波长为200nm的紫外线照射n=2激发态的氢原子,则电子飞到离核无穷远处

时的速度为多大?第四章测评1.C普朗克在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念,A错误;根据p=√2𝑚𝐸k,因为质子质量大于电子质量,所以质子动量大于电子的动量,由λ=ℎ𝑝知质子的德布罗意波长比电子的短,B错误;康普顿根据

p=ℎ𝜆,对康普顿效应进行解释,其基本思想是光子不仅具有能量,而且具有动量,C正确;德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性,D错误。2.Aα粒子散射实验的内容是绝大多数α粒子几乎不发生偏转,少数α粒子发

生了较大角度的偏转,极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°,被反弹回来)。该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据,故A正确,D错误;α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设,从而否定了汤姆孙原子模型的正确性,故B错

误。发生α粒子偏转现象,主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果,故C错误。3.B若减小光的强度,增大光的频率,则每个光子的能量增大,根据光电效应方程可知光电子的最大初动能增大,故A错误;将滑动变阻器滑片P向右移,但光的频率不变,每个光子的

能量不变,根据光电效应方程可知光电子的最大初动能不变,故B正确;若减小光的频率,无法确定该光的频率与金属的截止频率的关系,所以不一定会发生光电效应,故C错误;若仅减小该光入射的强度,由于每个光子的能量不

变,入射光的频率仍然大于金属的截止频率,会发生光电效应,故D错误。4.D每个光子的能量约为E=ℎ𝑐𝜆=6.626×10-34×3×108585×10-9J=3.4×10-19J,选项A错误;每个光子的动量约为p=ℎ𝜆=6.626×10-34585

×10-9kg·m/s=1.13×10-27kg·m/s,选项B错误;激光器的输出功率不能小于P=5.0×10-3J450×10-6s=11.1W,选项C错误;每个脉冲传送给瘢痕的光子数约为n=5.0×10-33.4×10-19=1.47×1016,选项D正确。5.C光电管所加电压为正向

电压,则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ekm=Ue+hν-W,可知Ekm-U图像的斜率相同,均为e;逸出功越大,则图像在纵轴上的截距越小,因W1>W2,则图像C正确,A、B、D错误。6.C处于n=4能级的氢原子能发射𝑛(𝑛-1)2=6种频率的光,故

A错误;原子跃迁能量必须等于能级差,基态的氢原子吸收10.2eV的能量从n=1能级跃迁到n=2能级,而10.3eV大于10.2eV,所以不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态,故B错误;由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光的能量为最小值,波长最长,所以最容易表现出衍射现象,故C正确;由

n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量为ΔE=-0.85eV-(-3.4)eV=2.55eV,小于6.34eV,所以不能使金属铂发生光电效应,故D错误。7.B每个光子被反射前后动量的变化量为Δp=2ℎ𝜆,选项A错误;对飞船由动量定理2ℎ𝜆·S·nΔt=mΔv

,解得飞船加速度的大小为a=Δ𝑣Δ𝑡=2𝑛𝑆ℎ𝑚𝜆,选项B正确,C错误;每秒钟太阳帆接收到的光子所具有的总平均能量为E=nSℎ𝑐𝜆=𝑛𝑆ℎ𝑐𝜆,选项D错误。8.AD阴极射线实质上就是高速电子流,所以在电场

中偏向正极板一侧,故选项A正确;由于电子带负电,所以其在磁场中受力情况与正电荷不同,故选项B错误;不同材料所产生的阴极射线都是电子流,所以它们的比荷是相同的,故选项C错误;最早精确测出电子电荷量的是美国物理学家密立根,故选项D正确。9.ABC由于弹子球德布罗意波长极短,故很难观察

其波动性,而无线电波波长为3.0×102m,所以通常表现出波动性,很容易发生衍射,而金属晶体的晶格线度大约是10-10m数量级,所以波长为1.2×10-10m的电子可以观察到明显的衍射现象。故选A、B、C。10.AD红光的频率最小,光子的能量最小,故跃迁时对应的能级差最小,所以红色谱线是氢原子从

n=3能级向n=2能级跃迁时产生的,A正确;紫光的频率最大,光子的能量最大,故紫色谱线是氢原子从n=6能级或n=5能级向n=2能级跃迁时产生的,蓝色谱线是氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时产生的,B错误

;氢原子从n=4能级直接向n=2能级跃迁时产生的光子的频率小于从n=6能级直接向n=2能级跃迁时产生的光子的频率,后者不能使某金属发生光电效应,则后者的频率小于该金属的截止频率,则前者就不可能发生光电效应,C错误;氢原子从n

=3能级向n=2能级跃迁时产生的光子的频率小于从n=6能级直接向n=2能级跃迁时产生的光子的频率,若前者能使某金属发生光电效应,则后者一定能使该金属发生光电效应,故D正确。11.答案(1)C(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作

用(或需要克服逸出功)解析(1)由于光的频率一定,它们的遏止电压相同,A、B错误;光越强,电流越大,C正确,D错误。(2)由于光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功),速度减小,光电子的动量变小。12.答案(1)阳极(2)5.15×10143.4

1×10-19(3)1.23×10-19解析(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极。(2)由题图可知,铷的极限频率νc为5.15×1014Hz,逸出功W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014J=3.41×10-19J。(3)当

入射光的频率为ν=7.00×1014Hz时,由Ek=hν-hνc得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J=1.23×10-19J。13.答案5.8×1018解析波长为λ的光子能量为ε=hν=h𝑐�

�①设白炽灯每秒内发出的光子数为n,白炽灯电功率为P,则n=𝜂𝑃𝜀②式中η=5%是白炽灯的发光效率联立①②式得n=𝜂𝑃𝜆ℎ𝑐代入题给数据得n=5.8×1018。14.答案153V解析据发生明显衍射的条件可知,当运动电子的德布罗意波波波长与晶格大

小差不多时,可以得到明显的衍射现象。设加速电场的电压为U,电子经电场加速后获得的速度为v,对加速过程由动能定理得eU=12mv2①据德布罗意物质波理论知,电子的德布罗意波波长λ=ℎ𝑝②其中p=mv③解①②③联立方程组可得U=ℎ22𝑒𝑚𝜆2=153V。15.答案(1)8.21×101

4Hz(2)1×106m/s解析(1)n=2时,E2=-13.622eV=-3.4eVn=∞时,E∞=0,所以要使处于n=2激发态的氢原子电离,电离能为ΔE=E∞-E2=3.4eVν=Δ𝐸ℎ=3.4×1.6×10-196.63×10-34Hz=8.21×1014

Hz。(2)波长为200nm的紫外线一个光子所具有的能量E0=hν=h𝑐𝜆=6.63×10-34×3×108200×10-9J=9.945×10-19J电离能ΔE=3.4×1.6×10-19J=5.44×10-19J由能量守恒有E0-ΔE=12mv2