2018-2019版物理选修3-5粤教版检测：章末质量评估（三）

章末质量评估(三)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)
1．下列说法不正确的是(　　)
A．密立根通过对阴极射线研究发现了电子
B．卢瑟福通过α粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构
C．普朗克在研究黑体辐射问题提出了能量子假说
D．玻尔的理论假设之一是原子能量的量子化
解析：汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，而密立根测出了电子电量，故A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构，故B正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，认为能量是一份份的，故C正确；玻尔的理论假设包括：轨道半径的量子化和原子能量的量子化，故D正确．
答案：A
2．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)
A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现
C．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现
解析：光电效应实验说明了光的粒子性，伦琴射线的发现说明X射线是一种比光波波长更短的电磁波，氢原子光谱的发现促进了氢原子模型的提出．C正确．
答案：C
3．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了(　　)
A．原子内存在电子
B．原子的大小为10－10 m
C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内
解析：根据α粒子散射实验现象，绝大多数α粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°，可知C错，A与题意不符；而实验结果不能判定原子的大小为10－10 m，B错，故选D.
答案：D
4．关于α粒子散射实验，下列说法不正确的是(　　)
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
解析：本题考查卢瑟福α粒子散射实验的装置与操作．因少数发生很大偏转甚至极少数被弹回，故荧光屏没有正对α粒子源发出的射线方向上也可能有闪光．
答案：D
5．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后(　　)
A．原子的能量增加，电子的动能减少
B．原子的能量增加，电子的动能增加
C．原子的能量减少，电子的动能减少
D．原子的能量减少，电子的动能增加
解析：电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据K＝m，可知半径越小，动能越大．故A、B、C错误，D正确．
答案：D
6．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．下列说法中正确的是(　　)
A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型
解析：α粒子散射实验与核式结构模型的建立有关，通过该实验，否定了枣糕模型，建立了核式结构模型，故B正确．
答案：B
7．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是(　　)
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
解析：由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转．从α粒子散射实验数据可以估计出原子核的大小约为10－15 m．由此可知A错误，D正确．
用极端法，设α粒子向金核射去，如图所示．可知α粒子接近原子核时，克服电场力做功，所以其动能减少，电势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增加，电势能减少，所以选项B、C都错．
答案：D
8．用紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光．这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2.下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是(　　)
A．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|<|ΔE2|
B．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|>|ΔE2|
C．两次均向高能级跃迁，且|ΔE1|>|ΔE2|
D．两次均向低能级跃迁，且|ΔE1|<|ΔE2|
解析：物质原子吸收紫外线，由低能级向高能级跃迁，处于高能级的原子再向低能级跃迁，发出可见光，因紫外线光子能量大于可见光的光子能量，故|ΔE1|>|ΔE2|，B正确．
答案：B
9．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则(　　)
A．吸收光子的波长为
B．辐射光子的波长为
C．吸收光子的波长为
D．辐射光子的波长为
解析：由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，故A、C错；由关系式ν＝和λ＝，得辐射光子的波长λ＝，故B错，D对．
答案：D
10．处于n＝3的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中，只有一种光子不能使某金属W产生光电效应，则下列说法正确的是(　　)
A．不能使金属W产生光电效应的是从n＝3激发态跃迁到基态发出的光子
B．不能使金属W产生光电效应的是从n＝2激发态跃迁到基态发出的光子
C．若光子从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态，一定不能使金属W产生光电效应
D．若光子从n＝4激发态跃迁到n＝2激发态，一定不能使金属W产生光电效应
解析：只有光子能量大于金属逸出功时才能发生光电效应，从n＝3能级向n＝2能级跃迁时光子能量最小，A、B错误；因E42>E32，故可能发生光电效应，D错误；E43答案：C
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
11．下列说法中，正确的是(　　)
A．汤姆生精确地测出了电子电荷量e＝1.602 177 33×10－19 C
B．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的
C．汤姆生油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍
D．通过实验测得电子的荷质比及电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量
解析：密立根油滴实验测出了电子的电量，故A错误，B正确；元电荷一个电量的单位，所有带电物体的电荷量均为元电荷电量的整数倍，是密立根发现的，故C错误，D正确．
答案：BD
12．如图所示是汤姆生的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(　　)
A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点
B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向下偏转
解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B的说法错误．加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，向下偏转，选项D正确．当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A的说法正确．
答案：ACD
13．如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是(　　)
A．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
B．处于n＝4的定态时电子的轨道半径r4比处于n＝3的定态时电子的轨道半径r3小
C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能增大
D．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5 eV的金属发生光电效应
解析：由题图可知，从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子能量E1＝0.66 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子能量E2＝1.89 eV，根据E＝hν可知光子能量越小，光子频率小，光子的波长越大，其中E2＝1.89 eV<2.5 eV，所以从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子不能使得逸出功为2.5 eV的金属发生光电效应，故A正确、D错误；根据玻尔理论，能级越高，半径越大，所以处于n＝4的定态时电子的轨道半径r4比处于n＝3的定态时电子的轨道半径r3大，故B错误；从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子向外发射电子，能量减小，根据＝可知，氢原子越大的半径减小，则电子的动能增大，故C正确．
答案：AC
14．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可以发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是(　　)
A．λ1＋λ2 B．λ1－λ2
C. D.
解析：设另一个波长可能是λ3，当λ1>λ2>λ3时，氢原子在三个相邻的能级之间发生跃迁，辐射光子的能量关系为＋＝，可得λ3＝，故C项是正确的．当λ3>λ1>λ2时，同理可得＋＝，解得λ3＝，D项也是正确的．
答案：CD
三、非选择题(本题共4小题，共54分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．答案中必须明确写出数值和单位)
15．(14分)已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线Hα的波长为656.5 nm.(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)
(1)根据巴耳末公式＝R，n＝3，4，5，6… ，试推算里德伯常量R的值．
(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量．
解析：(1)根据公式＝R，代入n＝3可得R＝1.097×107 m－1
(2)代入n＝6可得＝1.097×107×，解得λ＝4.102×
10－7 m
对应的光子的能量E＝hν＝h代入数据解得E＝4.96×10－19 J
答案：(1) R＝1.097×107 m－1　(2) λ＝4.102×10－7 m　
E＝4.96×10－19 J
16．(12分)已知氢原子的能级公式En＝－ eV(n＝1，2，3，…)，某金属的极限波长恰等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长，现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？
解析：由题意可知：
E1＝－13.6 eV，E2＝－3.4 eV，E4＝－0.85 eV，
金属的逸出功：
W0＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4) eV＝2.55 eV，
氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1的能级发出的光子能量
ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV，
故用光子照射金属时光电子的最大初动能
Ekm＝ΔE－W0＝10.2 eV－2.55 eV＝7.65 eV.
答案：7.65 eV
17．(14分)已知电子质量为9.1×10－31kg，带电荷量为－1.6×
10－19 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流．
解析：由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供．
根据＝k ，
得v＝e ＝1.6×10－19×
m/s＝2.19×106 m/s；
其动能Ek＝mv2＝×9.1×10－31×(2.19×106)2J＝2.18×10－18 J；
运动周期T＝＝ s＝1.52×10－16 s；
电子绕核运动形成的等效电流
I＝＝＝A＝1.05×10－3 A.
答案：2.19×106 m/s　2.18×10－18 J　1.52×10－16 s　1.05×10－3 A
18．(14分)一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，氢原子的能级示意图如图所示，则：
几种金属的逸出功
金属
铯
钙
镁
钛
逸出功W/eV
1.9
2.7
3.7
4.1
(1)氢原子可能发射几种频率的光子？
(2)氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
(3)用(2)中的光子分别照射表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？
解析：(1)因为C＝6，知氢原子可能发射6种频率的光子．
(2)氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即E＝E4－E2＝2.55 eV.
(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应.
根据光电效应方程得Ekm＝hν0－W0＝2.55 eV－1.9 eV＝0.65 eV.
答案：(1)6种　 (2)E＝2.55 eV　(3)铯　0.65 eV