2020高中物理 章末綜合檢測(cè)（三）（含解析）-5

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE12-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末綜合檢測(cè)（三)（時(shí)間60分鐘,滿分100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．其中1～6題為單項(xiàng)選擇題,7～10題為多項(xiàng)選擇題．)1．下列敘述中符合物理學(xué)史的有(）A．湯姆孫通過(guò)研究陰極射線實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了電子B．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，證實(shí)了原子是可以再分的C．查德威克通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．玻爾根據(jù)氫原子光譜分析，總結(jié)出了氫原子光譜可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng)公式解析：湯姆孫通過(guò)研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，A對(duì)；盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B、C錯(cuò)；巴耳末根據(jù)氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線得出巴耳末公式，D錯(cuò)誤．答案:A2．從α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)推出的下述結(jié)論中正確的是(）A．說(shuō)明金原子的內(nèi)部大部分是空的B．說(shuō)明α粒子的質(zhì)量比金原子質(zhì)量還大C．說(shuō)明金原子也是個(gè)球體D．說(shuō)明α粒子的速度很大解析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子基本沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是空的，α粒子速度不是很大也能穿過(guò)，故A對(duì),D錯(cuò)；α粒子的偏轉(zhuǎn)無(wú)法說(shuō)明金原子的形狀及與α粒子的質(zhì)量關(guān)系，故B、C錯(cuò)．答案：A3．以下說(shuō)法正確的是()A．進(jìn)行光譜分析可以用連續(xù)譜,也可以用吸收光譜B．光譜分析的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速C．分析某種物質(zhì)的化學(xué)組成時(shí)，可以使這種物質(zhì)發(fā)出的白光通過(guò)另一種物質(zhì)的低溫蒸氣，取得吸收光譜進(jìn)行分析D．?dāng)z下月球的光譜可以分析出月球上有哪些元素解析：進(jìn)行光譜分析不能用連續(xù)譜，只能用線狀譜或吸收光譜；光譜分析的優(yōu)點(diǎn)是靈敏而迅速；分析某種物質(zhì)的組成，可用白光照射其低溫蒸氣產(chǎn)生的吸收光譜進(jìn)行;月球不能發(fā)光，它只能反射太陽(yáng)光，故其光譜是太陽(yáng)的光譜,不是月球的光譜,不能用來(lái)分析月球上的元素．故選B.答案：B4．根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能量為E′的軌道，輻射出波長(zhǎng)為λ的光，以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速，那么E′等于（）A．E－h(huán)eq\f（λ,c) B．E＋heq\f（λ，c）C．E－h(huán)eq\f（c,λ) D．E＋heq\f（c,λ)解析：根據(jù)玻爾理論得E－E′＝heq\f(c，λ）,所以E′＝E－h(huán)eq\f（c，λ），C正確．答案：C5．下列說(shuō)法不正確的是（）A．一群氫原子處于n＝5的激發(fā)態(tài)，當(dāng)其自發(fā)地向較低的能級(jí)躍遷時(shí)，最多可放出6種頻率的光子B．由于每種原子都有自己的特征譜線,根據(jù)原子光譜可鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成C．由玻爾理論可知原子中的電子在原子核外的軌道是不連續(xù)的D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)，揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)解析：一群氫原子處于n＝5的激發(fā)態(tài),當(dāng)其自發(fā)地向較低的能級(jí)躍遷時(shí)，最多可放出10種頻率的光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由于每種原子都有自己的特征譜線，根據(jù)原子光譜可鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成,選項(xiàng)B正確．由玻爾理論可知,原子中的電子在原子核外有確定的軌道,選項(xiàng)C正確．α粒子散射實(shí)驗(yàn),揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)D正確．答案：A6．紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石是含有鉻離子的三氧化二鋁晶體,利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光．鉻離子的能級(jí)圖如圖所示，E1是基態(tài),E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長(zhǎng)為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3，然后自發(fā)地躍遷到E2，釋放波長(zhǎng)為λ2的光子,處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光,這種激光的波長(zhǎng)為（)A。eq\f（λ1λ2，λ2－λ1） B。eq\f（λ1λ2,λ1－λ2）C。eq\f（λ1－λ2，λ1λ2) D.eq\f（λ2－λ1,λ1λ2)解析：E3－E1＝eq\f(hc,λ1),E3－E2＝eq\f（hc，λ2），E2－E1＝eq\f（hc,λ)，根據(jù)E3－E1＝(E3－E2）＋（E2－E1),可得eq\f（hc,λ1)－eq\f(hc，λ2)＝eq\f（hc,λ），則λ＝eq\f(λ1λ2，λ2－λ1).答案:A7．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的下述說(shuō)法中正確的是（）A．在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后,仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°，有的甚至被彈回接近180°B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來(lái)自帶負(fù)電的核外電子；當(dāng)α粒子接近電子時(shí),電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．實(shí)驗(yàn)表明原子中心有一個(gè)極小的核,它占有原子體積的極小部分D．實(shí)驗(yàn)表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質(zhì)量解析：A項(xiàng)是對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確描述；使α粒子偏轉(zhuǎn)的力是原子核對(duì)它的靜電排斥力，而不是電子對(duì)它的吸引力，故B錯(cuò);C項(xiàng)是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論之一的正確分析;原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，因核外還有電子，故D錯(cuò)．答案：AC8．如圖所示為氫原子能級(jí)圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．玻爾理論也能很好地解釋復(fù)雜原子的光譜B．玻爾理論認(rèn)為原子的能量是連續(xù)的,電子的軌道半徑是不連續(xù)的C．大量處在n＝2能級(jí)的氫原子可以被2。00eV的電子碰撞而發(fā)生躍遷D．當(dāng)氫原子從n＝2的狀態(tài)躍遷到n＝3的狀態(tài)時(shí)，吸收1.89eV的光子解析:玻爾理論只能解釋氫原子的光譜，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；玻爾理論認(rèn)為原子的能量是不連續(xù)的，電子的軌道半徑也是不連續(xù)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；能量為2.00eV的電子與氫原子發(fā)生碰撞時(shí)，氫原子吸收1.89eV的能量即可由n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，選項(xiàng)C正確；當(dāng)氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)，需吸收能量為1.89eV的光子，選項(xiàng)D正確．答案：CD9．根據(jù)氫原子的玻爾模型，氫原子核外電子在第一軌道和第二軌道運(yùn)行時(shí)()A．軌道半徑之比為1∶4B．速度之比為4∶1C．周期之比為1∶8D．動(dòng)能之比為4∶1解析:由玻爾公式rn＝n2r1，所以軌道半徑之比為r1∶r2＝12∶22＝1∶4，故A對(duì)．根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律有keq\f(e2，r\o\al(2，n))＝meq\f(v\o\al（2,n)，rn），vn＝eq\r（\f（ke2,mrn)），所以速度之比為eq\f(v1，v2)＝eq\r(\f(r2,r1）)＝2∶1,故B錯(cuò)．根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律有keq\f（e2，r\o\al（2，n))＝m(eq\f（2π，T））2rn，T＝eq\r（\f（4π2mr\o\al(3,n),ke2))，所以周期之比為eq\f(T1，T2）＝eq\r(\f（r1,r2)3)＝1∶8，故C對(duì)．根據(jù)eq\f(1,2）mveq\o\al(2,n）＝eq\f（1，2）keq\f(e2，rn），知?jiǎng)幽苤葹閑q\f(Ek1，Ek2）＝eq\f(r2，r1）＝4∶1，故D對(duì)．答案:ACD10．圖1所示為氫原子能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出多種不同頻率的光,其中用從n＝4能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射圖2所示光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，則（）A．若將滑片右移，電路中光電流增大B．若將電源反接，電路中可能有光電流產(chǎn)生C．若陰極K的逸出功為1。05eV，則逸出的光電子最大初動(dòng)能為2.4×10－19JD．大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)解析：將滑片右移，光電管兩端的電壓增大，但之前光電流是否達(dá)到飽和并不清楚，因此光電管兩端的電壓增大,光電流不一定增大,A錯(cuò)誤；將電源極性反接,所加電壓阻礙光電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，但若eU〈Ekm，仍會(huì)有一定數(shù)量的光電子可到達(dá)陽(yáng)極而形成光電流,B正確;若陰極K的逸出功為1。05eV，由光電效應(yīng)方程知,逸出的光電子最大初動(dòng)能為2。4×10－19J,C正確;由于陰極K的逸出功未知，能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的光子種數(shù)無(wú)法確定,D錯(cuò)誤．答案：BC二、非選擇題（本小題共3小題，共40分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位．）11．(12分)已知?dú)湓犹幵诘谝?、第二激發(fā)態(tài)的能級(jí)分別為－3.4eV和－1。51eV，金屬鈉的截止頻率為5。53×1014Hz，普朗克常量h＝6。63×10－34J·s.請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷,氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過(guò)程中發(fā)出的光照射金屬鈉板,能否發(fā)生光電效應(yīng)?解析:氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過(guò)程中，放出的光子能量為E＝E3－E2，代入數(shù)據(jù)得E＝1.89eV。金屬鈉的逸出功W0＝hν0，代入數(shù)據(jù)得W0＝eq\f（6.63×10－34×5.53×1014，1。6×10－19）eV≈2。3eV.因?yàn)镋〈W0，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)．答案：見(jiàn)解析12．（14分）將氫原子電離，就是從外部給電子能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛而成為自由電子．已知?dú)湓犹幱诨鶓B(tài)時(shí)，原子的能量為E1＝－13。6eV,氫原子各能級(jí)間的關(guān)系為En＝eq\f（E1,n2)(n＝1，2,3，…)，求：(1）若要使n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子？（2)若用波長(zhǎng)為200nm的紫外線照射n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，則電子飛到離核無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的速度為多大？(電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子質(zhì)量me＝9.1×10－31解析：（1）n＝2時(shí),E2＝eq\f(－13.6,22）eV＝－3。4eV.要使處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，電離能為ΔE＝E∞－E2＝3。4eV，ν＝eq\f(ΔE，h)＝eq\f(3.4×1.6×10－19，6.63×10－34)Hz≈8。21×1014Hz。(2)波長(zhǎng)為200nm的紫外線一個(gè)光子所具有的能量E0＝eq\f(hc，λ)＝eq\f(6。63×10－34×3×108，200×10－9)J＝9。945×10－19J，電離能ΔE＝3。4×1.6×10－19J＝5。44×10－19J，由能量守恒得E0－ΔE＝eq\f（1，2）mev2,代入數(shù)值解得v≈9。95×105m/s.答案:(1）8.21×1014Hz（2)9.95×105m/s13．(14分）原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級(jí)躍遷（在碰撞中,動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞）．一個(gè)具有13.6eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰．若原子間發(fā)生的碰撞為完全非彈性碰撞，損失能量全部被原靜止氫原子吸收．(1）是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷（氫原子能級(jí)如圖所示）？(2）若上述碰撞中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離,則氫原子的初動(dòng)能至少為多少？解析：（1）設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動(dòng)能ΔE被原靜止氫原子吸收．若ΔE＝10.2eV,則基態(tài)氫原子可由n＝1躍遷到n＝2.由動(dòng)量守恒和能量守恒有mv0＝2mv①eq\f(1