第四章过关检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第 16小题只有一个选项符合题目要求，第7~10小题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) 1.下列关于原子结构的说法不正确的是( A.电子的发现说明了原子内部还有复杂结构 B.α粒子散射实验揭示了原子的核式结构 C.α粒子散射实验中绝大多数都发生了较大偏转 D.α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是因为α粒子与原子核之间存在 库仑力 答案C 解析：电子的发现说明了原子内部还有复杂结构，选项A正确：α粒子散射实验揭 示了原子的核式结构，选项B正确：α粒子散射实验中绝大多数不发生偏转，少数 发生了较大偏转，选项C错误，α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是因 为粒子与原子核之间存在库仑力，选项D正确。 2.在光电效应实验中，用同一束单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效 应。对于这两个过程，下列四个物理量一定相同的是() A遏止电压 B.饱和光电流 C.光电子的最大初动能 D逸出功 答案B 解析：同一束单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸 出功不同：根据光电效应方程Ek=h-Wo知，最大初动能不同；由eUc=E可知，遏止 电压不同：同一束单色光照射，入射光的强弱相同，所以饱和光电流相同，故选项B 正确，A、C、D错误。 3.极紫外自由电子激光装置可以发出波长在100nm(1nm=10-9m)附近连续可调 的极紫外激光脉冲。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分 子，但又不会把分子打碎，据此判断，能够电离一个分子的能量约为( )(取普朗 克常量h=6.6×1034Js真空光速c=3×108m/s) A.10-21J B.1018J C.1015J D.1012J 答案B
第四章过关检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 小题只有一个选项符合题目要求,第 7~10 小题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) 1.下列关于原子结构的说法不正确的是( ) A.电子的发现说明了原子内部还有复杂结构 B.α 粒子散射实验揭示了原子的核式结构 C.α 粒子散射实验中绝大多数都发生了较大偏转 D.α 粒子散射实验中有的 α 粒子发生较大偏转是因为 α 粒子与原子核之间存在 库仑力 答案:C 解析:电子的发现说明了原子内部还有复杂结构,选项 A 正确;α 粒子散射实验揭 示了原子的核式结构,选项 B 正确;α 粒子散射实验中绝大多数不发生偏转,少数 发生了较大偏转,选项 C 错误; α 粒子散射实验中有的 α 粒子发生较大偏转是因 为 α 粒子与原子核之间存在库仑力,选项 D 正确。 2.在光电效应实验中,用同一束单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效 应。对于这两个过程,下列四个物理量一定相同的是( ) A.遏止电压 B.饱和光电流 C.光电子的最大初动能 D.逸出功 答案:B 解析:同一束单色光照射不同的金属,入射光的频率和光子能量一定相同,金属逸 出功不同;根据光电效应方程 Ek=hν-W0 知,最大初动能不同;由 eUc=Ek 可知,遏止 电压不同;同一束单色光照射,入射光的强弱相同,所以饱和光电流相同,故选项 B 正确,A、C、D 错误。 3.极紫外自由电子激光装置可以发出波长在 100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调 的极紫外激光脉冲。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分 子,但又不会把分子打碎,据此判断,能够电离一个分子的能量约为( )(取普朗 克常量 h=6.6×10-34 J·s,真空光速 c=3×108 m/s) A.10-21 J B.10-18 J C.10-15 J D.10-12 J 答案:B
解析：电离能等于一个处于极紫外波段的光子能量E=m=店=66x1034×x1o 100×109 J=1.98×1018J故选项B正确。 4.如图所示，弧光灯发出的光经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。①经 过一狭缝后，在后面的锌板上形成明暗相间的条纹：②与锌板相连的验电器的箔片 张开了一定的角度。则这两个实验现象分别说明() 弧 狭缝 77n7777777n77777777777777 A.①和②都说明光有波动性 B.①和②都说明光有粒子性 C.①说明光有粒子性，②说明光有波动性 D.①说明光有波动性②说明光有粒子性 答案D 解析：现象①是光的千涉现象，该现象说明了光具有波动性：现象②是光电效应现 象，该现象说明了光具有粒子性，故选项A、B、C错误，D正确。 5.汞原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞 原子只发出三种不同频率的单色光。那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是 () EleV 6 -5.5 10.4 A.可能大于或等于7.7eV B.可能大于或等于8.8eV C.一定等于7.7eV D.包含2.8eV、4.9eV、7.7eV三种 答案C 解析：汞原子发出三种不同频率的单色光，说明汞原子一定吸收能量从基态跃迁到 n=3的激发态，其能级差为△E=E3-E1=7.7eV,故选项C正确。 6.下图是氢原子的能级图，大量处于=5激发态的氢原子向低能级跃迁时() n EleV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6 A.一共能辐射6种频率的光子
解析:电离能等于一个处于极紫外波段的光子能量 E=hν=h𝑐 𝜆 =6.6×10-34× 3×10 8 100×10 -9 J=1.98×10-18 J,故选项 B 正确。 4.如图所示,弧光灯发出的光经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。①经 过一狭缝后,在后面的锌板上形成明暗相间的条纹;②与锌板相连的验电器的箔片 张开了一定的角度。则这两个实验现象分别说明( ) A.①和②都说明光有波动性 B.①和②都说明光有粒子性 C.①说明光有粒子性,②说明光有波动性 D.①说明光有波动性,②说明光有粒子性 答案:D 解析:现象①是光的干涉现象,该现象说明了光具有波动性;现象②是光电效应现 象,该现象说明了光具有粒子性,故选项 A、B、C 错误,D 正确。 5.汞原子的能级图如图所示,现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上,汞 原子只发出三种不同频率的单色光。那么,关于入射光的能量,下列说法正确的是 ( ) A.可能大于或等于 7.7 eV B.可能大于或等于 8.8 eV C.一定等于 7.7 eV D.包含 2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV 三种 答案:C 解析:汞原子发出三种不同频率的单色光,说明汞原子一定吸收能量从基态跃迁到 n=3 的激发态,其能级差为 ΔE=E3-E1=7.7 eV,故选项 C 正确。 6.下图是氢原子的能级图,大量处于 n=5 激发态的氢原子向低能级跃迁时( ) A.一共能辐射 6 种频率的光子
B.能辐射出3种能量大于10.2eV的光子 C.能辐射出3种能量大于12.09eV的光子 D.能辐射出能量小于0.31eV的光子 答案B 解析：激发态的氢原子向低能级跃迁时，能辐射n(n-1)种频率的光子，当n=5时，一 共能辐射10种频率的光子，选项A错误：辐射的光子的能量等于两能级能量之差， 即从n=5依次向n=4、3、2、1跃迁的能量分别为0.31eV、0.97eV、2.86eV、 13.06eV,从n=4依次向n=3、2、1跃迁的能量分别为0.66eV、2.55eV、12.75 eV,从n=3依次向n=2、1跃迁的能量分别为1.89eV、12.09eV,从n=2向n=1 跃迁的能量为10.2eV,所以选项B正确，C、D错误。 7.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c和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则c=货p身 C.由爱因斯坦的光电效应方程Ek=h-Wo可知，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 答案：ABD 解析：根据德布罗意波长公式1=速度相同的质子和电子相比，电子的动量小，波 长长，波动性明显，故选项A正确；根据&=m台C=,可得X射线每个光子的能 量为c-,每个光子的动量为P-故选项B正确；由爱因斯坦的光电效应方程 Ek=-W%可知，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率v是线性关系，但不成正 比，故选项C错误：康普顿效应表明光子除了具有能量之外还有动量，揭示了光的 粒子性，故选项D正确。 8.在对α粒子散射实验的现象分析时，我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞，这是因 为( A.α粒子跟电子碰撞时，损失的能量很小，可以忽略 B.电子体积非常小，α粒子碰不到它 C.α粒子跟各粒子碰撞的效果相互抵消 D.α粒子跟电子碰撞时，动量几乎不改变 答案：AD 解析：卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，认为电子不会对α粒子的偏转产生影 响，其主要原因是电子的质量很小，粒子与电子发生的相互作用可以忽略，就算碰 到，α粒子跟电子碰撞时，动量几乎不改变，损失的能量也很小，可以忽略，不会引起 明显的偏转，选项A、D正确，B、C错误
B.能辐射出 3 种能量大于 10.2 eV 的光子 C.能辐射出 3 种能量大于 12.09 eV 的光子 D.能辐射出能量小于 0.31 eV 的光子 答案:B 解析:激发态的氢原子向低能级跃迁时,能辐射1 2 n(n-1)种频率的光子,当 n=5 时,一 共能辐射 10 种频率的光子,选项 A 错误;辐射的光子的能量等于两能级能量之差, 即从 n=5 依次向 n=4、3、2、1 跃迁的能量分别为 0.31 eV、0.97 eV、2.86 eV、 13.06 eV,从 n=4 依次向 n=3、2、1 跃迁的能量分别为 0.66 eV、2.55 eV、12.75 eV,从 n=3 依次向 n=2、1 跃迁的能量分别为 1.89 eV、12.09 eV,从 n=2 向 n=1 跃迁的能量为 10.2 eV,所以选项 B 正确,C、D 错误。 7.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 ε 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量,则 ε= ℎ𝑐 𝜆 ,p= ℎ 𝜆 C.由爱因斯坦的光电效应方程 Ek=hν-W0 可知,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 答案:ABD 解析:根据德布罗意波长公式 λ= ℎ 𝑝 ,速度相同的质子和电子相比,电子的动量小,波 长长,波动性明显,故选项 A 正确;根据 ε=hν,λ= ℎ 𝑝 ,c=λν,可得 X 射线每个光子的能 量为 ε= ℎ𝑐 𝜆 ,每个光子的动量为 p= ℎ 𝜆 ,故选项 B 正确;由爱因斯坦的光电效应方程 Ek=hν-W0 可知,光电子的最大初动能 Ek 与入射光的频率 ν 是线性关系,但不成正 比,故选项 C 错误;康普顿效应表明光子除了具有能量之外还有动量,揭示了光的 粒子性,故选项 D 正确。 8.在对 α 粒子散射实验的现象分析时,我们并没有考虑 α 粒子跟电子碰撞,这是因 为( ) A.α 粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略 B.电子体积非常小,α 粒子碰不到它 C.α 粒子跟各粒子碰撞的效果相互抵消 D.α 粒子跟电子碰撞时,动量几乎不改变 答案:AD 解析:卢瑟福在分析 α 粒子散射实验现象时,认为电子不会对 α 粒子的偏转产生影 响,其主要原因是电子的质量很小,α 粒子与电子发生的相互作用可以忽略,就算碰 到,α 粒子跟电子碰撞时,动量几乎不改变,损失的能量也很小,可以忽略,不会引起 明显的偏转,选项 A、D 正确,B、C 错误
9.用光子能量为ε的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该 容器内的氢原子能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为 v1、2、3,由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为() A.hv B.hv3 C.h(v1+2) D.hv1+2+3) 答案BC 解析：该容器的氢原子能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三 能级。根据玻尔理论应该有v3=E3-E1,v2=E2-E1,hvI=E3-E2,可见 hv3=hv1+h2=h(v1+2),所以照射光的光子能量可以表示为hv3或hv1+2),故选项 B、C正确。 10.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电 压的关系图像，下列说法正确的有( 光束 窗口 6K uA 甲 I/A ① ② ③ UN A.由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极A的动能比其逸出阴极K表面时的动能 小 B.由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器，当电压表示数增大到某一值后，电 流表的读数将不再增大 C.由图乙可知，③光子的频率小于①光子的频率 D.由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光比②的强 答案BD
9.用光子能量为 ε 的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后,发现该 容器内的氢原子能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为 ν1、ν2、ν3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为( ) A.hν1 B.hν3 C.h(ν1+ν2) D.h(ν1+ν2+ν3) 答案:BC 解析:该容器的氢原子能够释放出三种不同频率的光子,说明这时氢原子处于第三 能级。根据玻尔理论应该有 hν3=E3-E1,hν2=E2-E1,hν1=E3-E2,可见 hν3=hν1+hν2=h(ν1+ν2),所以照射光的光子能量可以表示为 hν3或 h(ν1+ν2),故选项 B、C 正确。 10.图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极 K 和阳极 A 上的电 压的关系图像,下列说法正确的有( ) 甲 乙 A.由图甲可知,闭合开关,电子飞到阳极 A 的动能比其逸出阴极 K 表面时的动能 小 B.由图甲可知,闭合开关,向右移动滑动变阻器,当电压表示数增大到某一值后,电 流表的读数将不再增大 C.由图乙可知,③光子的频率小于①光子的频率 D.由图乙可知,①②是同种颜色的光,①的光比②的强 答案:BD
解析：光电管中的电场水平向右，电子从金属板逸出后，受到的电场力水平向左，电 子做加速运动，所以电子飞到阳极A的动能比其逸出阴极K表面时的动能大，选 项A错误；向右移动滑动变阻器，光电管中电压增大，当光电管中的电流达到饱和 光电流时，电流表示数将不再增大，选项B正确；根据光电效应方程v=W%+Ek,结 合Ue=Ek,整理得U-,③光子的遏止电压大于①光子的遏止电压，所以③光 子的频率大于①光子的频率，选项C错误；①②遏止电压相同，①②频率相同，所以 ①②是同种颜色的光，①的饱和光电流大于②的饱和光电流，①的光比②的强，选 项D正确。 二、实验题（共3小题，共18分） 11.(6分)下图为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起放在图中的 (选填“ABC或“D)位置时，相同时间内观察到屏上的闪光的次数最多；放在图 中的 (选填“ABC或“D)位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数最 少。根据实验结果，卢瑟福提出了原子的 模型。 放射源金箔 荧光屏 X显微镜 答案AD核式结构 解析：由于绝大多数α粒子穿过金箔后都沿原来的方向运动，因此放在A处时，相 同时间内观察到屏上的闪光的次数最多。由于有极少数发生大角度偏转，因此放 在D处，屏上仍能观察到一些闪光，但次数最少。卢瑟福提出了原子的核式结构 模型。 12.(6分)如图甲所示，密封的玻璃管内注入稀薄的氢气，连接热阴极K的两接线柱 ab通电后，K可以发射热电子，速度近似为零，在金属网极和热阴极K的接线柱bc 间加上电压Ub=12V,加速后电子与氢原子发生碰撞能使基态氢原子被激发，氢 原子能级图如图乙所示，则观测到氢原子光谱谱线为 条，在A板处有电 子能打到板上，打到板上电子的动能可能是 eV。 EleV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6
解析:光电管中的电场水平向右,电子从金属板逸出后,受到的电场力水平向左,电 子做加速运动,所以电子飞到阳极 A 的动能比其逸出阴极 K 表面时的动能大,选 项 A 错误;向右移动滑动变阻器,光电管中电压增大,当光电管中的电流达到饱和 光电流时,电流表示数将不再增大,选项 B 正确;根据光电效应方程 hν=W0+Ek,结 合 eUc=Ek,整理得 Uc= ℎ 𝑒 ν- 𝑊0 𝑒 ,③光子的遏止电压大于①光子的遏止电压,所以③光 子的频率大于①光子的频率,选项 C 错误;①②遏止电压相同,①②频率相同,所以 ①②是同种颜色的光,①的饱和光电流大于②的饱和光电流,①的光比②的强,选 项 D 正确。 二、实验题(共 3 小题,共 18 分) 11.(6 分)下图为 α 粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起放在图中的 (选填“A”“B”“C”或“D”)位置时,相同时间内观察到屏上的闪光的次数最多;放在图 中的 (选填“A”“B”“C”或“D”)位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数最 少。根据实验结果,卢瑟福提出了原子的 模型。 答案:A D 核式结构 解析:由于绝大多数 α 粒子穿过金箔后都沿原来的方向运动,因此放在 A 处时,相 同时间内观察到屏上的闪光的次数最多。由于有极少数发生大角度偏转,因此放 在 D 处,屏上仍能观察到一些闪光,但次数最少。 卢瑟福提出了原子的核式结构 模型。 12.(6 分)如图甲所示,密封的玻璃管内注入稀薄的氢气,连接热阴极 K 的两接线柱 ab 通电后,K 可以发射热电子,速度近似为零,在金属网极和热阴极 K 的接线柱 bc 间加上电压 Ucb=12 V,加速后电子与氢原子发生碰撞能使基态氢原子被激发,氢 原子能级图如图乙所示,则观测到氢原子光谱谱线为 条,在 A 板处有电 子能打到板上,打到板上电子的动能可能是 eV。 甲