物理選擇性必修第三冊(cè)(配人教版)第四章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷

第四章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)符合題目要求．)1．關(guān)于對(duì)熱輻射的認(rèn)識(shí)，下列說法中正確的是()A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)C．輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無關(guān)D．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色【答案】B【解析】一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強(qiáng)，A錯(cuò)誤，B正確；選項(xiàng)C是黑體輻射的特征，C錯(cuò)誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，D錯(cuò)誤．2．(2020年上海名校聯(lián)考)盧瑟福通過對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出()A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．原子核內(nèi)有中子存在C．電子是原子的組成部分D．原子核是由質(zhì)子和中子組成的【答案】A【解析】盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，用α粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)α粒子穿過金箔后，基本仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子(約占1/8000)發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度甚至大于90°.而湯姆孫的“棗糕模型”是不能解釋?duì)亮Ｗ影l(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的，也就是說“棗糕模型”是不正確的，盧瑟福通過分析認(rèn)為：若要使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的那部分物質(zhì)集中在很小的空間范圍，這樣才能使α粒子受到足夠大的斥力，發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)．所以1911年，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．故選A.3．(2020年上海理工大附中期中)如圖所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況．下列說法正確的是()A．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈【答案】C【解析】放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多，說明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯(cuò)誤；放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少，說明較少射線發(fā)生偏折，可知原子內(nèi)部帶正電的體積小，故B錯(cuò)誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似，故C正確；α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子受到金原子庫(kù)侖力作用，且金原子質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯(cuò)誤．4．(2020年湖北名校聯(lián)考)一個(gè)氫原子從量子數(shù)n＝2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)n＝3的能級(jí)，該氫原子()A．吸收光子，能量增加 B．放出光子，能量減少C．放出光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少【答案】A【解析】一個(gè)氫原子在一個(gè)定態(tài)具有的能量是電子圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能之和，能量為E＝eq\f(E1,n2)，E1＝－13.6eV，可知量子數(shù)越大，能量越高，故氫原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷要吸收光子，而能量增加；故選A.5．(2020年新余四中一模)被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱FAST)在貴州省平塘縣落成啟用，開始接收來自宇宙深處的電磁波．中國(guó)天眼的建成，使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星，對(duì)探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義．如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬瓦級(jí)(106W)的發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的無線電波波長(zhǎng)為126厘米．那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級(jí)約為(取光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34A．1023 B．1027C．1031 D．1035【答案】C【解析】設(shè)單位時(shí)間t0，發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量為n，則光子的總能量為nt0heq\f(c,λ)，每秒鐘的發(fā)射能量為Pt0，所以nt0heq\f(c,λ)＝Pt0，代入數(shù)據(jù)，最終可得n的數(shù)量級(jí)約為1031，故C正確．6．(2020年福州模擬)按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中()A．原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小B．原子要吸收某一頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小C．原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小D．原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量也增大【答案】A【解析】由玻爾理論知，氫原子中電子軌道半徑越大，原子能量越大，當(dāng)電子從ra躍遷到rb時(shí)，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過程中，庫(kù)侖力做正功，原子的電勢(shì)能減??；由庫(kù)侖力提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即eq\f(ke2,r2)＝eq\f(mv2,r)，r減小，電子速度增大，動(dòng)能增大，綜上所述可知A正確．7．(2020年臺(tái)州4月聯(lián)考)如圖所示是氫原子的能級(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)，一共可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則()A．6種光子中有3種屬于巴耳末系B．6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的C．使n＝4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量D．若從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子也一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】公式中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，6種光子中從n＝4→2與n＝3→2的屬于巴耳末系，即2種，故A錯(cuò)誤；從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生光子的能量最小，根據(jù)E＝heq\f(c,λ)知，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；處于n＝4能級(jí)的氫原子具有的能量為－0.85eV，故要使其發(fā)生電離能量變?yōu)?，至少需要0.85eV的能量，故C正確；從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能量為13.6eV－3.4eV＝10.2eV，若該光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子能量3.4eV－1.51eV＝1.89eV＜10.2eV，不一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤．8．(2020年紹興選考)如圖所示，某種頻率的光照射金屬鋇使一些電子從鋇表面發(fā)射出來．為了測(cè)量這些電子的最大初動(dòng)能，在鋇表面上方放置一帶電金屬板，調(diào)節(jié)金屬板電勢(shì)，使所有電子均不能到達(dá)金屬板(金屬板電勢(shì)低于鋇表面)．若鋇表面相對(duì)于金屬板的最小電勢(shì)差為3.02V，已知金屬鋇的逸出功為2.50eV，普朗克常量為6.63×10－34J·s，可見光的波長(zhǎng)范圍為400nm～700nm，則()A．電子的最大初動(dòng)能為2.50eVB．照射光的頻率約為1.33×1015HzC．所有電子返回鋇表面時(shí)的動(dòng)能都為3.02eVD．可見光照射金屬鋇一定不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】對(duì)逸出的電子，由動(dòng)能定理可得eUc＝Ek，故電子的最大初動(dòng)能為Ek＝3.02eV，故A錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可得照射光的頻率為ν＝eq\f(Ek＋W0,h)≈1.33×1015Hz，故B正確；由于電子逸出時(shí)動(dòng)能有大有小，故返回鋇表面的速度不一定相同，動(dòng)能也不一定相同，最大動(dòng)能為3.02eV，故C錯(cuò)誤；鋇的極限頻率為ν0＝eq\f(W0,h)＝6.03×1014Hz，由題中數(shù)據(jù)，可見光頻率的最大值為νm＝eq\f(c,λ)≈7.5×1014Hz>ν0，故有部分可見光可以使鋇發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤．9．(2020年北京名校模擬)用綠光照射一個(gè)光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時(shí)最大初動(dòng)能增大，可以()A．改用紅光照射 B．改用紫光照射C．改用藍(lán)光照射 D．增加綠光照射時(shí)間【答案】BC【解析】光電子的最大初動(dòng)能與照射時(shí)間或照射強(qiáng)度無關(guān)，而與入射光子的能量有關(guān)，入射光子的能量越大，光電子從陰極逸出時(shí)最大初動(dòng)能越大，所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍(lán)光照射，以增大光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能．10．(2020年宜昌名校聯(lián)考)氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，下列說法正確的是()A．電子旋轉(zhuǎn)半徑減小 B．氫原子能量增大C．氫原子電勢(shì)能增大 D．核外電子速率增大【答案】AD【解析】氫原子輻射出一個(gè)光子后，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，得軌道半徑減小，電子速率增大，動(dòng)能增大，由于氫原子半徑減小的過程中電場(chǎng)力做正功，則氫原子電勢(shì)能減小，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤．11．用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a光與b光波長(zhǎng)分別為λ和2λ，它們產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，下列說法正確的有()A．該種金屬的逸出功為eq\f(hc,3λ)B．該種金屬的逸出功為eq\f(hc,λ)C．波長(zhǎng)超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．波長(zhǎng)超過3λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】AD【解析】由hν＝W0＋Ek知heq\f(c,λ)＝W0＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，heq\f(c,2λ)＝W0＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，又v1＝2v2，得W0＝eq\f(hc,3λ)，A正確，B錯(cuò)誤．光的波長(zhǎng)小于或等于3λ時(shí)都能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，D正確．12．如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)．由圖可知()A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV【答案】AC【解析】圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0＝hν0＝eq\f(6.63×10－34×4.27×1014,1.6×10－19)eV≈1.77eV，D錯(cuò)誤．二、非選擇題(本題共6小題，共52分)13．(4分)如圖所示，一靜電計(jì)與鋅板相連，在A處用一弧光燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角．(1)現(xiàn)用一帶正電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計(jì)指針偏角將________(填“增大”“減小”或“不變”)．(2)使靜電計(jì)指針回到零，用黃光照射鋅板，靜電計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強(qiáng)度更大的黃光照射鋅板，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角將________(填“增大”“減小”或“不變”)．【答案】(1)增大(2)增大【解析】(1)鋅板在紫外線照射下，發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子飛出，鋅板帶正電，將一帶正電的金屬小球與鋅板接觸，鋅板所帶正電量增大，則靜電計(jì)指針偏角將增大．(2)改用強(qiáng)度更大黃光照射鋅板，從鋅板上發(fā)出的光電子數(shù)增多，鋅板所帶正電量增大，則靜電計(jì)指針偏角將增大．14．(8分)用圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為5eV的光照射到光電管上時(shí)，測(cè)得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖乙所示．(1)當(dāng)變阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑動(dòng)時(shí)，通過電流表的電流將會(huì)減?。?2)光電子的最大初動(dòng)能為________J，金屬的逸出功為__________J.(3)如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而減小入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能__________(填“增加”“減小”或“不變”)．【答案】(1)右(2)3.2×10－194.8×10－19(3)不變【解析】(1)由題圖可知光電管兩端所加的電壓為反向電壓，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)端P向右移動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，則通過電流表的電流減?。?2)由圖乙可知，當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓是－2V時(shí)，電流表示數(shù)為0，遏止電壓為－2V，則光電子的最大初動(dòng)能為Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×10－19J，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，則W0＝3eV＝4.8×10－19J.(3)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知入射光的頻率不變，則光電子的最大初動(dòng)能不變．15．(10分)A、B兩種光子都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB.已知A、B兩種光子它們的動(dòng)量之比為4∶1.求：(1)A、B兩種光子的能量之比；(2)該金屬的逸出功．解：(1)光子能量ε＝hν，動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，且ν＝eq\f(c,λ)，因pA∶pB＝4∶1，則εA∶εB＝4∶1.(2)A照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EA＝εA－W0.同理，EB＝hεB－W0，代入數(shù)據(jù)解得W0＝eq\f(EA－4EB,3).16．(10分)納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面．將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要原因，利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果．一臺(tái)功率為10W氬激光器，假定所發(fā)出的可見光的波長(zhǎng)都是560nm，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是2×10－4s．試求：(1)求每次“點(diǎn)焊”需要的能量；(2)激光器消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s解：(1)根據(jù)E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×10－4J＝2×10－3J.(2)一個(gè)波長(zhǎng)為λ的光子能量為E0＝eq\f(hc,λ)，設(shè)激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，則n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，聯(lián)立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018個(gè)．17．(10分)現(xiàn)有一群處于n＝4能級(jí)上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1＝－13.6eV，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.則：(1)電子在n＝4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是多少？(2)這群氫原子發(fā)光的光譜共有幾條譜線？畫出對(duì)應(yīng)的圖示．(3)這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是多少？解：(1)電子繞核運(yùn)動(dòng)，由庫(kù)侖引