(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（人教版）

高二同步周测卷物理选择性必修第三册 (五】原子的核式结构模型、氯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 (考试时叫40分钟，满分100分) 一、单项选择题（木题共6小题，每小超6分，共3G分，在每小题拾出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 1,在物理学发展过程中，（测，学实验，假说和逻辑推理等方法都起到了重要的作用， 下列说法符合历史事实的是 A.贝克精尔通过对天燃放射宠象的研究，发践了原子中存在原子核 B,法拉第在分析了许多关验事实后提出，感成电流应具有这样的方向，即感成电流 的磁场总要阳得引起感应电道的磁通量的变化 C,卢瑟相通过a粒子散射实验，证实了前千核内存在质子 D)杨舞孙通过阴极线在电场和磁据中的编转实检，发践了闭极射线哥由带负电的 较子组规的，并测出了该较子的比荷 名如图所示为气休故电管中氢原子的光谱图，图片显示光请只有一华分立的亮线。下 列说法正确的是 A.氯原子光谱中的不同亮线是由处于不同能量 状客的复原子发光而形成的 B.救电管中的氮原子受到高遮运动的电子的量 击，从低能级跃正到高能领时做山光子 心大量复原子发光时，可以爱射出各种顿率的光，图片显示的仅是少数复原子发光 的光请 D,氮原子发光时放出的光子能量等于两个能级之差，所以其发射光谢只有一些分过 的亮线 3,氢原子能级图知图所示，已知金属钙的递出功为3.2V,现有一肝处· 于一4能级的氢原子向低能城跃迁，在辄射出的各种箱率的光子 中，能使金属钙发生光电效应的光子共有 A.1种 B.2种 ,-140 C.3种 ID.4种 -43d 4,有丝金属原子受藏后从数发跃迁到其态时，会发出特定翼色的光，可见光谱如湖所 示。已知某原子的某激发态与基态的能量差为1.85eV,格期克常量h=6.53× 10"J·,电子电量一【，6×1C。该原子从上述藏发跃近到基态时的发光圆 色为 A.虹色 黄色 C,蜚色 D常色 5.光射到物体表面上时会产生压力，我1将光对物体单位面积的压力同光压。已知养 阴克富量为4，真空中的光速为某激光器发出微光的功率为P,该完嫩垂直射到某 物理{人数版)选择性必修第三册第【页（共4页》 面水金卷·先享盈 平整元件上，其光束的横截面积为S,该置光的被长为1。若溢光的能量全部被元件 吸收，则下列说法正跪的是 人该光来产生的光压为器 B该光束产生的光压为号 C.该徽光器单位时间内发曲的光子数为户 D资藏充器单位时间内爱曲的光子数为哈 6,关于下列四解图，说法正确的是 雀保桃餐由 甲降 校子教制的大效销道录意围 A.图甲，用紫光照射到锌版上可以发生光电效应，用黄光照射锌板也一定能发生光 电效成 B.阁乙，在谢善领效应中，散射的光子被长变大，说明该光子的胞量增加 C,图丙，完电效应和康普幅效应规示了光的乾子性，单音衍射说明光其有被动性 D图丁，卢悬福香定了海博预些糕式原子模型的依据是在：教子散射实验现象中， 绝大多数：锐子竿过金箔后，仍沿原来的方向前进 二，多项选择题（本题共？小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多明符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) ,已知可见光的被长爸围为0一7阳mm,下列关于巴耳水公式}R(空中)的说 法正确的是 A.巴耳末系的4条情线位于可见光区域 B.公式中n可取任意值，故氢原子光进是连续谱 C,公式中㎡只熊取大于或等于3的整数值，故氢原子光讲是线秋谱 D在巴耳末系中：值越大，对应的被长1越短 8,下列四屬图秒及不同的近代物理知识，其中正确的是 树 -0 高二闭步周测馋五 物建（人数版】选择性必修第三面第？页（共4页》 A.图甲，电子桌穿过铅箱的你射蹈样，证实电子具有被动性，质子，原子与分子不具 有皮动性 B,图乙，卢瑟和通过分析a粒子散财结果，提原子核式结构模型，并发现了质子和 中子 C,图丙，晋阴克最早提出能量子置念，并说功解释黑体屬财实验规律，使是量子力学 的莫基人之一 D.图丁，敲尔提出电子轨道是量千化的，氢桌子能领是分立的，成功解释氢原子发充 的规裸 班拟 性名 分数 想号1 45 答室 三，非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.《12分》如图所示为氢原子能级图，氢原子处于其态时的坐量E=一136V。已知 普明克常量h-6,63×104J·s,电子电量一1.6×10“C,真空中的充速x-3× 10m/* 《1)当氢原子处于w=3的散发态时，求此时的能量：（结果保的三位有效数字） 《2)当氢原子从w=3的微发态跃近到对一1的基态时，求向外相射的充子的被长：（洁 果保留三位有效数字) (3)若有大量的氢諒子处于”一【的藏发态，期在跃江过程中可能样政出儿肿顺率的 光子？并在能级图上用管头标明这些氯原千能发出的光情线 W -1.5 -130 10.18分)如图所京为研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作，①D用顿率 为的光厕射光电管，此时微安表中有电流·闻节滑动变阻器，使微安表示数恰好 变为0，记下北时电压麦的示数U②用顿率为的光组射光电管，重复上述操作， 记下此时电压表的示数U (1步骤①中滑动变阻器的滑片P应该向：端移动还是向山瑞移动？移动后光电管 中从K发射出的电子由K向A的运动是加违运动还是减速运动？ (2)步翼①中，若改变光的强喝，微安表示数恰好变为0时的电压表示数U,是否会 变化？请写出光电效应方程，根据方程做旧解释： (3)已知电子的电荷量为，请根据以上实验，推学普厨克富量实验测定值的计算式 以及光电管材料的逸出功： 物建（人教极》选择性必修第三锈第3贞[共4页 衡水金炸·先享题· (4)若=0z时.，=1V,求逸出功的大小（脊明克常量h=6,63×104】·s, 电于的电量为1.6×10#C). 11.(18分)汤湖孙用来测定电子的比背（电子的电街量与质量之比）的实验装置如图所 示，真空管内的因极K发出的电子《不计初速度，重力和电千间的相互作用力》经加 道电压加后，穿过A,4中心的小孔沿中心轴O,O的方闯进人到两块水平正对裁 置的质板P和P间的区装。当极板间不加偏转电压时，电子束打在类光屏的中心 O点，形成了-一个亮点：加上偏转电压U后，亮点偏离到)点.O点与)点的竖直间 距为d.水平间距可忽略不计。此时，在P和P间的区域，再加上个方向垂直于 低面向里的匀虽磁场。翼节鹭场的强弱，当磁感应强度大小为B时，亮点重新回到 O点。已知极版水平方向的长度为1·极板间距为，极板右端到荧完屏的距离为 L:《如图所示)。 (1)求打在费光屏O点的电予重度的大小： (2)推导出电子的比背的表达式。 二州步周测卷五 物理（人教极》选择性必修第三景第（页【共4页1高二周测卷 ·物理（人教版）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 6 物理史实 易 0.85 单项选择题 6 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 跃迁，可见光 √ 易 0.80 5 单项选择题 6 光压 中 0.65 光电效应、康普顿效应、单缝衍 6 单项选择题 6 中 0.60 射、a粒子散射实验 7 多项选择题 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多项选择题 8 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 18 爱因斯坦光电效应方程 中 0.70 11 非选择题 18 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（人教版）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 可见光区的四条谱线时得到的，A项正确：公式中n 原子能发射出6种不同波长的光，根据E。一E.=y 只能取大于或等于3的整数，入不能连续取值，故氢 可知从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能 原子光谱是线状谱，B项错误，C项正确：根据公式可 量为0.66eV,从n=4能级跃迁到n=2能级时镉射 知，n值越大，对应的波长入越短，D项正确。 的光子能量为2,55eV,从n=4能级跃迁到n=1能 8.CD【解析】图甲：电子束穿过铝箔的宿射图样，证实 级时辐射的光子能量为12.75cV,从n=3能级跃迁 电子其有波动性，质子、原子与分子同样具有波动性， 到n=2能级时辐射的光子能量为1.89cV,从n=3 A项错误：图乙：卢瑟福通过分析a粒子散射实验结 能级跃迁到n=1能级时辐射的光子能量为 果，提出原子核式结构模型，卢瑟福在用α粒子轰击 12.09eV,从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射的光 氮原子核的实验中发现了质子，并预言了中子的存 子能量为10.2eV。根据光电效应方程可知能使金 在，查德威克发现了中子，B项错误：图丙：普朗克最 属钙发生光电效应的光子的能量要大于或等于 早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律， 3.2V。可见能使金属钙发生光电效应的光子共有 是量子力学的奠基人之一，C项正确：图丁：玻尔提出 3种，C项正确 电子轨道是量子化的，氢原子能级是分立的，成功解 4.A【解析】由能量子公式e=似可得y=△ 释氢原子发光的规律，D项正确。 h 三、非选择题 上0二46X10H,由题图可知， .【解折1①由公式E一号 (2分) 发光颜色为红色，A项正确。 当n=3能量为E=二1360cY≈-1,51cV(1分) 5.C【解折】光子的能量E=,=h会，设单位时间内 32 (2)根据跃迁理论得E,一E,=hy (2分) 该颜光器发出的光子数为N,有N=是-是C项正 而c=y (2分) 确，D项错误：根据题意，该微光的能量全部被元件吸 解得波长为1≈1.03×107m (1分) 收，可认为光子在接触该原件后速度减为零，则在 (3)大量的氢原子处于n=4的激发态在跃迁过程中 向低能态跃迁发光时有C=6种 (2分) 时间内光子动量的变化量为△p=0一pN:=一N:四 共有6种光谱线，光谱线图为 =一，对t时间内的光束由动量定理有一F=△p: EleV --0 0.54 解得F-,该光束产生的光压为P-号-号， -0.85 -1.51 A,B项错误。 -3.40 6.C【解析】能否发生光电效应与入射光的频率有关， 当入射光的顿率大于极限颜率时，才能发生光电效应 -13.6 现象，黄光的频率小于紫光的频率，不一定大于极限 (2分) 频率，所以黄光照射锌板不一定能发生光电效应，A 10.【解析】(1)由于调节滑动变阻器，使微安表示数恰 项错误：在康普顿效应中，根据=仁可知，散射的光 好变为0，光电管的电压使电子做减速运动，即K电 势高，则滑片P向“嵛移动 (2分) 子波长变长，说明该光子的能量减小，B项错误：光电 (2)根据h均一W。=Em=eU (2分) 效应，康普顿效应都揭示了光的粒子性，单缝衍射说 可知改变光的强度，微安表示数恰好变为0时的电 明光具有波动性，C项正确：卢瑟福否定了汤姆孙枣 压表示数为U,不发生变化 (1分) 糕式原子模型的依据是无法解释α粒子散射实验现 (3)设材料的逸出功为W。,根据光电效应方程有h 象中，少数α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的 -W。=eU (2分) 角度甚至大于90°，D项错误。 h一W。=eU (2分) 二、多项选择题 解得h=e(U-U) (2分) 7.ACD【解析】此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在 一姓 ·74✉ w=e,U-4U2) (2分) 的一 2a6 电子在电场中，竖直向上偏转的距离d,= (4)根据光电效应方程有E=h一W。 (2分) eLjU (2分) 根据动能定理有一U=0一E (1分) 2mv b 联立可得该金属的逸出功W。=hm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 (2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 (2分) 设电子的速度为t,则有eB=eE (2分) 4时间内向上运动的距离d,==L女(2分) 解得=吕即一品 U mib (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= m(L 后，竖直方向做匀加速运动，加流度为-品1分 (2分) 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间 解得二= Ud (2分) 4-号 (2分) B6L,山+号)