1、第十八章 限时测试题本卷分第卷(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(襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中20132014学年高二下学期期中联考)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是()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
2、丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出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答案：D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(毫州20142015学年高二下学期检测)如图所示为粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合事实的是()A1305、25、7、1B202、405、625、825C1202、1010、723、203D1202、1305、723、203答案：A解析：根据粒子散射实
3、验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏转，极少数粒子偏转超过90，甚至有的被反向弹回。所以在相等时间内A处闪烁次数最多，其次是B、C、D三处，并且数据相差比较大，所以只有选项A符合事实。3如图所示，实线表示金原子核电场的等势线，虚线表示粒子在金核电场中散射时的运动轨迹。设粒子通过a、b、c三点时速度分别为va、vb、vc，电势能分别为Ea、Eb、Ec，则()Avavbvc，EbEaEcBvbvcva，EbEaEcCvbvavc，EbEaEcDvbvaEaEc答案：D解析：金原子核和粒子都带正电，粒子在接近金核过程中需不断克服库仑力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加
4、；粒子在远离金核过程中库仑力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能减小。因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为vbvaEaEc。4原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线C在水中传播时，a光较b光的速度小D氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离答案：C解析：本题考查氢原子的能级跃迁问题，氢原子从高能级向低能级跃迁时不会辐射出射线，A错，氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见
5、光，则从n4能级向n3跃迁时不会辐射出紫外线，B错。由题意知，a光频率高于b光频率，所以在水中a光较b光速度小，C正确，氢原子跃迁时可吸收的光的能量是量子化的，D错，正确答案C。5如图(1)所示为氢原子的能级，图(2)为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子()A从n3的能级跃迁到n2的能级时的辐射光B从n5的能级跃迁到n2的能级时的辐射光C从n4的能级跃迁到n3的能级时的辐射光D从n1的能级跃迁到n2的能级时的辐射光答案：B解析：由图(2)看出b谱线对应的光的频率大于a谱线对应的光的频率，而a谱线是氢原子从n4能级跃迁到n2能级时的辐射光，所
6、以b谱线对应的能级差应大于n4与n2间的能级差，故选项B正确。6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. B.C.D答案：A解析：由题意知E3E1hE3E2hE2E1h由式解得，故A选项正确。7以下说法正确的是()A进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C
7、线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析D摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素答案：BC解析：光谱分析既可以用线状谱也可以用吸收光谱，但不能用连续谱，A错，C对；利用光谱分析时，样品中元素达到1010g就可以被检测到，灵敏度很高，B对；月亮本身不发光，它的光是反射的太阳光，故通过分析月亮的光谱可以分析太阳的大气中所含的元素，但分析不出月球上有哪些元素，D错。8.图示为氢原子的部分能级图。关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是()A用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态B用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C用能量为14.0eV的光子照射
8、，可使处于基态的氢原子电离D大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.09eV的光子后，能辐射3种不同频率的光答案：ACD解析：用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n2的激发态，A对；用12.09eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n3的激发态，所以可判D正确，B错误；若用14.0eV的光子照射，可使基态氢原子电离，C正确。9(黄冈中学20142015学年高二下学期期中)如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是()A这群氢原子能辐射出三种不同频率的光
9、，其中从n3能级跃迁到n2能级所发出的光波长最长B这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C能发生光电效应的光有三种D金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV答案：AD解析：由3跃迁到2的光子能量1.89eV，由3跃迁到1的光子能量12.09eV，由2跃迁到1的光子能量10.2eV，故一共有3种频率的光；由光子能量h 可知由3跃迁到2的光子频率最小，波长最大，故选项A正确；由m可知：距离减小，动能变大，电势能减小，故选项B错误；发生光电效应，必须使入射光能量大于逸出功，故有两种光可以发生光电效应，选项C错误；光电子最大初动能为最大光子能量减去逸出功，即12.09
10、eV2.49eV9.60eV，故选项D正确。10.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是()A最容易表现出衍射现象的光是由n4能级跃迁到n1能级产生的B频率最小的光是由n2能级跃迁到n1能级产生的C这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光D用由n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应答案：CD解析：由hEmEn知，从n4能级跃迁到n1能级时，波长最短，频率最大，衍射现象最不明显，故A、B错误；跃迁过程中，共能发出6种不同频率的光，C正确；由n2跃迁到n1的能级时，辐射
11、光子的能量E21E2E110.2eV6.34eV，故D正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流。若在如图所示的阴极射线管中部加上竖直向上的匀强电场，阴极射线将向_(外、里、上、下)偏转；若使阴极射线不偏转，可在匀强电场区域再加一大小合适、方向垂直纸面向_(外、里)的匀强磁场。答案：下外解析：阴极射线带负电，在竖直向上的匀强电场中受向下的库仑力作用，将向下偏转；要使阴极射线不偏转，应使其再受一竖直向上的洛伦兹力与库仑力平衡，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外。12(黄冈中学20142
12、015学年高二下学期期中)卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现：(1)关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是_。A证明了质子的存在B证明了原子核是由质子和中子组成的C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动(2)英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射实验。下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是图中的_。答案：(1)C(2)B解析：(1)由粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，即认为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里，故选项C正确
13、。(2)速度方向与原子核共线的粒子原路返回，两侧的发生大角度偏转，但是不会从一侧跨向另一侧，故选项B正确。13(扬州市20132014学年高二下学期期末)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_种频率的光于；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_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，_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/eV1.92.73.74.1答案：62.55铯解析：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hE4E22.55eV，此值大
14、于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。三、论述计算题(共4小题，共42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)14(10分)为了测定带电粒子的比荷，让这个带电粒子垂直电场飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d，如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来方向(如图)，求q/m的值。答案：解析：仅加电场时d()()2，加复合场时Bqv0Eq。由以上两式可得。15(10分)氢原子处于n2的激发态，能
15、量E23.4eV，则(1)若要使处于n2的激发态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射该原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射处于n2的激发态的氢原子，则电子飞到无穷远处时的动能是多少？答案：(1)8.211014Hz(2)4.511019J解析：(1)由Eh知Hz8.211014Hz(2)由能量守恒可知，电子飞到无穷远处时的动能为EkhE2J3.41.61019J4.511019J16(11分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)。一个具有13.6eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可
16、以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图所示)答案：不能解析：设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能E被基态氢原于吸收。若E10.2eV，则基态氢原子可由n1跃迁到n2，由动量守恒和能量守恒有：mv02mvmvmv2mv2EmvEk13.6eV由得，Emv6.8eV因为E6.8eV10.2eV所以不能使基态氢原子发生跃迁。17(11分)(潍坊市20142015学年高二下学期质检)已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为mH1.671024kg。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)4.17m/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。氢原于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，由动量守恒定律可得：mHvHp光0光子的动量p光，Eh氢原子速度为vH，代入数据解得vH4.17m/s。
