作业(十四) 原子的核式结构模型-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册知能达标训练（人教版2019）

k⑧ 10.BC根据普朗克能量子假说知，A错误，B、C正确：普：7.D由Ekm=v一W,知Ekm￥图像的斜率为h,故D 朗克能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏 正确：逸出功是由金属自身决定的，与y无关，A错 观世界，D错误。 误：Ekm与入射光强度无关，B错误；当v<o,无光电 4.8 子逸出，C错误，故正确答案为D。 1.解折==子.4Xi0mWsa43X10msE= 8.ACD由Ek=hw一W。知Ek与照射光的强度及照射时 =h=6.63×10-34 间无关，与y呈线性关系，故逃项A、C正确：由Ek= m=7=4x107J4.7X109J hc-W。可知E与入不成反比，故选项B错误：在v不 答案3.43×107m/s4.7×10-27J 变的情况下，Ek与W。呈线性关系，故选项D正确。 12.解析(1)手电简1s内消耗的能量为W=U11=3× 9.B根据光电效应方程Ek=hw一W。可知，Ey图像的斜 0.25×1J=0.75J。设每秒内转化为0.6m可见光 率为普朗克常量h,因此图中两线应平行，C、D错：图 的光子数为m,则h云=1%×W,现将已知条件代入 线与横轴的交点表示恰能发生光电效应（光电子动 能为零)时的入射光频率即极限频率。由光电效应 得n=1%×WA=1%×0.75×0.6X10-6 hc 6.63X101X3.0×108个≈2.26× 方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率 越高，所以能使金属钨发生光电效应的极限频率较 1016个。设光在传稀方向上传稀1m所用的时间为t,: 高，所以B对，A错。 则/=。=号×108s:故沿光的传矯方向上传播1m:10.ABD报据E=,而=云，则光于的能量为h分，故 c 3 长的光来内的光子数为m=m=2.26×1016×1× 3 A正确：无电子逸出的最大动能Em=九无-W,根据 10-8个≈7.53×107个。 动能定理，Ekm'一Ekm=U,则到达A板的光电子的最 (2)在光束垂直照射的物体表面上，平均1s内1cm面 大动能为Em'=h分一W十U,故B正确：若增大两 积上接收到的光子数 板间电压，不会影响光电效应现象，仍有光电子遮出， m-2.26×10个=2.26×105个. 故C错误：若减小入射光的波长，那么频率增大，一定 10 会有光电子逸出，故D正确。 答案(1)7.53×102个(2)2.26×1015个 作业（十三）光电效应 1,解析1)根据光电效应方程可得民=-m, 1.C 6.63×101×3.0X10」-6.73×1019J=3.2× 2.AB因入射光的频率大于或等于极限频率时会产生光 200×10-” 电效应，所以A正确：因为金属的极限频率为，所以 10-19J。 (2)因调节电压使电流表的示数减小到0时，M、N间 逸出功W。=he,再由Ek=hy一W。得，Ek=2h。一 的电压为U),则Ek=Uoe hye=hye,B正确：因为逸出功是光电子给好途出时需要 做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误：由Ek= 当电压为U,时，怡能到达N的光电子满足U,= hy一W。=hy一he=h(v一e)可得，当y增大一倍时 1 Ek_2w一≠2，故D错误。 (sin 0)2Ex (sin 0)2 Ekv一e 3.C用频率相同的光照射同一金属时，发射出的光电子 解得血0-停0-=60， 的最大初动能相同，所以戴止电压相同：饱和光电流与 答案(1)3.2×10-19J(2)60° 光的强度有关，光的强度越大，饱和光电流越大，故选项 12.解析(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部 C正确。 到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子个数n='m= e 4.B 4.0×1012(个) 5.BC发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属 的极限频率，根据光电效应方程知，入射光频率越 根据光电效应方程，光电子最大初动能Em一h无 大，光电子的最大初动能越大，光强度会影响单位时 h,代入数据解得Ekm=9.6×100J。 间内途出的光电子数目，发生光电效应的条件是>W,故 A错误：光电子在管内运动过程中，电场力做正功，电势 (2)如果照射光的频率不变，光强加倍，根据光电效应 实验规律，阴极每秒钟发射的光电子数n'=2=8.0× 能减小，故B正确：减弱入射光强度，单位时间内逸出的： 102(个) 光电子数目减小，故b两端的电压减小，故C正确：入 光电子的最大初动能仍然是Ekm=9.6×1020J. 射光的频率变高，光电子的最大初动能增加，但不是所 答案(1)4.0×1012个9.6×10-0J 有出射光电子的动能都增大，故D错误。 (2)8.0×1012个9.6×10-20J 6.B由光电效应光电子最大初动能公式 作业（十四）原子的核式结构模型 Em=2mw2=h加一W。 1.BC阴极射线粒子带负电，由左手定则可以判断管内 磁场垂直纸面向里，由安培定则判断AB中电流的方向 得出光电子的最大初动能与照射光的频率和逸出 .: 由B向A,所以A错误，B正确：电流方向改变时，管内 功W。有关，同种金属的逸出功W。不变，所以只能 : 磁场方向改变，电子受力方向也改变，故C正确，D 增大照射光的频率，所以B对，A、C、D错 错误。 36 @) 2.AC : 作业（十五）氢原子光谱和玻尔的原子模型 3.Aa粒子散射实脸使卢瑟福惊奇的就是a粒子发生 1.C根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发 了较大角度的偏转，这是由于Q粒子带正电，而原子 生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图 核极小，且原子核带正电，α粒子能接近原子核的机 可知跃迁时对应波长为入3的光子能量最大，故选C。 会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电 子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发 2.A若n大于m,由n向m跃迁，释放光子， 生改变。C、D正确，但与题意不符。故正确答案 E=h,粮据=天 有 为A。 n2 4.CD电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是 元电荷的整数倍。16X1019C是目前为止自然界中 尉有五（得）-b受由A受-hR(安是)： 最小的电荷量。 5.AD1897年汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的 得-E=hcR。,即里德伯常量R。=一，故选A 偏转情况断定阴极射线本质上是带负电的电子流，并求：3.ACDH。谱线所对应的光要比H谱线所对应的光的 出了比荷，从而发现了电子，故A对，B错；电子质量是 波长更长，H。谱线所对应的光要比H:谱线所对应的 质子质量的1836·故C错：汤拇孙通过对不同材料做阴 光的频率低，故同一玻璃对H。语线所对应的光的折射 极研究阴极射线时均发出同一种粒子一电子，这就说 率较小，故A正确：根据c=以及e=hv,联立得e 明电子是构成物质的基本单元，而对光电效应等现象的 h天=6.63×103X403905J≈485X109J≈ 研究更加验证了这一点，故D对。 6.DQ粒子在靠近金原子核的过程中，库仑力做负功，电 3.03eV,可见H谱线对应的光子是氢原子从n=6跃 势能逐渐增加，选项A错误：α粒子散射实险是原子的 迁到n=2能级时发出的，故B错误，C正确：处在基态 核式结构理论的基础，并不能说明原子核是由质子和中 的氢原子跃迁到n=3能级并往n=2能级跃迁即可发 子组成的，选项B错误；口粒子散射实验说明带正电的 出可见光子，此时所需能量最小为12.09eV,故D 物质分布在原子内部很小的区域内，即原子的内部有一 正确。 个很小的原子核，选项C错误：a粒子在靠近金原子核：4.ACD 的过程中，系统动量守恒，当它们的距离最小时，两者的 :5.BC根据跃迁规律hv=Em一En和能级图，可知A错， 速度相等，则Q粒子与金原子核的动量大小之比等于质 B对：氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n一4的能级， 量之比，即为4：197，选项D正确。 7.Ca粒子的大角度散射，说明了原子的全部正电荷和 能发射的光子的波长有C=6种，故C对，D错。 几乎全部质量集中在一个很小的核里，C正确。 :6.BC炽热固体发出连续谱，燃烧固体钠不能得到特征请 8.A根据卢瑟福的原子结构模型的内容知C、D错：原子 线，A错误：稀海气体发光产生线状谱，B正确：强烈的白光 核半径的数量级为1015m,原子半径的数量级为 通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光 10一10m,两者相差十万倍之多，因此原子内部是十分 请，故C正确，D错误。 “空旷”的，故A对，B错。 ：7,A根据玻尔理论，波长最长的跃迁对应着频率最小的 9.AD由于原子的体积远远大于原子核的体积，当a粒： 跃迁，根据氢原子能级图，频率最小的跃迁对应的是从 子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距α粒子相对 能级5到能级4的跃迁，选项A正确。 较远，而且其他原子核对。粒子的作用力也可以近似相 8.ABCA,B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是 互抵消，所以散射角度大的这个α粒子并不是由于受到 原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是 多个原子核作用造成的，C错：由库仑定律可知，Q粒子 ! 受到的斥力与距离的二次方成反比，α粒子距原子核越 “量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不 近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A 同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。 对，B错：当α粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量 电子跃迁辐射的能量为v=Em一Em,与电子绕核做的 的变化量就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大， 圆周运动无关，故D错误。 D对。 9,CD由氢原子能级图可知氢原子从n=2跃迁到n=1 10.Ca粒子由a经b到c的过程中，电场力先做负功，后 的能级差大于从n一3跃迁到n一2的能级差，根据 做正功，α粒子的电势能先增加后减小，回到同一等势 : 面时，电场力做的总功为零，C正确。 IE,一Em=w和v=无可知，E。一Ew=h分，选项A 11,ADa粒子在接近原子核的过程中，要克服库仑斥力 错误；同理从n=1跃迁到n=2的能级需要的光子能量 做功，动能减少，电势能增加，两者相距最近时，动能最 大约为从n=3跃迁到n=2的能级差的五倍左右，对应 小，电势能最大，总能量守恒，根据库仑定律，距离最近 光子波长应为从n=3跃迁到n=2辐射光波长的五分 时，斥力最大。 12.解析电子绕核运动的向心力是库仑力， 之一左右，选项B错误：氨原子从n=3跃迁到n=1的 因为 能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱 2 =mor, 线，选项C正确：氢原子在不同能级间跃迁必须满足 所以 |E一Em=h天，选项D正确。 其运动周期为T=2r-2xrmr 10.BD。一群处于n=3能级的氢原子，向低能级跃迁过 w ek 程中能发出3种不同频率的光，只能测得1条电流随 电压变化的图像，说明只有一种频率的光产生光电效应， 其等效电流1=气一2元√mr 可判定题中第三张图对应的光只能是氢原子由第3能级 答案， 向基态跃迁发出的，对应光子的能量E=一l.51eV mr 2πrVmr (一13.6)eV=12.09eV,当该装置所加的电压为反向 37·物理·选择性必修 第三册(配BJ版) 作业(十四) 原子的核式结构模型 [基础训练] 5.(多选)1897年英国物理学家汤姆孙发现 了电子并被称为“电子之父”,下列关于电 1.(多选)如图所示,一只阴极射线管,左侧不 子的说法正确的是 C ) 断有电子射出,若在管的正下方放一通电 A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中 直导线AB时,发现射线径迹下偏,则 _ 的运动得出了阴极射线是带负电的粒 子的结论,并求出了阴极射线的比荷 阴极 __阳极 B.汤姆孙通过光电效应的研究,发现了 B 电子 A.导线中的电流由A流向B C.电子质量是质子质量的1836倍 B.导线中的电流由B流向A D.汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的 C.若要使电子束的径迹往上偏,可以通过 射线做研究,并研究光电效应等现象 改变AB中的电流方向来实现 说明电子是原子的组成部分,是比原子 D.电子束的径迹与AB中的电流方向 更小的基本的物质单元 无关 6.在a粒子散射实验中,a粒子的偏转是由 于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生 2.(多选)在a粒子散射实验中,如果一个 的,其中有极少数a粒子发生了大角度偏 a粒子跟金箔中的电子相撞,则 转,甚至被反向弹回,假定一个速度为v的 A.a粒子的动能和动量几乎没有损失 高速a粒子(CHe)与金原子核(Au)发生 B.a粒子将损失大部分动能和动量 单性正碰(碰撞前金原子核可认为是静正 C.a粒子不会发生显著的偏转 的),则 ) D.a粒子将发生较大角度的偏转 A.a粒子在靠近金原子核的过程中电势能 3.在卢瑟福g粒子散射实验中,有少数g粒 逐渐减小 子发生大角度偏转,其原因是 B.a粒子散射实验说明原子核是由质子和 A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在 中子组成的 一个很小的核上 C.a粒子散射实验说明带正电的物质均匀 B.正电荷在原子内是均匀分布的 分布在原子内部 C.原子中存在着带负电的电子 D.当它们的距离最小时,a粒子与金原子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状 核的动量大小之比为4:197 态中 7.卢瑟福和他的助手做;粒子轰击金箔实 4.(多选)下列是某实验小组测得的一组电荷 验,获得了重要发现,关于;粒子散射实验 量,哪些是符合事实的 ( ( 的结果,下列说法正确的是 ) A.+3×10-1C B.+4×10-1C A.说明了质子的存在 C.-3.2×10-1C D.-4.8×10-16C B. 说明了原子核是由质子和中子组成的 32 C.说明了原子的全部正电荷和几乎全部 12.若氢原子的核外电子绕核做半径为?的 质量都集中在一个很小的核里 匀速圆周运动,则其角速度是多少?电 D.说明了正电荷均匀分布 子绕核的运动可等效为环形电流,则电子 8.关于原子结构,下列说法正确的是( 运动的等效电流I是多少?(已知电子的 A.原子中的原子核很小,核外很“空旷’ 质量为m,电荷量为e,静电力常量用 B.原子核的半径的数量级是10-^*}m 表示) C.原子的全部电荷都集中在原子核里 D.原子的全部质量都集中在原子核里 [能力提升] 9.(多选)在a粒子散射实验中,如果两个具 有相同能量的;粒子,从不同大小的角度 散射出来,则散射角度大的a粒子( ) A.更接近原子核 B.更远离原子核 C.受到一个以上的原子核作用 D.受到原子核较大的冲量作用 10.根据a粒子散射实验,卢 瑟福提出了原子的核式 结构模型,如图所示的虚 线表示原子核形成的电 场的等势面,实线表示一个a粒子的运动 轨迹,在a粒子从a运动到,再运动到 ( 的过程中,下列说法正确的是 ) A.动能先增大,后减小 B. 电势能先减小,后增大 C.电场力先做负功,后做正功,总功等 于零 D.加速度先变小,后变大 11.(多选)在g粒子散射实验中,当a粒子最 接近原子核时,a粒子符合下列哪种情况 ( _ A.动能最小 B.电势能最小 C.a粒子与金原子组成的系统的能量 最小 D.所受原子核的斥力最大 33