新教材2023_2024学年高中物理第4章原子结构和波粒二象性章末综合训练课件新人教版选择性必修第三册
展开第四章章末综合训练(四)123456789101.(2023广东广州华南师大附中阶段练习)下列说法符合事实的是( )A.普朗克提出光量子假说B.卢瑟福证实阴极射线是电子束流C.康普顿效应的解释证实光的粒子性D.玻尔提出的原子结构无法解释氢原子光谱C 12345678910解析 爱因斯坦提出了光量子假说,揭示了光的粒子性,故A错误;汤姆孙研究阴极射线管证实了阴极射线是电子束流,故B错误;物理学家康普顿发现了康普顿效应,证实了光的粒子性,故C正确;玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律,但不足之处是它保留了经典理论中的一些观点,如电子轨道的概念,对于稍微复杂一点的原子如氦原子,玻尔理论就无法解释它的光谱现象,故D错误。123456789102.(多选)(2023吉林通化高二阶段练习)下列四幅图涉及的物理知识,说法正确的是( )12345678910A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图乙:康普顿效应说明光子具有粒子性,光子不但具有能量,还有动量C.图丙:汤姆孙研究α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型D.图丁:玻尔研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流答案 AB 12345678910解析 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,故A正确;康普顿效应、光电效应说明光具有粒子性,光子具有能量,康普顿效应还表明光子具有动量,故B正确;卢瑟福研究α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,故C错误;汤姆孙研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流,故D错误。123456789103.(2023河南商丘高二阶段练习)氢原子的能级公式为 (E1<0,量子数n=2,3,4,…),E1是基态氢原子的能量值,光在真空中的传播速度为c,大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁辐射的多种不同频率的光子中,动量最大值为( )A123456789104.(2023河北张家口第四中学阶段练习)用频率分别为ν和2ν的光照射某种金属材料,已知该金属的逸出功为 hν,其中h为普朗克常量,则两种情况下测得的该金属材料发生光电效应的遏止电压之比为( )A.1∶2 B.1∶3C.1∶4 D.1∶5C 解析 根据 ,hν=W0+Ekm,eUc=Ekm,可求得遏止电压之比为Uc1∶Uc2=1∶4,故选C。123456789105.(2023湖北卷)2022年10月,我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6 nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2 eV)。根据如图所示的氢原子能级图,可知此谱线来源于太阳中氢原子( )A.n=2和n=1能级之间的跃迁B.n=3和n=1能级之间的跃迁C.n=3和n=2能级之间的跃迁D.n=4和n=2能级之间的跃迁A12345678910解析 由能级图可知n=2和n=1能级之间的能量差为ΔE=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,与探测到的谱线对应的光子能量相等,故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁。选项A正确。123456789106.(2023新课标卷)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5 eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.60×10-19 C) ( )A.103 Hz B.106 HzC.109 Hz D.1012 HzC 123456789107.(多选)(2023河北张家口第四中学阶段练习)氢原子的能级图如图甲所示,大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时,发出的复色光通过玻璃三棱镜后能分成如图乙所示的a、b、c、d四条可见光束。已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,则下列说法正确的是( )A.四条可见光中a光波长最大B.四条可见光中d光波长最大C.b光为第6能级向第2能级跃迁产生的D.b光为第4能级向第2能级跃迁产生的AD12345678910解析 由图乙偏折程度可知,a光的折射率最小,d光的折射率最大,所以四条可见光中a光波长最大,d光波长最小,A正确,B错误。根据玻尔原子模型理论,因可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,故不可能是任何一个较高能级向第1能级跃迁产生的,也不可能是更高能级向第3能级跃迁产生的,所以一定是从较高能级向第2能级跃迁时产生的,即a、b、c、d四条光束只能是第6、5、4、3能级向第2能级跃迁时辐射产生的,且辐射光子能量依次减小;a、b、c、d四条可见光通过三棱镜,根据偏折程度可知,d光光子能量最大,b光光子能量第三,所以b光为第4能级向第2能级跃迁产生的,C错误,D正确。123456789108.(2023北京海淀高二阶段练习)某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度(表示光的强弱)如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长,称为极限波长,表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面,则( )A.只有钠表面有电子逸出B.只有铂表面有电子逸出C.钨、铂表面均有电子逸出D.铂、钨、钠表面均有电子逸出A12345678910解析 根据光电效应方程可知 ,只要照射金属表面的光的波长小于金属的极限波长,就有光电子逸出,由题图可知,该光源发出的光的波长大约在375 nm到775 nm之间,而三种材料中,钠的极限波长是542 nm,在375 nm到775 nm之间,所以该光源能使钠发生光电效应;该光源发出的光的波长大于钨、铂的极限波长,钨、铂表面没有电子逸出,故A正确,B、C、D错误。123456789109.(2023广东肇庆德庆县香山中学期中)如图所示,甲图为研究光电效应规律的实验装置,乙图为用a、b、c三种光分别照射装置甲得到的三条电流表与电压表示数关系的曲线,丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是( )甲 乙丙12345678910A.若b光为紫光,c光可能是绿光B.b光的强度等于c光的强度C.若b光光子能量为11 eV,用它直接照射大量处于基态的氢原子,可使其跃迁D.若b光光子能量为2.55 eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子,氢原子可以产生6种不同频率的光答案 D 12345678910解析 由图乙可知,b对应的遏止电压等于c对应的遏止电压,由eUc=Ek=hν-W0,知b的频率等于c的频率,b与c是同一种色光,故A错误;由图乙可知,b对应的饱和电流大于c对应的饱和电流,则b光的光照强度大于c光的光照强度,故B错误;若b光光子能量为11 eV,用它直接照射大量处于基态的氢原子,如果氢原子吸收该光子,则其能量值变为E=E1+ΔE=-13.6 eV+11 eV=-2.6 eV,氢原子没有对应该能量的能级,所以不能使其跃迁,故C错误;若b光光子能量为2.55 eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子,能量值可以达到2.55 eV-3.4 eV=-0.85 eV=E4,即可以使氢原子跃迁到n=4能级,当大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可以产生 =6种不同频率的光,故D正确。1234567891010.(2023江苏卷)“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子,设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S,卫星离太阳中心的距离为R,普朗克常量为h,光速为c,求:(1)每个光子的动量p和能量E;(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。12345678910