人教版高中物理精講精練-選擇性必修3第四章《原子結(jié)構(gòu)和波粒二像性》高分必刷鞏固達標(biāo)檢測卷（基礎(chǔ)卷）解析版

第四章《原子結(jié)構(gòu)和波粒二像性》高分必刷鞏固達標(biāo)檢測卷（基礎(chǔ)卷）一：單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．關(guān)于電磁波、電磁場、黑體輻射、磁通量，下列說法正確的是（

）A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場C．黑體一定是黑色的，所以黑體只從外界吸收能量，不向外界輻射能量D．磁場中磁感應(yīng)強度大的地方，穿過某面積的磁通量不一定大【答案】D【詳解】A．電磁波在真空中的傳播速度為光速與電磁波的頻率無關(guān)，故A錯誤；B．變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，靜止的磁場周圍沒有電場，靜止的電場周圍也沒有磁場，故B錯誤；C．對黑體加熱時，黑體也向外界輻射電磁波，即輻射能量，且向外界輻射電磁波的強度按波長的分布與溫度有關(guān)，故C錯誤；D．根據(jù)Φ=BScosθ可知，面積和夾角不確定，磁感應(yīng)強度大的地方磁通量不一定很大，故D正確。故選D。2．如圖甲所示，用三個光源a、b、c發(fā)出的光照射光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，測得電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，下列說法中正確的是（

）A．a(chǎn)、c發(fā)出的光頻率相同 B．a(chǎn)、c發(fā)出的光光強相同C．b發(fā)出的光的頻率比c的小 D．隨著電壓的增大，電流一定增大【答案】A【詳解】A．根據(jù)可知，入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Uc越大，由圖可知：a光、c光的遏止電壓相等，所以a、c發(fā)出的光頻率相同，A正確；B．同種頻率的光，光強越大，飽和電流越大，a光和c光的頻率相同，a光對應(yīng)的飽和電流大于c光對應(yīng)的飽和電流，所以a光的光強大于c光的光強，B錯誤；C．由A項分析可知，b光的遏止電壓大于c光的遏止電壓，說明b發(fā)出的光的頻率比c的大，C錯誤；D．隨著電壓的增大，電流達到飽和電流值后不再增大，D錯誤。故選A。3．如圖所示為氫原子的能級圖，下列說法正確的是（

）A．處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為的光子躍遷到能級B．處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為的光子后被電離C．氫原子由級躍遷到能級時，原子的電勢能增加D．一個氫原子從能級向基態(tài)躍遷時，可發(fā)出6種不同頻率的光子【答案】B【詳解】A．處于基態(tài)的氫原子躍遷到n=3能級需要E=-1.51eV-（-13.6）eV=12.09eV故A錯誤；B．根據(jù)電離的特點可知，處于基態(tài)的氫原子吸收大于13.6eV的能量即可實現(xiàn)電離，故B正確；C．氫原子由級躍遷到能級時，半徑變小，可知動能增加，電勢能減小，故C錯誤；D．一個氫原子從n=4能級向基態(tài)躍遷時，可發(fā)出n-1=3種不同頻率的光子，故D錯誤；故選B。4．關(guān)于盧瑟福的α粒子散射實驗和原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法中不正確的是（）A．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進B．只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個很小的核上C．盧瑟福依據(jù)α粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論D．α粒子散射實驗說明原子中正電荷是均勻分布的【答案】D【詳解】A．α粒子散射實驗的現(xiàn)象是：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)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過，故A正確；BD．α粒子散射實驗中，只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說明三點：一是原子內(nèi)有一質(zhì)量很大的粒子存在；二是這一粒子帶有全部的正電荷；三是這一粒子的體積很小，故B正確，D錯誤；C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論，故C正確。本題選不正確的，故選D。5．如圖為一研究光電效應(yīng)的電路圖，用一定頻率的光照射陰極K，電流表G有示數(shù)，則下列判斷正確的是（）A．將滑片P向右移動，電流表的示數(shù)一定會越來越大B．將滑片P移到最左端時，電流表的示數(shù)一定為零C．將照射光強度減弱，光電子最大初動能不變D．將照射光強度減弱，將不會發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【詳解】A．將滑片P向右移動，即正向電壓增大，若光電流達到飽和，則電流表的示數(shù)不變，故A錯誤；B．將滑片P移到最左端時，即不加電壓，此時電流表的示數(shù)一定不為零，故B錯誤；C．將照射光強度減弱，光電子最大初動能不變，故C正確；D．若將照射光強度減弱，但頻率不變，則仍然發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選C。6．如圖所示，是粒子散射實驗的示意圖，①②③④四條軌跡分別對應(yīng)4個粒子與原子核相互作用時的運動路徑。已知粒子的入射速度都相等，散射后的速度大小等于初速度大小，則4個粒子在散射過程中受到原子核沖量最大的是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】D【詳解】散射角度大的α粒子動量變化大，所以受到原子核的沖量也大，所以4個粒子在散射過程中受到原子核沖量最大的是④。故選D。7．光電效應(yīng)實驗電路如圖甲所示。用a、b兩種單色光分別照射光電管的陰極K，實驗中得到的光電流Ⅰ與光電管兩端電壓U的關(guān)系如圖乙所示。則（）A．研究圖乙中U<0的規(guī)律時甲圖開關(guān)需打在2上B．開關(guān)打在2上觸頭Р左移時，微安表示數(shù)增大C．電壓為圖乙中U0時，a光照射時單位時間到達A極的光電子個數(shù)比b的多D．若b光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離，則a光一定也可以【答案】C【詳解】A．研究圖乙中U<0的規(guī)律時，圖甲A端接負極，甲圖開關(guān)需打在1上，故A錯誤；B．開關(guān)打在2上觸頭Р左移時，電壓表示數(shù)減小，由圖乙可知，微安表示可能減小，可能不變。故B錯誤；C．電壓為圖乙中U0時，a光比b光光電子產(chǎn)生的電流大，由電流的定義式可得其中為單位時間內(nèi)到達A極的光電子個數(shù)，因為所以即單位時間到達A極的光電子個數(shù)a比b的多。故C正確；D．由光電效應(yīng)方程得又以上兩式整理得由于，所以，所以當(dāng)b光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離時，a光不一定可以讓處于基態(tài)的氫原子電離時。故D錯誤。故選C。8．氫原子能級如圖甲所示。一群處于能級的氫原子，向低能級躍遷時能發(fā)出多種頻率的光，分別用這些頻率的光照射圖乙電路的陰極K，只能得到3條電流隨電壓變化的圖線，如圖丙所示。下列說法正確的是（

）A．陰極K材料的逸出功為12.75eVB．a(chǎn)光的波長大于b光的波長C．圖中M點的數(shù)值為-6.34D．滑動變阻器的滑片向右滑動時，電流表的示數(shù)一定持續(xù)增大【答案】C【詳解】A．一群處于能級的氫原子，向低能級躍遷時能發(fā)出光的頻率數(shù)為發(fā)出的光子頻率由低到高依次為、、、、、，則，，，，但只檢測到3條電流，根據(jù)光電效應(yīng)方程，分析圖乙可知，a的遏止電壓最大，其次為b和c，所以發(fā)生光電效應(yīng)的能量值為，，由，解得陰極K材料的逸出功為故A錯誤；B．由，可知a光的波長小于b光的波長，故B錯誤；C．由所以因此圖中M點的數(shù)值為-6.34，故C正確；D．滑動變阻器的滑片向右滑動時，正向電壓增大，剛開始電流表示數(shù)會增大，但達到飽和電流以后電流表的示數(shù)不變，故D錯誤。故選C。二：多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．某種復(fù)合光由紅、綠兩種顏色的光組成，實驗小組以此復(fù)合光照射光電管的陰極K（紅、綠單色光均可使該光電管發(fā)生光電效應(yīng)），進行光電效應(yīng)實驗，如圖甲所示。設(shè)光電管電壓為時測得的光電流為，測得多組數(shù)據(jù)，并作出圖像如圖乙所示，已知紅光光子頻率為，綠光光子頻率為，光電管的逸出功為，普朗克常量為，電子電荷量大小為，下列說法正確的是（）A．光電子的最大初動能為 B．測量遏止電壓時，滑片應(yīng)向移動C．遏止電壓 D．紅光的光強大于綠光的光強【答案】ABD【詳解】A．綠光的頻率大于紅光的頻率，綠光光子的能量大于紅光光子的能量，根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動能為故A正確；B．測量遏止電壓時，應(yīng)接反向電壓，滑片應(yīng)向移動，故B正確；C．根據(jù)動能定理解得遏止電壓為故C錯誤；D．綠光的頻率大于紅光的頻率，綠光的遏止電壓大于紅光的遏止電壓，可知紅光的飽和光電流為，綠光的飽和光電流為，故紅光的光強大于綠光的光強，故D正確。故選ABD。10．關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)C．電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D．電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象【答案】BCD【詳解】AB．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子有一定的結(jié)構(gòu)，但并沒有證明原子核的存在，也不能說明原子是由電子和原子核組成的，故A錯誤，B正確；C．發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認為原子是不可再分的最小粒子，故C正確；D．物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程，電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象，故D正確。故選BCD。11．如圖所示就是黑體的輻射強度與其輻射光波長的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是（）A．T1>T2B．T1＜T2C．隨著溫度的升高，黑體的輻射強度都有所降低D．隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動【答案】AD【詳解】AB．不同溫度的物體向外輻射的電磁波的波長范圍是不相同的，溫度越高，向外輻射的能量中，波長短的波越多，所以T1>T2，故A正確，B錯誤；CD．隨著溫度的升高，黑體的輻射強度都會增加；同時最大輻射強度向左側(cè)移動，即向波長較短的方向移動，故C錯誤，D正確。故選AD。12．如圖甲所示為氫原子的能級圖，用同一光電管研究氫原子發(fā)出的a、b、c三種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖乙。則這三種光（）A．光子動量B．照射該光電管時c光使其逸出的光電子初動能最大C．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距最大D．若這三種光是原子從能級躍遷到較低能級時發(fā)出的光，則c光的波長可以表示為【答案】AC【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程再根據(jù)動能定理聯(lián)立可得利用圖像遏止電壓的值可知而光子動量和能量之間的關(guān)系因此光子動量之間的關(guān)系為A正確；B．由圖像可知，c光的遏止電壓最大，根據(jù)動能定理，c光使其逸出的光電子的最大初動能最大，而出射的各種電子初動能不一定都最大，B錯誤；C．根據(jù)可知根據(jù)雙縫干涉相鄰亮（暗）紋間距公式可知通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距最大，C正確；D．若這三種光是原子從能級躍遷到較低能級時發(fā)出的光，利用光電效應(yīng)方程可知整理得D錯誤。故選AC。三：實驗題:本題共2小題，第一小題小題5分，第二小題7分，共12分。13．愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出“光子”概念，并給出光電效應(yīng)方程，但這一觀點一度受到質(zhì)疑，密立根通過下述實驗來驗證其理論的正確性。實驗電路如圖甲所示，當(dāng)頻率為的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過。

（1）當(dāng)滑動變阻器的滑片位于左端時，電流表的示數(shù)；（填“不為0”或“為0”）（2）在光照條件不變的情況下，在滑動變阻器的滑片由左向右移動的過程中，通過電流表的光電流將；（填“一直不變”或“先增大后不變”）（3）對調(diào)電源的正負極，由左向右移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)剛減小到零時，電壓表的示數(shù)為5.6V，則陰極K逸出的光電子的最大初動能是eV；（4）用不同頻率的光照射陰極K均能產(chǎn)生光電效應(yīng)，測量金屬的遏止電壓與入射光頻率，得到圖像如圖乙所示，根據(jù)圖像可得陰極K金屬的逸出功J。普朗克常量（保留三位有效數(shù)字）【答案】不為0先增大后不變5.6【詳解】（1）[1]當(dāng)滑動變阻器的滑片位于左端時，雖然光電管兩端電壓為0，但是由于陰極K上有大量光電子逸出，部分光電子會到達A極，形成光電流，故此時電流表的示數(shù)不為0；（2）[2]在光照條件不變的情況下，在滑動變阻器的滑片由左向右移動的過程中，光電管兩端電壓越來越大，單位時間內(nèi)有更多的光電子到達A極，光電流在增大，但是當(dāng)電壓增大到一定程度時，陰極產(chǎn)生的光電子全部到達A極，之后電流將趨于一個飽和值保持不變，故通過電流表的光電流將先增大后不變；（3）[3]當(dāng)電流表的示數(shù)剛減小到零時，電壓表的示數(shù)為5.6V，可知此時金屬的遏止電壓，由動能定理可知（4）[4]根據(jù)光電效應(yīng)方程有同時有聯(lián)立可得根據(jù)圖像可知當(dāng)時，，故可得14．美國物理學(xué)家密立根利用如圖所示的實驗裝置，最先測出了電子的電荷量，被稱為密立根油滴實驗。兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負極相連接，板間產(chǎn)生勻強電場，方向豎直向下，板間油滴P由于帶負電懸浮在兩板間保持靜止。（1）若要測出該油滴的電荷量，需要測出的物理量有A．油滴質(zhì)量m

B．兩板間的場強E

C．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭

D．兩板的長度L（2）用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q=（3）在進行了幾百次的測量以后，密立根發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量雖不同，但都是某個最小電荷量的整數(shù)倍，這個最小電荷量被認為是元電荷。關(guān)于元電荷說法正確的是A．油滴的電荷量可能是1.6×10-20CB．油滴的電荷量可能是3.2×10-19CC．元電荷就是電子D．任何帶電體所帶電荷量可取任意值【答案】ABCB【詳解】（1）[1]平行金屬板板間存在勻強電場，液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場力與重力平衡，則有所以需要測出的物理量有油滴質(zhì)量m，兩板間的場強E，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。故選ABC。（2）[2]用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量（3）[3]AB．在進行了幾百次的測量以后，密立根發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量雖不同，但都是某個最小電荷量的整數(shù)倍，這個最小電荷量被認為是元電荷，其值為e=1.6×10-19C，則可知油滴的電荷量可能是3.2×10-19C，而1.6×10-20C不是元電荷的整數(shù)倍；故A錯誤，B正確；CD．元電荷不是電子，只是在數(shù)值上等于電子或質(zhì)子的帶電量；任何帶電體所帶電荷量都只能是元電荷的整數(shù)倍，故CD錯誤。故選B。四：解答題:本題共4小題,第一小題小題6分，第二小題8分，第三小題10分，第四小題12分，共36分。15．可利用如圖1所示的電路可以研究光電效應(yīng)中電子的發(fā)射情況與光照的強弱、光的頻率間的關(guān)系，以及光電流與電壓等物理量間的關(guān)系。K、A是密封在真空玻璃管中的兩個電極。K受到光照時能夠發(fā)射電子，K與A之間的電壓大小可以調(diào)整，電源的正負極也可以對調(diào)。（1）電源按圖1所示的方式連接，且將滑動變阻器中的滑片置于中央位置附近。已知陰極K金屬的逸出功是W，普朗克常量為h，元電荷為e。a.求陰極K的截止頻率；b.若用頻率為v的光照射陰極，有電子從K極板逸出，電子經(jīng)電壓U加速后到達A極板，求電子到達A極板時的最大動能。（2）美國物理學(xué)家密立根為了檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性，設(shè)計實驗并測量了某金屬的遏止電壓與入射光的頻率。某同學(xué)根據(jù)他的方法進行實驗，將獲得的實驗數(shù)據(jù)繪制成如圖2所示的圖線，元電荷。a.請根據(jù)實驗圖像和數(shù)據(jù)，求普朗克常量h的數(shù)值（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）：并說明如何檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性（說明方法即可）。b.某次實驗，用光照強度一定的光照射陰極，假設(shè)陰極K單位時間發(fā)射出的電子數(shù)為N，元電荷為e。請分析通過靈敏電流計的電流I?！敬鸢浮浚?）a．，b．；（2）a．，只需將與普朗克常量h進行比較，若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等，則證明“光電效應(yīng)方程”是正確的，b．【詳解】（1）a．根據(jù)，陰極K的截止頻率b．根據(jù)動能定理（2）a．愛因斯坦光電效應(yīng)方程遏止電壓對應(yīng)為具有最大初動能的光電子由K極板運動到A極板動能減為0，根據(jù)動能定理有聯(lián)立以上各式得斜率為普朗克常量與元電荷常量之比，由圖像求得斜率代入數(shù)據(jù)得只需將與普朗克常量h進行比較，若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等，則證明“光電效應(yīng)方程”是正確的。b．通過靈敏電流計的電流16．如圖所示為氫原子的能級圖，現(xiàn)有大量氫原子處于第4能級．求：（1）這些氫原子躍遷會產(chǎn)生多少種不同頻率的光子；（2）這些不同頻率的光子照到逸出功為2.25eV的某種金屬上，產(chǎn)生的光電子的最大初動能．【答案】（1）6種；（2）10.5eV．【詳解】（1）大量氫原子從n＝4的能級躍遷能產(chǎn)生＝6種不同頻率的光；（2）氫原子從n＝4的能級向n＝1發(fā)生躍遷，發(fā)射光子能量最大，產(chǎn)生的光電子的最大初動能也最大；光子的能量：Em＝E4﹣E1＝﹣0.85﹣（﹣13.6）＝12.75eV當(dāng)照射光電管放出能量為：Ekm＝12.75﹣2.25＝10.5eV17．1907年起，美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量。他的目的是：測量金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h，并于普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。某實驗小組實踐密立根的研究過程，在