(五)原子的核式结构模型、氢原子光谱和玻尔的原子模型、粒子的波动性和量子力学的建立-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修3同步周测卷（J）

高二周测卷 ·物理·」选择性必修第三册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第三册（五） 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I,理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 物理史实 易 0.85 单项选择题 氢原子光谱图 中 0.75 3 单项选择题 氢原子能级图 中 0.70 4 单项选择题 8 跃迁，可见光 √ 易 0.80 5 单项选择题 8 光压 中 0.65 光电效应、康普顿效应、单缝衍 6 单项选择题 8 中 0.60 射、a粒子散射实验 7 单项选择题 8 理解巴尔末公式及其应用 易 0.80 黑体辐射、电子束衍射和衍射图 8单项选择题 6 样，a粒子散射实验，玻尔原子理 中 0.70 论的基本假设 9 非选择题 12 氢原子能级图 易 0.80 10 非选择题 12 爱因斯坦光电效应方程 中 0.70 11 非选择题 12 电子的比荷 中 0.75 耆答案及解析 一、单项选择题 成的，并测定了粒子的比荷，D项正确。 1,D【解析】贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发 2.D【解析】氨原子光谱中的亮线，是明线光谱，它是 现了原子核内部是有结构的，A项错误：楞次在分析 由于氨原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形 了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方 成的，A,B项错误：原子从高能级向低能级跃迁时会 向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通 放出光子，光子能量等于两个能级之差，其发射光谱 量的变化，B项错误：卢瑟福通过α粒子散射实验，得 只有一些分立的亮线，放出的光子能量只有一些固定 出了原子的核式结构理论，没有证实原子核内存在质 值，并不可以发出各种频率的光，C项错误，D项 子，C项错误：汤姆孙通过对阴极射线在电场及磁场 正确。 中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组3.C【解析】原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射 ·73· ·物理·J选择性必修第三册· 参考答案及解析 光子。处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，氢 能取大于或等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原 原子能发射出6种不同波长的光，根据E。一E.=hy 子光谐是线状谐，B项错误，C项正确：根据公式可 可知从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能 知，n值越大，对应的被长入越短，D项正确。 量为0.66eV,从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射 8.D【解析】图甲：电子束穿过铝箔的衍射图样，证实 的光子能量为2,55eV,从n=4能级跃迁到n=1能 电子具有波被动性，质子，原子与分子同样具有波动性， 级时辐射的光子能量为12.75cV,从n=3能级跃迁 A项错误：图乙：卢瑟福通过分析Q粒子散射实验结 到n=2能级时辐射的光子能量为1.89cV,从n=3 果，提出原子核式结构模型，卢瑟福在用α粒子轰击 能级跃迁到n=1能级时辐射的光子能量为 氮原子核的实验中发现了质子，并预言了中子的存 12.09eV,从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射的光 在，查德威克发现了中子，B项错误：图丙：普明克最 子能量为10.2eV。根据光电效应方程可知能使金 早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律， 属钙发生光电效应的光子的能量要大于或等于 是量子力学的奠基人之一，C项错误：图丁：玻尔提出 3.2V。可见能使金属钙发生光电效应的光子共有 电子轨道是量子化的，氢原子能级是分立的，成功解 3种，C项正确 释氢原子发光的规律，D项正确。 4.A【解析】由能量子公式E=创可得y= 二、非选择题 h 上0二46X10H,由题图可知， 9,【解折】1)由公式￡-导 (2分) 当n=3能量为E=一13.60e 39 ≈-1.51eV(1分) 发光颜色为红色，A项正确。 (2)根据跃迁理论得E,一E,=y (2分) 5.C【解折】光子的能量E=,=h会，设单位时间内 而e=y (2分) 该藏光器发出的光子数为N,有N=是-是，C项正 解得波长为A≈1.03×107m (1分) (3)大量的氢原子处于n=4的激发态在跃迁过程中 确，D项错误：根据题意，该微光的能量全部被元件吸 向低能态跃迁发光时有C:=6种 (2分) 收，可认为光子在接触该原件后速度减为零，则在 共有6种光谱线，光谱线图为 时间内光子动量的变化量为△p=0一pN1=一N:心 n EleV -0.54 =一，对t时间内的光束由动量定理有一F=△p: -0.85 -1.51 解得F-,该光束产生的光压为P-号-号， 3.40 A,B项错误。 6.C【解析】能否发生光电效应与入射光的频率有关， -13.6 (2分) 当入射光的频率大于极限颜率时，才能发生光电效应 10.【解析】(1)由于调节滑动变阻器，使微安表示数恰 现象，黄光的频率小于紫光的频率，不一定大于极限 好变为0，光电管的电压使电子做减速运动，即K电 频率，所以黄光照射锌板不一定能发生光电效应，A 势高，则滑片P向a端移动 (2分) 项错误：在康普顿效应中，根据=仁可知，散射的光 (2)根据h均一W。=Em=eU (1分) 子波长变长，说明该光子的能量减小，B项错误：光电 可知改变光的强度，微安表示数恰好变为0时的电 效应，康普顿效应都揭示了光的粒子性，单缝衍射说 压表示数为U,不发生变化 (1分) 明光具有波动性，C项正确：卢瑟福否定了汤姆孙枣 (3)设材料的逸出功为W。,根据光电效应方程有hy 糕式原子模型的依据是无法解释α粒子散射实验现 一W。=eU (1分) 象中，少数α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的 hh一W。=eU (1分) 角度甚至大于90°，D项错误。 解得h=e(U-U) (1分) 的一 7,B【解析】此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可 W,=(vU-uU:) 见光区的四条谱线时得到的，A项正确：公式中n只 一 (1分) ·74 (4)根据光电效应方程有E=h一W。 (1分) eLiU 2mi b (1分) 根据动能定理有一eU=0一E, (1分) 联立可得该金属的逸出功W。=h一eU=6,63× 离开电场时竖直向上的分速度=，= mub 10-#×10J-1.6×10-"×1J=5.03×10-"J (1分) (2分) 电子离开电场后做匀速直线运动，经：时间到达荧 11.【解析】(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡 时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点， 光屏，4=L (1分) 设电子的速度为v,则有eB=eE (2分) 在时间内向上运动的距离d,==UL上(1分) 解得=青即8一品 U mob (1分) (2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度。进入 故电子向上的总偏转距离d=d,+d,=巴 6,(, 后，竖直方向数匀加连运动，加滤度为：-总（1分) (1分) 电子在水平方向微匀速运动，在电场内的运动时间 解得C= Ud (2分) 号 (1分) B6L(L4+2) 电子在电场中，整直向上偏转的距离d=分a物课·」透挥性必修第三面第1页（共4面》 衡水金海·先章驱·高二网步周测标五 物理·」选择性必修第三研 第2页「其4而) A,图甲，电子束穿过铝箭的指时粥样，证实电子具有波功性，质子，原子与分子不具 有波动性 且图乙，卢瑟福通过分析a粒子微射结果，提出原子核式结构慎型，并发现了质子和 中子 C图丙，林经最早提出德量子餐念，并成功解释黑体招射实验线律，他是量子力学的 莫基人之一 D.图丁，玻尔提出电子纯道是量子化的，氢原千能级是分立的，成功解释氢原子发光 的规律 班城 蜂名 分数 超号 1 答案 二，非选择题（本题共3小题，其36分。请按要求完成下列各圈） 9.(12分)如带所示为氧原子德级图，氢原子处于基态时的能量E=一13.6eV。已知 普周克常量为=6,63×10J·,电子电量e=1.6×10”C,直空中的光速c=3× 10'm/s (】)当氢原子处于一3的澈发态时，求此时的能量：（结果保留三位有效数字） 《2)当氧原子从w=3的徽发态跃迁到用=1的帮态时，求向外辐射的光子的被长，《结 果保留三位有效数字) 《3)若有大量的氢原子处于：4的数发态，知在跃证过程中可能释做出几种顺帝的 光子？并在能级图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线， 4相 30 10,(12分)如湖所示为研究光电效应的实除装置，某问学进行了如下操作，①用朝率 为与的亮具射亮电管，此时微发表中有电旋，翼节滑功变阳器，使微安表示数恰好 变为0，记下此时电压表的示数U:②用顿率为与的光射光电管，重复上述操作， 记下此时电属表的示数U。 (1)步靠①中滑动变阻器的滑片P度该向：线移动还是向：墙移动？移动后光电管 中从K发射出的电子由K向A的运动是加速运动还是减速运动： (2)步餐①中，若改变光的强则，微安表示数恰好变为0时的电压表示数U,是否会 变化？请写出光电效烧方醒，根据方四做出解释： (?)已知电子的电荷量为，请根据以上实验，推导警朗克常量实验测定值的计算式 以及光电管材料的递出功： 物课·」落性必修第三研第3暖其4页引 衡水金善·先京题门 《4)若=10H时，=1V,求递出坊的大小（脊阴克靠量h=6.3父10J·8, 电子的电量为1.6×10"C). 11,《12分》汤朗用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比》的实验装置如图所 示，真空管内的明极K发出的电子（不计初违度、重力和电子间的相互作用力）经加 道电压加速后，穿过A、A'中心的小孔沿中心轴)，)的方向进人到两块水平正对放 置的极板P和P句的区城。当极板间不加筒转电压时，电子束打在荧光屏的中心 O点，形成了个亮点：加上偏转电压U后，亮点偏离到点，（了点与口点的竖直句 距为d,水平距可忽略不计。此时，在P和P可的区城，再加上一个方向垂直于 抵面向里的匀强感场。两节磁场的强则，当监盛成强度大小为B时，亮点重斯噶到 O点。已知极版水平方向的长度为L:,极板间臣为，极板右馒到荧光屏的臣离为 :(如指所示). (1)求打在黄光屏O点的电子违度的大小： (2)推导出电千的比荷的表达式。 商二月步周测蓉五 物厘·」选桶性多榨第三卧第4页（到↓页}