2023-2024學(xué)年高中物理人教版2019選擇性課后習(xí)題章末測(cè)評(píng)卷第四章測(cè)評(píng)

第四章測(cè)評(píng)(時(shí)間:75分鐘滿(mǎn)分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B.動(dòng)能相同的一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)比電子長(zhǎng)C.康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量,還具有動(dòng)量D.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子,預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性2.如圖所示是盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙,它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出,形成很細(xì)的一束射線,射到金箔上,最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性C.α粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D.絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)3.(2022河南洛陽(yáng)高二期中)某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng),此時(shí)電流表有示數(shù)。下列說(shuō)法正確的是()A.若減小光的強(qiáng)度,增大光的頻率,則無(wú)法確定光電子初動(dòng)能是增大還是減小B.將P向右移,光電子初動(dòng)能不變C.若減小光的頻率,則一定不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D.若減小光的強(qiáng)度,則不再發(fā)生光電效應(yīng)4.(2022浙江紹興二模)脈沖燃料激光器以450μs的脈沖形式發(fā)射波長(zhǎng)為585nm的光,這個(gè)波長(zhǎng)的光可以被血液中的血紅蛋白強(qiáng)烈吸收,從而有效清除由血液造成的瘢痕。每個(gè)脈沖向瘢痕傳送約為5.0×103J的能量,普朗克常量為6.626×1034J·s。則()A.每個(gè)光子的能量約為5×1019JB.每個(gè)光子的動(dòng)量約為3.9×1043kg·m/sC.激光器的輸出功率不能小于1.24WD.每個(gè)脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為1.47×10165.(2022江蘇如皋中學(xué)高二期末)如圖所示,分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究,其逸出功的大小關(guān)系為W1>W2,保持入射光不變,則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm隨電壓U變化關(guān)系的圖像是()6.(2022四川宜賓二模)如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。下列說(shuō)法正確的是()A.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光B.用能量為10.3eV的光子照射氫原子,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的D.用n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)7.太陽(yáng)帆是利用太陽(yáng)光的光壓進(jìn)行宇宙航行的一種航天器?？茖W(xué)家設(shè)想未來(lái)的宇航事業(yè)中,可以在沒(méi)有空氣阻力存在的太空利用太陽(yáng)帆,為星際飛船提供加速度。假設(shè)該飛船所在地,太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆上,太陽(yáng)光子會(huì)連續(xù)撞擊太陽(yáng)帆并以原速率反射。若太陽(yáng)帆面積為S,每秒鐘每單位面積接收到的光子數(shù)為n,光子的平均波長(zhǎng)為λ。飛船總質(zhì)量為m,光速為c。則下列說(shuō)法正確的是()A.每個(gè)光子被反射前后動(dòng)量的變化量為hB.飛船加速度的大小為2C.飛船加速度的大小為nShD.每秒鐘太陽(yáng)帆接收到的光子所具有的總平均能量為nc二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。全部選對(duì)得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)8.英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)()A.陰極射線在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)B.陰極射線在磁場(chǎng)中受力情況跟正電荷受力情況相同C.不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同D.湯姆孫并未精確得出陰極射線粒子的電荷量9.下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波長(zhǎng)和頻率為1MHz的無(wú)線電波的波長(zhǎng),由表中數(shù)據(jù)可知()物體質(zhì)量/kg速度/(m·s1)波長(zhǎng)/m彈子球2.0×1021.0×1023.3×1030電子9.1×10315.0×1061.2×1010無(wú)線電波(1MHz)—3.0×1083.0×102A.要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能B.無(wú)線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動(dòng)性C.電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動(dòng)性D.只有可見(jiàn)光才有波動(dòng)性10.(2022湖北武漢高三期末)氫原子光譜在可見(jiàn)光部分只有四條譜線,它們分別是從n為3、4、5、6的能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的。四條譜線中,一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色,則下列說(shuō)法正確的是()A.紅色譜線是氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的B.藍(lán)色譜線是氫原子從n=5能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的C.若氫原子從n=6能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則氫原子從n=4能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射將可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.若氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則氫原子從n=6能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(6分)(1)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收,在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中,正確的是。

(2)金屬中的電子吸收光子的能量,從金屬表面逸出,這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過(guò)程中,其動(dòng)量的大小(選填“增大”“減小”或“不變”),原因是

。

12.(8分)小明用金屬銣為陰極的光電管觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量h=6.63×1034J·s。(1)圖甲中電極A為光電管的(選填“陰極”或“陽(yáng)極”);

(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,則銣的極限頻率νc=Hz,逸出功W0=J;

(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=J。

13.(12分)功率為40W的白熾燈,有5%的能量轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光。設(shè)所發(fā)射的可見(jiàn)光的平均波長(zhǎng)為580nm,那么該白熾燈每秒鐘輻射的光子數(shù)為多少?(普朗克常量h=6.63×1034J·s,光速c=3×108m/s)14.(12分)金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級(jí)是1010m。電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速,形成電子束,電子束照射該金屬晶體時(shí),獲得明顯的衍射圖樣。問(wèn)這個(gè)加速電場(chǎng)的電壓約為多少?(已知普朗克常量h=6.63×1034J·s,電子的電荷量e=1.6×1019C,質(zhì)量m=0.90×1030kg)15.(16分)將氫原子電離,就是從外部給電子提供能量,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。電子電荷量e=1.6×1019C,電子質(zhì)量m=9.1×1031kg,普朗克常量h=6.63×1034J·s,光速c=3×108m/s。其中,E1=13.6eV,En=E1n(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?第四章測(cè)評(píng)1.C普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,A錯(cuò)誤;根據(jù)p=2mEk,因?yàn)橘|(zhì)子質(zhì)量大于電子質(zhì)量,所以質(zhì)子動(dòng)量大于電子的動(dòng)量,由λ=hp知質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)比電子的短,B錯(cuò)誤;康普頓根據(jù)p=hλ,對(duì)康普頓效應(yīng)進(jìn)行解釋,其基本思想是光子不僅具有能量,而且具有動(dòng)量,C正確;2.Aα粒子散射實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn),少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°,有的甚至幾乎達(dá)到180°,被反彈回來(lái))。該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù),故A正確,D錯(cuò)誤;α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè),從而否定了湯姆孫原子模型的正確性,故B錯(cuò)誤。發(fā)生α粒子偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,主要是由于α粒子和原子核發(fā)生碰撞的結(jié)果,故C錯(cuò)誤。3.B若減小光的強(qiáng)度,增大光的頻率,則每個(gè)光子的能量增大,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能增大,故A錯(cuò)誤;將滑動(dòng)變阻器滑片P向右移,但光的頻率不變,每個(gè)光子的能量不變,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能不變,故B正確;若減小光的頻率,無(wú)法確定該光的頻率與金屬的截止頻率的關(guān)系,所以不一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;若僅減小該光入射的強(qiáng)度,由于每個(gè)光子的能量不變,入射光的頻率仍然大于金屬的截止頻率,會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),故D錯(cuò)誤。4.D每個(gè)光子的能量約為E=hcλ=6.626×10-34×3×108585×10-9J=3.4×1019J,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;每個(gè)光子的動(dòng)量約為p=hλ=6.626×10-34585×10-9kg·m/s=1.5.C光電管所加電壓為正向電壓,則根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm=Ue+hνW,可知EkmU圖像的斜率相同,均為e;逸出功越大,則圖像在縱軸上的截距越小,因W1>W2,則圖像C正確,A、B、D錯(cuò)誤。6.C處于n=4能級(jí)的氫原子能發(fā)射n(n-1)2=6種頻率的光,故A錯(cuò)誤;原子躍遷能量必須等于能級(jí)差,基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的能量從n=1能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),而10.3eV大于10.2eV,所以不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài),故B錯(cuò)誤;由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光的能量為最小值,波長(zhǎng)最長(zhǎng),所以最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象,故C正確;由n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光的能量為ΔE=0.85eV(3.4)eV=2.55eV,小于6.347.B每個(gè)光子被反射前后動(dòng)量的變化量為Δp=2hλ,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)飛船由動(dòng)量定理2hλ·S·nΔt=mΔv,解得飛船加速度的大小為a=ΔvΔt=2nShmλ,選項(xiàng)B8.AD陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流,所以在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè),故選項(xiàng)A正確;由于電子帶負(fù)電,所以其在磁場(chǎng)中受力情況與正電荷不同,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流,所以它們的比荷是相同的,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;最早精確測(cè)出電子電荷量的是美國(guó)物理學(xué)家密立根,故選項(xiàng)D正確。9.ABC由于彈子球德布羅意波長(zhǎng)極短,故很難觀察其波動(dòng)性,而無(wú)線電波波長(zhǎng)為3.0×102m,所以通常表現(xiàn)出波動(dòng)性,很容易發(fā)生衍射,而金屬晶體的晶格線度大約是1010m數(shù)量級(jí),所以波長(zhǎng)為1.2×1010m的電子可以觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。故選A、B、C。10.AD紅光的頻率最小,光子的能量最小,故躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)的能級(jí)差最小,所以紅色譜線是氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的,A正確;紫光的頻率最大,光子的能量最大,故紫色譜線是氫原子從n=6能級(jí)或n=5能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的,藍(lán)色譜線是氫原子從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的,B錯(cuò)誤;氫原子從n=4能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子的頻率小于從n=6能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子的頻率,后者不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則后者的頻率小于該金屬的截止頻率,則前者就不可能發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)誤;氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子的頻率小于從n=6能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子的頻率,若前者能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則后者一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),故D正確。11.答案(1)C(2)減小光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)解析(1)由于光的頻率一定,它們的遏止電壓相同,A、B錯(cuò)誤;光越強(qiáng),電流越大,C正確,D錯(cuò)誤。(2)由于光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功),速度減小,光電子的動(dòng)量變小。12.答案(1)陽(yáng)極(2)5.15×10143.41×1019(3)1.23×1019解析(1)在光電效應(yīng)中,電子向A極運(yùn)動(dòng),故電極A為光電管的陽(yáng)極。(2)由題圖可知,銣的極限頻率νc為5.15×1014Hz,逸出功W0=hνc=6.63×1034×5.15×1014J=3.41×1019J。(3)當(dāng)入射光的頻率為ν=7.00×1014Hz時(shí),由Ek=hνhνc得,光電子的最大初動(dòng)能為Ek=6.63×1034×(7.005.15)×1014J=1.23×1019J。13.答案5.8×1018解析波長(zhǎng)為λ的光子能量為ε=hν=hcλ①設(shè)白熾燈每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n,白熾燈電功率為P,則n=ηPε②式中η=5%是白熾燈的發(fā)光效率聯(lián)立①②式得n=ηPλ代入題給數(shù)據(jù)得n=5.8×1018。14.答案153V解析據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知,當(dāng)運(yùn)動(dòng)電子的德布羅意波波波長(zhǎng)與晶格大小差不多時(shí),可以得到明顯的衍射現(xiàn)象。設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U,電子經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為v,對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理得eU=12mv2①據(jù)德