1、第四章学业质量标准检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(选择题共40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710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2021辽宁省大连市高二下学期月考)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是(D)A图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出
2、了原子的核式结构模型D图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性解析：根据物理学史可知A、B、C正确；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误。2粒子散射实验中，不考虑电子和粒子的碰撞影响，是因为(C)A粒子与电子根本无相互作用B粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D电子很小，粒子碰撞不到电子解析：粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有粒子质量的1/7 300，碰撞时对粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故答案为C。3(2020福建
3、省平和一中高二下学期月考)红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级图如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，然后自发地跃迁到E2，释放波长为2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为(A)AB C D解析：由题意和玻尔原子理论可知，E3E1h，E3E2h，E2E1h，由以上三式可得，A正确。4(2018天津卷)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H、H、H和H，都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n2的能级时发出的
4、光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定(A)AH对应的前后能级之差最小B同一介质对H的折射率最大C同一介质中H的传播速度最大D用H照射某一金属能发生光电效应，则H也一定能解析：根据Ehh，波长越长，光子的频率越低，由EmEnh，知H对应的两能级之差最小，A对；光在同一介质中传播，频率越高，折射率越大，故H的折射率最大，H的折射率最小，B错；根据n得v，则折射率越大，传播速度越小，故在同一介质中H的传播速度最小，C错；光的频率越高，越容易发生光电效应，由于H的频率小于H的频率，H能使某一金属发生光电效应，而H则不一定能，D错。5(2021河北卷)普朗克常量h6.6261034 Js，光速为c，
5、电子质量为me，则在国际单位制下的单位是(B)AJ/sBm CJm Dm/s解析：根据可得它们的单位为：m，故选B。6(2021四川省攀枝花市高二下学期月考)金属p、q的逸出功大小关系为WpWq，用不同频率的光照射两金属p、q，可得光电子最大初动能Ek与入射光的频率的关系图线分别为直线p、q，下列四图中可能正确的是(C)解析：根据光电效应方程EKmhW0hh0知，图线的斜率表示普朗克常量。横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，逸出功W0h0，WPWQ，因此两条直线的斜率相同，直线p在横轴上的截距应该大于直线q在横轴上的截距；A、B、D三个图与结论不相符，C图与结论相符，选项C正确。7(20
6、20武汉市新洲一中6月线上月考)关于波粒二象性的有关知识，下列说法正确的是(ABD)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E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则E，pC由爱因斯坦的光电效应方程可知EkhW0，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解析：根据德布罗意波波长公式，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A正确；根据Eh且，c可得X射线每个光子的能量为E每个光子的动量为p，故B正确；由爱因斯坦的光电效应方程可知EkhW0，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率是线性关系，但不成正比，故C错误；康普顿效
7、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D正确。8如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(AC)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，则阴极射线向上偏转解析：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；加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，因而选项D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力
8、可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A的说法正确。9(2021山东省太原市三校高二下学期月考)用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则(AC)A光电管阴极的逸出功为1.8 eVB开关K断开后，没有电流流过电流表GC光电子的最大初动能为0.7 eVD改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小解析：该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，知道遏止电压UC0.7 V光电子的最大初动能为EkeUc0.
9、7 eV，根据光电效应方程EkmhW0，W01.8 eV，故A、C正确；开关K断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误。10氢原子的能级图如图甲所示，一群处于基态的氢原子受到光子能量为12.75 eV的紫外线照射后而发光。从这一群氢原子所发出的光中取一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的x束光，这x束光都照射到逸出功为4.8 eV的金属板上(如图乙所示)，在金属板上有y处有光电子射出，则有(BC)Ax3Bx6Cy3Dy
10、6解析：处于基态的氢原子吸收能量为12.75 eV紫外线光子后跃迁到n4的激发态，这样氢原子将辐射出6种能量的光子，其中有3种光子的能量大于该金属板的逸出功(4.8 eV)，所以x6，y3，故选项B、C正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(2小题，共12分。把答案直接填在横线上)11(6分)一群氢原子处于量子数n4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射_6_种频率的光子；氢原子由量子数n4的能级跃迁到n2的能级时辐射光子的能量是_2.55_eV; 用n4的能级跃迁到n2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，_铯_金属能发生光电效应。几种金属的逸出功金属铯钙镁钛逸出功W/eV1.
11、92.73.74.1解析：从n4的能级跃迁，可能发射6种频率的光子；从n4的能级跃迁到n2的能级，发出的光子能量hE4E22.55 eV，此值大于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。12(6分)(2021浙江杭州高二检测)如图所示是使用光电管的原理图，闭合开关，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。(1)当滑动变阻器的滑动端P向_左_(填“左”或“右”)滑动时，通过电流表的电流将会增大。(2)当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为U，则光电子的最大初动能为_eU_(已知电子电荷量为e)。(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_不变_(填
12、“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)当滑动变阻器的滑动端P向左滑动时，反向电压减小，单位时间内到达阳极A的光电子数量变大，则通过电流表的电流变大。(2)当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为U，根据动能定理得eUmv，则光电子的最大初动能为eU。(3)根据光电效应方程EkmhW0，可知若入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变。三、论述、计算题(本题共4小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(12分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线。根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波
13、长m与热力学温度之间存在如下关系：mT 2.90103mK。求：(1)T15 000 K所对应的波长；(2)用T15 000 K所对应波长的光照射逸出功为W04.54 eV的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？答案：(1)1.93107 m(2)能1.90 eV解析：(1)由公式mT2.90103mK得m m1.93107 m。(2)波长m1.93107 m的光子能量Eh eV6.44 eV因EW0，故能发生光电效应。由光电效应方程EkhW0，得Ek(6.444.54) eV1.90 eV。14(10分)电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测
14、得的。他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示，A、B是两块平行放置的水平金属板。A板带正电，B板带负电，从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。已知小油滴静止处的电场强度是1.92105 N/C，油滴半径是1.64104 cm，油的密度是0.851 g/cm3，求油滴所带的电荷量。这个电荷量是电子电荷量的多少倍？(g取9.8 m/s2)答案：8.0210195倍解析：小油滴质量，mVr3由题意知，mgEq
15、0由两式可得：qC8.021019C小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的倍数为n5(倍)。15(12分)(2021山西大同灵丘县高二下月考)如图所示，用频率不同的光照射某种金属发生光电效应，以测量的遏止电压Uc为纵轴，入射光频率为横轴建立平面直角坐标系。已知电子电荷量e1.61019 C。请结合该图像，求：(1)该金属的截止频率c；(2)普朗克常量h。答案：(1)5.01014 Hz(2)6.41034 Js解析：(1)根据光电效应方程得，EkmhW0hhc，又EkmeUc，解得Ucc。对照图像可知，该金属的截止频率c5.01014 Hz。(2)图线的斜率 V/Hz，解得普朗克常量h6.4103
16、4 Js。16(14分)已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为mH1.671027 kg。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n5的能级状态。(1)求大量氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；(2)若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用p表示(h为普朗克常量，为光子频率，c为真空中光速)，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。(保留三位有效数字)答案：(1)10(2)4.17 m/s解析：(1)可以有nC10种不同频率的光辐射。(2)由题意知氢原子从n5能级跃迁到n1能级时，氢原子具有最大反冲速率。氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为EE|E5E1|开始时，将原子(含核外电子)和即将辐射出去的光子作为一个系统。由动量守恒定律可知：mHvHp光0光子的动量p光，Eh氢原子速度为vH，所以vH4.17 m/s。
