第四章原子结构和波粒二象性单元练习1--2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是（ ）
A．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术
B．X射线具有辐射性，可用来通信和广播
C．能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值
D．普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念
2．关于光谱，下列说法正确的是（ ）
A．霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱都是连续谱
B．明线光谱和暗线光谱都可以用来对物质进行分析
C．太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素
D．发射光谱一定是连续谱
3．在物理学的发展过程中，许多物理学家的辛勤研究推动了人类文明的进步。下列说法中正确的是（ ）
A．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
B．卡文迪什测出了万有引力常量，被称为“称量地球质量的第一人”
C．库仑通过扭秤装置测得了最小的电荷量
D．电磁感应定律是由奥斯特总结提出的
4．下列四幅教材中的图片场景，其中用到了理想化模型思想的是（ ）
A．甲图示意形状规则的均匀物体的重心
B．乙图示意把带小孔的空腔看成黑体
C．丙图示意模拟气体压强产生的机理
D．丁图示意用卡文迪许扭秤测量引力常量
5．关于物理学史，下列说法不正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电磁感应现象，首次揭示了磁与电的联系
B．麦克斯韦总结了前人的研究成果，建立了经典的电磁场理论
C．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的
D．普朗克认为微观粒子的能量是不连续的
6．氢原子从较高能级跃迁到较低能级时要发射光子，而氩原子从一个能级跃迁到一个较低能级时，可能不发射光子，而是把相应的能量转交给另一能级上的电子，并使之脱离原子，这一现象叫俄歇效应，以这种方式脱离原子的电子叫俄歇电子。若氩原子的基态能量为，处于能级的电子跃迁时，将释放的能量转交给处于能级的电子，使之成为俄歇电子a、假设氩原子的能级能量公式类似于氢原子的，即（，表示不同能级），则（ ）
A．氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量为
B．氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量为
C．俄歇电子a的动能为
D．俄歇电子a的动能为
7．下列说法正确的是（ ）
A．微观世界的某些极少数带电微粒的能量变化可以是连续的
B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，电场周围存在磁场，磁场周围存在电场
C．黑体只是从外界吸收能量，并不向外界辐射能量
D．物体辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
8．如图紫外线照射锌板，验电器金属箔发生了偏转，金属箔（ ）
A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定
9．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，波长满足，人们把这种波叫作德布罗意波。一个德布罗意波长为的中子和另一个德布罗意波长为的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为（ ）
A． B．
C． D．
10．光电管的原理图如图所示，已知当有波长为的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（ ）
A．若减小入射光强度，电路中可能没有光电流
B．若增加电路中电源电压，电路中光电流可能先增大后不变
C．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
D．若换用波长为λ1（λ1>λ0）的光照射阴极K，电路中一定没有光电流
二、多选题
11．关于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，下列说法正确的是（ ）
A．以某一个最小能量值的整数倍为单位一份一份地辐射
B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
12．关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是（ ）
A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的
B．认为能量值是连续的
C．认为微观粒子的能量是量子化的、连续的
D．认为微观粒子的能量是分立的
13．氢原子吸收一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确的是（ ）
A．电子绕核旋转的轨道半径增大 B．电子的动能减少
C．氢原子的电势能增大 D．氢原子的能级减小
14．氢原子能级如图所示，当氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是（ ）
A．氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长大于656nm
B．用波长为325nm的光照射，可使氢原子从跃迁到的能级
C．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从跃迁到的能级
三、填空题
15．热辐射
(1)概念：一切物体都在辐射 ，且辐射与物体的 有关，所以叫 ；
(2)特点：温度升高时，热辐射中波长 的成分越来越强；
(3)黑体：能够完全 入射的各种波长的电磁波而不发生 。
16．我国自行研制的一种大型激光器，能发出频率为ν、功率为P的高纯度和高亮度激光，当该激光垂直照射到某纯黑物体表面时能被完全吸收。已知真空中光速为c，普朗克恒量为h，则该激光发出的光子的动量为 ，纯黑物体受到该激光的压力为 。
四、实验题
17．美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过金属板A的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，有的油滴刚好悬浮不动。
（1）已知金属板A带正电，金属板B带负电，则平行金属板A、B间的电场方向 （填“竖直向上”或“竖直向下”），油滴带 （填“正电”或“负电”）。
（2）若已知两板间的电场强度大小为，悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴的影响，则悬浮油滴带的电荷量为 。
（3）现在公认的元电荷的值 C。
五、解答题
18．德布罗意提出的物质波的含义是什么？有哪些实验证实了微观粒子具有波动性？
19．已知一定量氢原子处在量子数的激发态，分析说明它们发光光谱含有几种谱线。
20．在研究光电效应实验中，利用紫外线照射锌板无论光的强度如何变化，验电器都有张角，而用红光照射锌板，无论光的强度如何变化，验电器总无张角，这说明了什么？
21．金属钨的逸出功4.52eV，则其截止频率是多少？用频率介于3.9 × 1014—7.5 × 1014Hz的可见光照射钨，是否会发生光电效应？
试卷第1页，共3页
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《第四章原子结构和波粒二象性单元练习1--2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册》参考答案
1．D
【知识点】理解量子化与能量子、红外线的特性及作用、X射线的特性及作用
【详解】A．紫外线具有杀菌消毒的功能，红外线不具有该功能，故A错误；
B．X射线具有辐射性，不能用来通信和广播，故B错误；
C．能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位的整数倍，是不连续性，故C错误；
D．普朗克提出了能量子假说，不但解决了黑体辐射的理论困难，而且更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学史上崭新的一页，故D正确。
故选D。
2．B
【知识点】线状谱和连续谱
【详解】A．霓虹灯内部的稀薄气体发光，形成的是线状谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续谱，故A错误；
B．同一种原子的明线光谱和吸收光谱称为这种原子的特征光谱，不同原子的特征光谱不同，它只决定于原子的内部结构，因此都可以用来进行光谱分析，故B正确；
C．太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，故C错误；
D．发射光谱分为连续谱和线状谱，故D错误。
故选B。
3．B
【知识点】密立根实验测电子的电荷量、物理学史
【详解】A．伽利略猜想自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故A错误；
B．卡文迪什测出了万有引力常量，被称为“称量地球质量的第一人”，故B正确；
C．密立根通过油滴实验测得了最小的电荷量，故C错误；
D．电磁感应定律是由法拉第总结提出的，故D错误。
故选B。
4．B
【知识点】万有引力常量的测定、找物体重心的方法、热辐射、黑体和黑体辐射、气体的状态参量
【详解】A．甲图是等效替代思想，A错误；
B．把带小孔的空腔看成黑体是理想化物理模型，B正确；
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明了气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的，C错误；
D．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，将两个球体之间由于万有引力的吸引而移动的距离通过石英丝的扭转角度“放大”展现，应用了微小形变放大法，D错误。
故选B。
5．A
【知识点】电磁场理论与电磁波的发现、理解量子化与能量子、元电荷与比荷、奥斯特实验与安培定则
【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了磁与电的联系，故A错误，符合题意；
B．麦克斯韦总结了前人的研究成果，建立了经典的电磁场理论，即麦克斯韦电磁理论，故B正确，不符合题意；
C．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，元电荷为，故C正确，不符合题意；
D．普朗克提出了能量子概念，认为微观粒子的能量是不连续的，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．C
【知识点】基态、激发态、跃迁、电离
【详解】AB．由能级跃迁知识可知，氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量等于这两个能级间的能量差，
AB错误；
CD．处于能级的电子跃迁到能级时需要吸收的能量等于这两个能级间的能量差
剩余的能量为俄歇电子的动能，即
C正确，D错误。
故选C。
7．D
【知识点】热辐射、黑体和黑体辐射、电磁场理论与电磁波的发现、理解量子化与能量子
【详解】A．微观粒子的能量变化是跳跃的，不连续的，故A错误；
B．在变化的电场周围才存在磁场，周期性变化的电场（非均匀变化的）会产生同频率周期性变化的磁场，均匀变化的磁场周围存在着稳定的电场；恒定的磁场不会产生电场，恒定的电场不会产生磁场，故B错误；
C．黑体也向外界辐射电磁波，即辐射能量，且向外界辐射电磁波的强度按波长的分布与温度有关，故C错误；
D．物体辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故D正确。
故选D。
8．B
【知识点】光电效应现象及其解释
【详解】因紫外线灯照射锌板，验电器箔片张开，发生了光电效应，电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，验电器带正电金属箔。
故选B。
9．A
【知识点】德布罗意波的公式
【详解】中子的动量
氘核的动量
对撞后形成的氚核的动量
所以氚核的德布罗意波长为
故选A。
10．B
【知识点】饱和电流的本质及其决定因素、遏止电压的本质及其决定因素、光电效应现象及其解释、光电效应的极限频率
【详解】A．能否发生光电效应与光的频率有关，与光的强度无关，减小入射光强度，光电流减小，不可能没有，A错误；
B．增加电路中电源电压，电路中光电流增大，当达到饱和电流时光电流不再变化，B正确；
C．若将电源极性反接，电路中不一定没有光电流，只有当U>Uc时才遏止住最大初动能的光电子，没有电流产生，C错误；
D．当时，可能入射光频率仍然大于截止频率，还可以发生光电效应，D错误。
故选B。
11．ABD
【知识点】理解量子化与能量子
【详解】根据普朗克提出的理论知带电微粒辐射和吸收的能量是不连续的，是量子化的，故ABD正确，C错误。
故选ABD。
12．AD
【知识点】理解量子化与能量子
【详解】普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的。
故选AD。
13．ABC
【知识点】玻尔原子理论的基本假设
【详解】AD．氢原子吸收一个光子后，由低能级跃迁至高能级，即电子绕核旋转的轨道半径增大，氢原子的能级亦增大，A正确，D错误；
B．将电子绕核看为圆周运动，由库仑力提供向心力
则电子的动能
轨道半径增大，动能减小，B正确；
C．氢原子吸收一个光子后，由低能级跃迁至高能级，即电子绕核旋转的轨道半径增大，库仑力做负功，氢原子的电势能增大，C正确。
故选ABC。
14．CD
【知识点】计算电子跃迁中释放的光子频率种数、基态、激发态、跃迁、电离
【详解】A．由氢原子能级图可知，能级与能级的能级差大于能级与能级的能级差，根据
故能级差大的对应辐射光的波长短，氢原子从跃迁到的能级时辐射光的波长小于656nm ，A错误；
B．由题图可知，从跃迁到的能级需要的光子能量大约为从跃迁到的能级辐射的光子能量的五倍，故对应光子的波长应约为从跃迁到的能级辐射光波长的五分之一，约为131nm， B错误；
C．一个处于量子数为的激发态的氢原子向低能级跃迁，可能辐射出的光子最多为种，故一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，C正确；
D．氢原子从跃迁到的能级辐射的能量与氢原子从跃迁到的能级吸收的能量相同，故用656nm的光照射才能使氢原子从跃迁到的能级，D正确。
故选CD。
15．(1) 电磁波 温度 热辐射
(2)短
(3) 吸收 反射
【知识点】热辐射、黑体和黑体辐射
【详解】（1）[1][2][3]概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射；
（2）特点：温度升高时，热辐射中波长短的成分越来越强；
（3）[1][2]黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。
16．
【知识点】求变力的冲量、德布罗意波的公式
【详解】[1]由
，
联立可得
[2]激光器的功率为,则单位时间内发射的光子的个数为
设纯黑物体受到该激光的压力为，则时间内由动量定理可得
联立以上各式解得
17． 竖直向下 负电 （也正确）
【知识点】密立根实验测电子的电荷量
【详解】（1）[1]根据电场线起于正电荷终于负电荷可知，平行金属板A、B间的电场方向竖直向下。
[2]悬浮油滴在两极板间受力平衡，则油滴所受的电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以油滴带负电。
（2）[3]悬浮油滴在两极板间受力平衡，则有
即
（3）[4]在密立根之后，人们又做了许多测量，现在公认的元电荷的值。
18．见解析
【知识点】德布罗意波的公式
【详解】德布罗意提出的物质波的含义是指运动的物体也具有波动性；电子的衍射以及电子的干涉现象可以证实微观粒子具有波动性。
19．3
【知识点】计算电子跃迁中释放的光子频率种数
【详解】根据
则它们发光光谱含有3种谱线。
20．见解析
【知识点】光电效应现象及其解释
【详解】
说明存在截止频率，金属能否发生光电效应，取决于入射光的频率，与入射光的强度无关
21．见解析
【知识点】光电效应的极限频率
【详解】金属钨的逸出功为4.52eV，则其截止频率是
用频率介于3.9 × 1014—7.5 × 1014Hz的可见光照射钨，因频率均小于截止频率，则不能发生光电效应。
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答案第1页，共2页第四章原子结构和波粒二象性单元练习2--2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．在氢原子光谱中，巴尔末系中最长波长为（ ）
A． B． C． D．R∞
2．有关光谱的说法中正确的是（ ）
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B．根据月光的光谱可以分析出月球上有哪些元素
C．高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分
D．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱
3．有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光。可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（ ）
A．红色 B．黄色 C．绿色 D．青色
4．在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（ ）
A．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关
C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波
5．如图甲是研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现处于n＝4激发态的氢原子跃迁到n＝2激发态时发出的某种光照射图甲实验装置的阴极时，电流表示数不为零，已知可见光单个光子能量的范围是1.64eV～3.1eV，现有大量处于n=6激发态的氢原子，关于处于激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出的射线，以下说法正确的是（ ）
A．处于n=6激发态的氢原子向低能级跃迁时共释放出15种不同频率的射线，其中在可见光区域的有5种
B．用处于n=6激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出的射线照射图甲光电管的阴极，其中能使电流表有示数的射线最多有8种
C．处于n=6激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出的射线，落在可见光区域的射线以相同的入射角从水射向空气时，随着入射角的增大，在空气中最先消失的折射光是由n=6向n=2跃迁时释放出的射线
D．分别利用氢原子向低能级跃迁时释放出落在可见光区域的射线，通过相同装置做双缝干涉实验，其中相邻亮条纹间距最宽的是n=4向n=2跃迁时释放出的射线.
6．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的频率大于丙光的频率
C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D．丙光对应的光电子最大初动能大于甲光对应的光电子最大初动能
7．如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为1.62~3.11eV。则下列说法正确的是（ ）
A．对应的光子能量比对应的光子能量小
B．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
C．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光属于红外线
D．亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光
8．按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，能级图如图所示．当大量氢原子从的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）
A．电子的动能增大，氢原子系统的总能量增大
B．氢原子系统的电势能减小，总能量减小
C．氢原子可能辐射4种不同波长的光
D．从到发出的光的波长最长
二、多选题
9．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知（ ）
质量/kg 速度/ 波长/m
弹子球
电子（100eV）
无线电波（1MHz）
A．要检测弹子球的波动性几乎不可能
B．无线电波通常只能表现出波动性
C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性
D．只有可见光才有波粒二象性
10．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能，下列说法正确的是（ ）
A．对于同种金属，与照射光的强度无关
B．对于同种金属，与照射光的波长成反比
C．对于同种金属，与照射光的频率成线性关系
D．对于不同种金属，若照射光频率不变，与金属的逸出功成线性关系
11．在研究光电效应现象中，得出遏止电压Uc与光的频率v和逸出功W0的关系时，做出某金属A的Uc—v图像如图所示，已知电子电量e = 1.6 × 10－19C，则（ ）
A．频率是6.0 × 1014Hz的光入射到金属A时，遏止电压约为0.7V
B．金属A的逸出功约为2.7 × 10－19J
C．金属A的逸出功约为7.7 × 10－20J
D．其它金属的Uc—v图像与金属A的Uc—v图像平行
三、填空题
12．发生光电效应的条件是入射光频率 （选填“大于”或“小于”）金属的极限频率；当发生光电效应时，从金属表面逸出的粒子，其本质与粒子一样都是 。
13．已知钠的极限频率是，真空中波长为的紫外线打到金属钠的表面时 发生光电效应（选填“能”或“不能”），是因为 。
四、实验题
14．小明用实验观测光电效应现象，已知普朗克常量。
（1）实验中加入反向电压，探究遏止电压与入射光频率的关系，请同学们在图甲中把电路图补充完整 ；
（2）实验中测得的遏止电压与入射光频率之间的关系如图乙所示，则金属物的截止频率 Hz，逸出功 J（保留3位有效数字）；
（3）如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能 J（保留3位有效数字）。
五、解答题
15．氢原子处于基态的能量为E1 = - 13.6eV，一个氢原子从基态跃迁到n = 2的激发态，需要吸收多少能量？如果用可见光照射，能发生这样的跃迁吗？
16．已知氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时发出蓝光。推测氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时所发出的可见光的颜色，并简述理由。
17．金属钨的逸出功4.52eV，则其截止频率是多少？用频率介于3.9 × 1014—7.5 × 1014Hz的可见光照射钨，是否会发生光电效应？
18．光子不仅具有能量，也具有动量。照到物体表面的光子被物体吸收或被反射都会对物体产生一定的压强，这就是光压。光压的产生机理与气体压强产生的机理类似：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力称为气体的压强。体积为V的正方体密闭容器中有大量的光子。为简化问题，我们做如下假定：每个光子的频率均为ν，光子与器壁各面碰撞的机会均等，光子与器壁碰撞为弹性碰撞，且碰撞前后瞬间，光子动量方向都与器壁垂直，不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收，光子的总数保持不变，且单位体积内光子个数为n；光子之间无相互作用。已知单个光子的能量ε和动量p间存在关系ε＝pc（其中c为光速），普朗克常数为h。
（1）①写出单个光子的动量p的表达式（结果用c、h和ν表示）；
②写出光压I的表达式（结果用n、h、ν表示）。
（2）类比理想气体，我们将题目所述的大量光子的集合称为光子气体，把容器中所有光子的能量称为光子气体的内能。
①求出容器内光子气体内能U的表达式（结果用V和光压I表示）；
②体积为V的容器内存在单个气体分子质量为m、单位体积内气体分子个数为n′的理想气体，分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子动量方向都与器壁垂直，且速率不变。求气体内能U′与体积V和压强p气的关系；并从能量和动量之间关系的角度说明光子气体内能表达式与气体内能表达式不同的原因。
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《第四章原子结构和波粒二象性单元练习2--2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册》参考答案
1．C
【知识点】理解巴尔末公式及其应用
【详解】在氢原子光谱中，巴尔末公式为
(n=3，4，5，)
当n=3时，波长最长，此时
故选C。
2．D
【知识点】线状谱和连续谱
【详解】A．太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，A错误：
B．月光是月球反射的太阳光，分析月光实际上就是在分析太阳光，因此无法通过分析月光的光谱来得到月球的化学成分，B错误；
C．高温物体发出的光通过物质后，物质会吸收掉一部分，通过对光谱的分析，可以得知物质的组成，但是无法得到高温物体的组成，C错误；
D．炽热气体和金属蒸气发出的光谱是线状谱，则霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱，D正确。
故选D。
3．A
【知识点】基态、激发态、跃迁、电离
【详解】根据题意可知，钠原子从激发态跃迁回基态有
锂原子从激发态跃迁回基态有
联立可得
根据图乙可知锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红色。
故选A。
4．C
【知识点】热辐射、黑体和黑体辐射、理解量子化与能量子、电磁场理论与电磁波的发现
【详解】A．黑体不反射电磁波，但会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误；
B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故B错误；
C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的，即只能是元电荷的整数倍，故C正确；
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用实验捕捉到了电磁波，故D错误。
故选C。
5．C
【知识点】计算电子跃迁中释放的光子频率种数、发生全反射的条件、临界角、干涉条纹间距与波长的关系
【详解】A．处于n=6激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出射线的频率有
5+4+3+2+1=15种
依据题意可见光单个光子能量的范围是1.64eV～3.1eV，15种不同频率的射线落在可见光区域的有四种，分别是由n=3向n=2跃迁
E3-E2=1.89eVn=4向n=2跃迁
E4-E2=2.55eVn=5向n=2跃迁
E5-E2=2.86eVn=6向n=2跃迁
E6-E2=3.02eV
释放的射线，故A错误；
B．由题意
n=4向n=2跃迁
E4-E2=2.55eV
释放的射线能使光电管发生光电效应，单个光子能量大于2.55eV的射线一定能使光电管发生光电效应，单个光子能量大于2.55eV的射线有8种，分别是n=2向n=1跃迁
E2-E1=10.2eVn=3向n=1跃迁
E3-E1=12.09eVn=4向n=2跃迁
E4-E2=2.55eVn=4向n=1跃迁
E4-E1=12.75eVn=5向n=2跃迁
E5-E2=2.86eVn=5向n=1跃迁
E5-E1=13.06eVn=6向n=2跃迁
E6-E2=3.02eVn=6向n=1跃迁
E6-E1=13.22eV
但题意没有说n=4向n=2跃迁释放的射线恰好能使光电管发生光电效应，所以单个光子能量低于2.55eV的射线也有可能使该光电管发生光电效应，故B错误；
C．在可见光区域的四种射线，频率最高的是由n=6向n=2跃迁释放的射线，水对该射线折射率最大，临界角最小，随着入射角增大，最先达到全反射，所以，在空气中最先消失的折射光是由n=6向n=2跃迁释放的射线，故C正确；
D．在双缝干涉实验中，根据
条纹最宽的是波长最长的射线
波长越长，频率越低，光子能量
越小，所以由n=3向n=2跃迁释放的射线亮条纹最宽，故D错误。
故选C。
6．D
【知识点】用不同色光照射光电管能否发生光电效应
【详解】A．由图像可知，甲光和乙光的图像与横轴交于同一点，故甲光的频率等于乙光的频率，故A错误；
BD．根据爱因斯坦的光电效应方程可得
丙光对应的光电子最大初动能大于甲光对应的光电子最大初动能，因为丙光的图像与横轴的交点绝对值更大，即遏止电压更大，故频率更大，故D正确，B错误；
C．因同一个光电管的截止频率相同，故C错误。
故选AB。
7．C
【知识点】基态、激发态、跃迁、电离、理解巴尔末公式及其应用
【详解】A．谱线的波长最长，频率最小，能量最小，故对应的光子能量比对应的光子能量大，A错误；
B．由图可知，四条谱线中谱线的波长最短，频率最大，而氢原子从高能级向能级跃迁产生的光子中，从能级向能级跃迁时产生的光子能量最小，其波长最长，频率最小，B错误；
C．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光子的能量为
此能量小于可见光的能量范围，故此光属于红外线，C正确；
D．亮线分立说明氢原子跃迁时发射的光子的能量是不连续的，对应的光的频率也是不连续的，并不是氢原子有时发光有时不发光，D错误。
故选C。
8．B
【知识点】计算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长、氢原子能级图、计算电子跃迁中释放的光子频率种数
【详解】AB.当氢原子从能级向低能级跃迁时，由能级图可知，氢原子系统的总能量减小，根据
知电子动能
增大，又因半径减小，库仑力做正功，则电子的电势能减小，故A错误，B正确；
C.大量的氢原子从的能级向低能级跃迁时，辐射出的光子有
则氢原子可能辐射6种不同波长的光，故C错误；
D.因发出的光的光子能量越小，频率越低，波长越长，依据能级跃迁能量差
可知从能级跃迁到能级时发出的光的光子能量最大，则其波长最短，故D错误。
故选B。
9．ABC
【知识点】实物粒子的波动性、光的波粒二象性
【详解】A．弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；
B．弹无线电波的波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；
C．电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；
D．由物质波理论知，实物粒子也有波粒二象性，D错误。
故选ABC。
10．ACD
【知识点】光电子的最大初速度
【详解】AC．由知，与照射光的强度及照射时间无关，与成线性关系，故AC正确；
B．由可知，与不成反比，故B错误；
D．对于不同种金属，若照射光频率不变，即在不变的情况下，与成线性关系，故D正确。
故选ACD。
11．ABD
【知识点】光电效应方程的函数图象
【详解】A．由题图可知
则频率是6.0 × 1014Hz的光入射到金属A时，遏止电压约为0.7V，故A正确；
B．根据eUc = hv－W0，可知金属A的逸出功为约为2.7 × 10－19J，故B正确、故C错误；
D．根据eUc = hv－W0，可知Uc—v图像的斜率与W0无关，则其它金属的Uc—v图像与金属A的Uc—v图像平行，故D正确。
故选ABD。
12． 大于 电子
【知识点】光电效应现象及其解释
【详解】[1]发生光电效应的条件是入射光频率大于金属的极限频率。
[2]当发生光电效应时，金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，其本质与粒子一样都是电子。
13． 能 此紫外线的频率为1015Hz，大于钠的极限频率
【知识点】光电效应的极限频率
【详解】[1][2]由
解得
故其频率大于钠的极限频率，这种紫外线打到金属钠的表面时，能发生光电效应。
14． [] [] []
【知识点】光电效应方程的函数图象、光电效应的极限频率、遏止电压的本质及其决定因素
【详解】（1）[1]图甲中电极A为光电管的阳极，K为阴极；电路如图
（2）[2][3]由爱因斯坦光电效应方程
得
故
结合乙图，当时，所以金属K的截止频率
逸出功
（3）[4]如果实验中入射光的频率，由爱因斯坦光电效应方程
得光电子的最大初动能
15．10.2eV，不能
【知识点】基态、激发态、跃迁、电离
【详解】以eV为单位，可见光能量在1.64—3.19eV，氢原子从基态跃迁到n = 2的激发态所需要的能量为
- 3.4eV - ( - 13.6eV) = 10.2eV > 3.19eV
可知，若用可见光照射基态氢原子，不能从基态跃迁到n = 2的激发态。
16．紫光
【知识点】计算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长
【详解】根据跃迁理论从n=4的激发态直接跃迁到n=2的能态时，放出光子的能量
从n=5的激发态直接跃迁到n=2的能态时，放出光子的能力
光子能量更大，频率更大，故可能是紫光。
17．见解析
【知识点】光电效应的极限频率
【详解】金属钨的逸出功为4.52eV，则其截止频率是
用频率介于3.9 × 1014—7.5 × 1014Hz的可见光照射钨，因频率均小于截止频率，则不能发生光电效应。
18．（1）①p＝；②I＝nhν；（2）①U＝3IV；②U′＝p气V；原因见解析
【知识点】用动量定理解决流体问题、光子能量的公式
【详解】（1）①光子的能量
且
ε＝pc
联立上述两式解得
②在容器壁上取面积为S底，以c·Δt为高构成的柱体中，光子在Δt时间内有与容器壁发生碰撞，则在Δt时间内能够撞击在器壁上的光子总数为
N＝cΔtSn
设器壁对这些光子的平均作用力为F，则根据动量定理有
FΔt＝2Np
由牛顿第三定律有，这些光子对器壁的作用力大小
F′＝F
由压强定义，光压
（2）①设容器内光子的总个数为N，则光子的内能
U＝Nε＝nVhν
且
I＝nhν
联立上述两式解得
U＝3IV
②一个气体分子每与器壁碰撞一次动量变化大小为2mv，以器壁上的面积S为底，以vΔt为高构成柱体，由题设可知，柱内的分子在Δt时间内有与器壁S发生碰撞，碰壁分子总数
N′＝n′SvΔt
对这些分子用动量定理有
FΔt＝2N′mv
联立上述两式解得
F＝n′mv2S
由牛顿第三定律有，气体对容器壁的压力大小
F′＝F
由压强定义，气压
p气＝＝n′mv2
理想气体分子间除碰撞外无作用力，故无分子势能。所以容器内所有气体分子动能之和即为气体内能，即
U′＝n′Vmv2＝p气V
由上述推导过程可见，光子内能表达式与理想气体内能表达式不同的原因在于光子和气体的能量与动量的关系不同。
对于光子，能量和动量的关系为
ε＝pc
而对于气体则为
Ek＝mv2＝pv
答案第1页，共2页
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