高中同步人教版选择性必修第三册第四章本章达标检测（word版含答案）

2022版高中同步人教版选择性必修第三册 第四章 本章达标检测
一、单选题
1．图1所示为演示光电效应的实验装置，图2所示为a、b、c三种入射光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列关于三束入射光的频率ν，光照强度E的大小关系正确的是（　　）
A．a、b、c三种光的频率大小关系是：
B．a、b、c三种光的原率大小关系是：
C．a、b、c三种光的光强大小关系是：
D．a、b、c三种光的光强大小关系是：
2．氢原子的能级如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子而跃迁
B．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，吸收的光子能量为1.89 eV
C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的光
D．处于n＝1能级的氢原子可能吸收动能为15 eV的电子的能量而电离
3．如图所示为α粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数一定符合事实的是（　　）
A．1305、25、7、1
B．202、405、625、825
C．1202、1010、723、203
D．1202、1305、723、203
4．已知氦离子能级与量子数的关系和氢原子能级公式类似（氢原子能级公式），氦离子处于基态时的能量为．若处于激发态的氦离子自发地直接向基态跃迁，放出的光子能量可能为（ ）
A． B． C． D．
5．“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”是毛主席名句，按照赤橙黄绿青蓝紫的顺序（ ）
A．光的波长在减小 B．光的频率在减小
C．光子的能量在减小 D．光更容易被散射
6．以下说法符合物理学史的是（　　）
A．为了解释黑体辐射规律，康普顿提出了电磁辐射的能量是量子化的
B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
C．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
D．普朗克将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
7．下列说法正确的是________（填选项前的字母）
A．汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型
B．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大
C．核力存在于原子核内所有核子之间
D．宁德核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能
8．氢原子的能级如图，一群氢原子处于n＝4能级上。当氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，辐射光的波长为1884 nm，下列判断正确的是( )
A．一群氢原子从n＝4能级向n＝1能级跃迁时，最多产生4种谱线
B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量
C．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射光的波长大于1884 nm
D．用氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光照射W逸＝6.34 eV的铂，能发生光电效应
二、多选题
9．关于光电效应与爱因斯坦光电效应方程,下列说法正确的是( )
A．光电子的最大初动能Ek与入射光的频率有关
B．入射光频率变高,饱和光电流变大
C．频率相同的光,光较强时,照射金属时产生的光电子较多,饱和电流较大
D．入射光的频率低于截止频率时,只要照射时间足够长,也能发生光电效应
10．下列说法中正确的是__________．
A．卢瑟福依据大多数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
B．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小
D．铀(）经过多次αβ衰变形成稳定的铅的过程中国，有6个中子转变成质子
E．两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损
11．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光（　　）
A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大
B．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光
C．从a、b两点射出的单色光不平行
D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验室装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
E．从a、b两点射出的单色光平行，且平行于BC
12．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射光子的能量
B．处于能级的氢原子可以被能量为的电子碰撞而向高能级跃迁
C．处于基态的氢原子可以吸收能量的光子发生电离
D．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出6种不同频率的光子
三、填空题
13．美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据．密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性．如图所示是根据某次实验作出的Uc-ν图象，电子的电荷量为1.6×10-19C．根据图象求得这种金属的截止频率νc=_________，普朗克常量h=___________．（均保留三位有效数字）
14．用单色光a照射某金属表面，单位时间内飞出的光电子数为m。若改用频率更大的单色光b照射该金属，则b光的光子能量_____a光的光子能量；若用强度较弱的单色光a照射该金属表面，单位时间内飞出金属表面的光电子数____m（均选填“大于”，“小于”或“等于”）。
四、解答题
15．钨的逸出功是，现在将波长为的光照射钨的表面。普朗克常量为，光速为，计算结果保留小数点后两位。求：
（1）钨的截止频率；
（2）光电子的最大初动能。
16．铝的逸出功W0=4.2eV，现在用波长100nm的光照射铝表面，已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s，光速c=3.0×108m/s，求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)铝的遏止电压(保留3位有效数字)；
(3)铝的截止频率(保留3位有效数字)．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由光电效应方程及遏制电压的关系可知
b\c两种光遏止电压相同，故频率相同
a光遏止电压小，频率较小则
A正确；
B．由A选项可知
B错误；
C．最大光电流与光强成正比，对比图2可知
C错误；
D．由C可知
D错误；
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
要使n=3能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，或大于1.51eV能量的任意频率的光子．故A错误；氢原子由n=3向n=2能级跃迁时辐射的光子能量为△E=E3-E2=-1.51-（-3.4）=1.89eV．故B错误；根据公式＝6，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光．故C错误；处于n=3能级的氢原子能量为-1.51eV，15eV大于1.51eV，则氢原子可吸收动能为15 eV的电子的能量而电离，故D正确．故选D．
点睛：解决本题的关键知道光电效应的条件以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．注意氢原子吸收电子时，只需电子的能量大于能级差即可，吸收光子时，光子的能量必须等于能级差.
3．A
【解析】
【详解】
根据α粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原方向前进，少数粒子方向发生了偏转，极少数粒子偏转超过，甚至有的被反向弹回。所以在相等时间内A处闪烁次数最多，其次是B、C、D三处，并且数据相差的较大，只有A符合事实。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
处于基态的氦离子能量为，
第能级，．
则直接向基态跃迁放出的光子最小能量，
故B正确，A、C、D错误．
故选：B
5．A
【解析】
【详解】
按照赤橙黄绿青蓝紫的顺序，光的频率在增大，由
可知光子的波长在减小，能量在增大。波长越长越容易被散射，所以按照赤橙黄绿青蓝紫的顺序，光更不容易被散射。故A正确，BCD错误。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出了电磁辐射的能量是量子化的，故A错误；
B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故B正确；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故C错误；
D．波尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
试题分析：汤姆孙发现电子，提出原子枣糕式结构模型，选项A错误；金属的逸出功由金属本身的性质来决定，与入射光的频率无关，选项B错误；核力是短程力，每个核子只跟它邻近的核子间存在核力作用．故C错误；宁德核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能，选项D正确；故选D.
考点：原子结构模型；核力；逸出功；重核裂变.
8．D
【解析】
【详解】
A.一群处于n＝4能级上的氢原子向n＝1能级跃迁时最多产生＝6种谱线，故A错误；
B.从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，但原子核不向外放出能量，故B错误；
C.氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射的光子能量小于从n＝3能级跃迁到n＝2能
级辐射的光子能量，根据可知从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子波长小于1884 nm，故C错误；
D.氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子的能量值：
E12＝E2－E1＝－3.40 eV－(－13.60 eV)＝10.20 eV，
故用该光照射W逸＝6.34 eV的铂，能发生光电效应，故D正确。
故选：D
9．AC
【解析】
【详解】
根据可知，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率有关，选项A正确；饱和光电流与入射光的频率无关，故B错误；入射光的频率相同，饱和光电流与入射光的强度成正比，入射光的光强越大，饱和光电流越大，故C正确；能否发生光电效应与照射的时间无关，只与入射光的频率有关，选项D错误.
10．BDE
【解析】
【详解】
试题分析：卢瑟福依据极少α粒子发生大角度散射提出了原子核子结构模型，A错误；处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率，B正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光子频率低于极限频率，与光强无关，C错误；铀(）经过多次α、β衰变形成温度的的过程一共有8此α衰变和6此β衰变，所有有六个中子转变成质子，D正确；两个质量较轻的原子核聚变成一个中等质量的原子核要发生质量亏损，释放核能，E正确；
考点：考查了α粒子散射实验，原子核衰变，
【名师点睛】β衰变是中子转变成质子而放出的电子；α粒子散射实验提出原子核式结构模型；裂变后，有质量亏损，释放能量，则平均核子质量变化；
11．ABE
【解析】
【详解】
A．由玻璃对蓝光的折射率较大，根据
可知红光在玻璃中传播速度比蓝光大，A正确；
B．玻璃对蓝光的折射率较大，则偏折程度较大，可知从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光，B正确；
C．对于C，我们应首先明白，除了题设给出的两个三棱镜外，二者之间又形成一个物理模型——平行玻璃砖（不改变光的方向，只使光线发生侧移）。中间平行部分只是使光发生了侧移。略去侧移因素，整体来看，仍是一块平行玻璃板，ABBA。所以出射光线仍平行，C错误；
D．干涉条纹间距
a光的波长较大，则a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，D错误；
E．作出光路图如图所示
可知光线Pc在P点的折射角与光线ea在a点的入射角相等，据光路可逆，则过a点的出射光线与过P点的入射光线平行，则E正确。
故选ABE。
12．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知
因此氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，需要吸收的光子能量必须等于1.89eV，A错误；
B．处于n=2能级的氢原子可以被能量为2eV的电子碰撞，吸收1.89eV的能量而向第3能级跃迁，B正确；
C．使处于基态的氢原子发生电离，入射光子的能量应大于或等于13.6eV， C正确；
D．只有一个氢原子，则n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放3种频率的光子，D错误。
故选BC。
13． 4.26-4.28×1014Hz 普朗克常量为6.29×10-34J s
【解析】
【详解】
[1]．由爱因斯坦光电效应方程hγ=W+Ek得：
hγ=hγc+eUc
变形得
Uc=（γ-γc）
由题图可知，Uc=0对应的频率即为截止频率γc得
γc=4.27×1014Hz
[2]．图线的斜率为
==3.93×10-15V s
代入电子电量计算得
h=6.29×10-34J s
点睛：此题要根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量．遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率．
14． 大于 小于
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 由光子能量的表达式
可知，入射光的频率越大，光子能量越大，所以b光的光子能量大于a光的光子能量。
[2] 单位时间内飞出的光电子的数目与入射光的强度有关，a光的光照强度弱，所以单位时间内飞出的光电子数目少。
15．（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由光电效应方程可得，
解得钨的截止频率为
（2）由于光电效应方程可得波长为的光照射钨的表面，光电子的最大初动能为
16．（1）1.317×10－18J （2）8.23V （3）1.01×1015Hz
【解析】
【详解】
(1)根据光电效应方程： ，代入数据得：Ekm=1.317×10－18J
(2)光电子动能减小到0时，反向电压即遏制电压，根据动能定理：eUc= Ekm
代入数据得：Uc=8.23V
(3) 根据据逸出功W0= hν0
代入数据得：ν0=1.01×1015Hz
答案第1页，共2页
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