第四章 原子结构和波粒二象性（综合复习与测试）（原卷版+解析版）-人教版高中物理选修三

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原子结构和波粒二象性 综 合 测 试 单选题： 1．疫情期间，志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线与紫外线相比较（　　） A．红外线的频率比紫外线的频率大 B．在同种介质中红外线的波长比紫外线的波长长 C．红外线能发生干涉、多普勒现象而紫外线不能 D．若两种射线照射某金属都能发生光电效应，则紫外线照射时产生的光电子初动能大 2.由中国健康发展研究中心发布《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加。课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”。现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的波长。已知普朗克常量，光在真空中传播速度，则该激光中每个光子的能量为（　　） A． B． C． D． 3.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(　　) A．图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大 B．图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了碰撞 C．绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小 D．根据α粒子散射实验可以估算原子大小 4.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长λ的关系图像，则下列说法正确的是(　　) A．T1＞T2 B．T1＜T2 C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动 5.一个光子和一个电子具有相同的波长，则(　　) A．光子具有较大的动量 B．光子具有较大的能量 C．电子与光子的动量相等 D．电子和光子的动量大小关系不确定 6.如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（　　） A．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子需从外界吸收能量 C．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长 D．从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大 7.图甲是氢原子的部分能级图，图乙是光电效应演示装置，装置中金属锌的逸出功为3.4eV。用大量处于n=4能级的氢原子跃迁时发出的光去照射锌板，下列说法正确的的是（　　） A．锌板不会发生光电效应 B．若发生光电效，则验电器内的金属片带负电 C．光电效应本质上是β衰变 D．从锌板打出来的光电子获得的最大初动能为9.35eV 8.如图甲所示为氢原子部分能级图，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，则下列说法正确的是（　　） A．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光，也一定能使阴极K发生光电效应 B．用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射阴极K，阴极K的逸出功会变大 C．在光的频率不变的情况下，饱和电流不随入射光强度的变化而变化 D．用从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射n＝4能级的氢原子，可以使其电离 多选题： 9.小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图所示，S为光源，有一束光束，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面(钠的极限频率为6.00×1014 Hz)，会产生光电子，当光电流大于10－8 A时，便会触发报警系统报警。电子电荷量e＝1.60×10－19 C，下列说法正确的是(　　) A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于0.5 μm B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，光电烟雾探测器灵敏度越高 C．光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 D．若5%射向光电管C的光子会使光电管产生光电子，当报警器报警时，每秒射向C中钠表面的光子最少数目是1.25×1012个 10.在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　) A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 11.处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是(　　) A．电子绕核旋转半径增大 B．电子的动能增大 C．氢原子的电势能增大 D．氢原子的总能量增加 12.根据氢原子的玻尔模型，氢原子核外电子在第一轨道和第二轨道运行时(　　) A．轨道半径之比为1∶4　　 B．速度之比为4∶1 C．周期之比为1∶8 D．动能之比为4∶1 13．如图所示的氢原子能级图，可见光的能量范围为1.62～3.11 eV，用可见光照射大量处于n＝2能级的氢原子，可观察到多条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击大量处于n＝2能级的氢原子，至少可观察到两条具有显著热效应的红外线，则(　　) A．一定有4.73 eV>E>1.62 eV B．E的值可能使处于基态的氢原子电离 C．E一定大于2.86 eV D．E的值可能使基态氢原子产生可见光 14.如图1所示为氢原子能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则(　　) A．若将滑片右移，电路中光电流增大 B．若将电源反接，电路中可能有光电流产生 C．若阴极K的逸出功为1.05 eV，则逸出的光电子最大初动能为2.4×10－19 J D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应 15.关于波粒二象性的有关知识，下列说法正确的是(　 　) A．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显 B．用E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则E＝eq \f(hc,λ)，p＝eq \f(h,λ) C．由爱因斯坦的光电效应方程可知Ek＝hν－W0，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D．康普顿效应表明光子除了具有能量之外还有动量 计算题： 16.德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝eq \f(h,p)，式中p是运动着的物体的动量，h是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍，求： (1)电子的动量的大小； (2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加速电压的大小。电子质量m＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字。 17．氢原子的能级图如图所示。原子从能级n＝3向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求： (1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出几种频率的光子； (2)该金属的逸出功和截止频率。 18.如图所示,一光电管的阴极用极限频率对应的波长λ0=500 nm的钠制成.用波长λ=300 nm的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1 V,饱和电流I=0.56 μA.普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.(结果均保留两位有效数字) (1)求每秒内由K极发射的光电子数目. (2)求电子到达A极时的最大动能. 19.氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6 eV.当氢原子处于n=3的激发态时,能量为E3=-1.51 eV.普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s,真空中的光速c=3×108 m/s. (1)当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时,向外辐射的光子的波长是多少? (2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射原子? (3)若有大量的氢原子处于n=3的激发态,则在它们向低能级跃迁过程中可能释放出几种频率的光子?其中波长最长的是多少?