【金牌學(xué)案】2020年高中物理 第十八章綜合檢測(cè) 新人教版選修3-5（通用）

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1、第十八章綜合檢測(cè) (本試卷共4頁(yè)，滿分為100分，考試時(shí)間90分鐘) 第Ⅰ卷　選擇題(共50分) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、單項(xiàng)選擇題(本大題6小題，每小題3分，共18分)每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，請(qǐng)把符合題意的選項(xiàng)寫在題目后的括號(hào)內(nèi)． 1．光子能量為E的一束光照射容器中的氫(設(shè)氫原子處于n＝3的能級(jí))，氫原子吸收光子后，能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6的六種光譜線，且ν1＜ν2＜ν3＜ν4＜ν5＜ν6，則E等于(　　) A．hν1 B．hν6 C．h(ν6－h(huán)ν1) D．h(ν1＋ν

2、2＋ν3＋ν4＋ν5＋ν6) 2．氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)時(shí)，發(fā)出藍(lán)色光，則當(dāng)氫原子從n＝5的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能發(fā)出的是(　　) A．紅外線 B．紅光 C．紫光 D．γ射線 3．氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝－54.4 eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖18－1所示．在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是(　　) A．40.8 eV B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV 圖18－1 4．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．盧瑟福提出“棗糕

3、”原子模型 B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu) C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短 D．按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增加 5．設(shè)氫原子的核外電子從高能級(jí)b向低能級(jí)a躍遷時(shí)，電子動(dòng)能的增量ΔEk＝Eka－Ekb，電勢(shì)能增量ΔEp＝Epa－Epb，則下列表述正確的是(　　) A．ΔEk>0、ΔEp<0，ΔEk＋ΔEp＝0 B．ΔEk<0、ΔEp>0，ΔEk＋ΔEp＝0 C．ΔEk>0、ΔEp<0，ΔEk＋ΔEp>0 D．ΔEk>0、ΔEp<0，ΔEk＋ΔEp<0 6．氫原子第一

4、能級(jí)是－13.6 eV，第二能級(jí)是－3.4 eV，第三能級(jí)是－1.51 eV.如果一個(gè)處于基態(tài)的氫原子受到一個(gè)能量為11 eV的光子的照射，則這個(gè)氫原子(　　) A．吸收這個(gè)光子，躍遷到第二能級(jí)，放出多余的能量 B．吸收這個(gè)光子，躍遷到比第二能級(jí)能量稍高的狀態(tài) C．吸收這個(gè)光子，躍遷到比第二能級(jí)能量稍低的狀態(tài) D．不吸收這個(gè)光子 二、雙項(xiàng)選擇題(本大題8小題，每小題4分，共32分)每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，請(qǐng)把符合題意的選項(xiàng)寫在題目后的括號(hào)內(nèi)． 7．許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中做出了重要貢獻(xiàn)，下列符合歷史事實(shí)的是(　　) A．牛頓總結(jié)出了萬(wàn)有引力定律并測(cè)出

5、了萬(wàn)有引力常量 B．貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu) C．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) D．湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子 8．在金屬中存在大量的價(jià)電子(可理解為原子的最外層電子)，價(jià)電子在原子核和核外的其他電子產(chǎn)生的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．電子在金屬外部時(shí)的電勢(shì)能比它在金屬內(nèi)部作為價(jià)電子時(shí)的電勢(shì)能大，前后兩者的電勢(shì)能差值稱為勢(shì)壘，用符號(hào)V表示．價(jià)電子就像被關(guān)在深為V的方箱里的粒子，這個(gè)方箱叫做勢(shì)阱，價(jià)電子在勢(shì)阱內(nèi)運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)能，但動(dòng)能的取值是不連續(xù)的，價(jià)電子處于最高能級(jí)時(shí)的動(dòng)能稱為費(fèi)米能，用Ef表示．用紅寶石激光器向金屬發(fā)射頻率為ν的光子，具有費(fèi)米能的電子如果吸收了一個(gè)頻率為ν

6、的光子而跳出勢(shì)阱，則(　　) A．具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能Ek＝hν－V－Ef B．具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能Ek＝hν－V＋Ef C．若增大激光器的發(fā)光強(qiáng)度，具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能增大 D．若增大激光器的發(fā)光強(qiáng)度，具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能不變 9．若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時(shí)，會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái)，此電磁輻射就是原子的特征X射線．內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制，其中一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時(shí)，將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子

7、).214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，可將能量E0＝1.416 MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其電離，實(shí)驗(yàn)測(cè)得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為EK＝1.323 MeV、EL＝1.399 MeV、EM＝1.412 MeV.則可能發(fā)射的特征X射線的能量為(　　) A．0.013 MeV B．0.017 MeV C．0.076 MeV D．0.093 MeV 10．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出(　　) A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．原子的正電荷都集中在一個(gè)很小的核里 C．電子是原子的組成部

8、分 D．原子核是由質(zhì)子和電子組成的 11．關(guān)于氫原子能級(jí)的躍遷，下列敘述中正確的是(　　) A．用波長(zhǎng)為60 nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子 B．用能量為10.3 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) C．用能量為11.0 eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) D．用能量為12.5 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) 12．玻爾的原子理論的主要內(nèi)容有(　　) A．原子的軌道是量子化的 B．原子的能量是量子化的 C．電子的軌道是量子化的 D．電子的能量是量子化的 13．下列敘述中正確的是(　　) A．盧瑟

9、福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出原子核式結(jié)構(gòu) B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) C．巴耳末公式適用于所有原子光譜 D．光電效應(yīng)放出的粒子與陰極射線中是同一種粒子 14．2020年被聯(lián)合國(guó)定為“世界物理年”，以表彰愛因斯坦對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)．愛因斯坦對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)有(　　) A．創(chuàng)立“相對(duì)論” B．發(fā)現(xiàn)“X射線” C．提出“光子說(shuō)” D．建立“原子核式模型” 第Ⅱ卷　非選擇題(共50分) 三、非選擇題(本大題共4小題，共50分)按題目要求作答．解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位． 15．(

10、13分)氫原子的電子軌道半徑與能級(jí)遵循rn＝n2r1，En＝E1/n2，其中E1＝－13.6 eV，將氫原子電離，就是從外部給電子以能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛，而成為自由電子，問(wèn)： (1)若要使n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子？ (2)若用波長(zhǎng)為200 nm的紫外線照射處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，則電子飛到離核無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)速度多大？(電子電量e＝1.6×10－19 C，電子質(zhì)量me＝0.91×10－30 kg) 16．(12分)用粒子轟擊原子可使其從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，設(shè)原子基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能

11、量差為ΔE，現(xiàn)分別用電子和質(zhì)子轟擊質(zhì)量為M的靜止原子，試問(wèn)欲使上述躍遷發(fā)生，所需的最小動(dòng)能是否相等？對(duì)你的回答給出相應(yīng)的分析和計(jì)算． 17．(13分)氫原子中質(zhì)子不動(dòng)，電子繞質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，電子動(dòng)量大小mv與半徑r的乘積mvr等于，h為普朗克常量．如果把電子換成μ子繞質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，μ子帶電量與電子相同、質(zhì)量約為電子的210倍，μ子動(dòng)量大小與半徑的乘積也等于，求μ子的軌道半徑r′. 18．(12分)一速度為v的高速α粒子(He)與同方向運(yùn)動(dòng)的氖核

12、(Ne)發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止．求碰撞前后氖核的速度(不計(jì)相對(duì)論修正)． 第十八章綜合檢測(cè) 1．A　解析：發(fā)出六種光子，說(shuō)明是從n＝4的能級(jí)自發(fā)躍遷，所以吸收的光子的能量等于3、4兩級(jí)的能級(jí)差，是六種譜線中能量最小的． 2．C　解析：n＝5的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2發(fā)出的光子的能量大于n＝4的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2上的，所以是紫光．γ射線是由內(nèi)層電子受到激發(fā)發(fā)出的，所以不屬于此種情況． 3．B　解析：根據(jù)玻爾模型，電子躍遷是在不同能級(jí)間發(fā)生的．只有光子能量恰好等于兩能級(jí)之差才

13、吸收，hν＝E終－E初，43.2 eV＝E終－(－54.4 eV)，E終＝－11.2 eV不在確定的能級(jí)上，故不發(fā)生電子躍遷． 4．D　解析：盧瑟福提出核式結(jié)構(gòu)，湯姆生提出的是“棗糕”原子模型，A不正確；湯姆生發(fā)現(xiàn)電子證明了原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了核式結(jié)構(gòu)，B不正確；發(fā)生光電效應(yīng)，波長(zhǎng)相對(duì)較短，C不正確． 5．D　解析：從高到低，要放出光子，總能量減小，ΔEk＋ΔEp<0.從高到低，庫(kù)侖力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大． 6．D　解析：該光子能量不能恰好等于氫原子兩能級(jí)差，也不大于它的電離能，所以不能被吸收． 7．CD 8．BD　解析：根據(jù)能量守恒定律可得B，由

14、B的結(jié)論，入射光的頻率決定電子動(dòng)能，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)． 9．AC　解析：原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時(shí)，會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái)，就是原子的特征X射線．由于能量守恒，電子在原能級(jí)上運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能量是動(dòng)能與獲得能量之差，由于各能級(jí)獲得的能量是相同的，所以各能級(jí)之差就是它們電離后具有的動(dòng)能之差，E＝ΔEk，由此放出光子的可能能量值E1＝(1.412－1.323) MeV＝0.089 MeV，E2＝(1.412－1.399) MeV＝0.013 MeV，E3＝(1.399－1.323) MeV＝0.076 MeV. 10．AB　解析：盧瑟福通過(guò)對(duì)α

15、粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，其理論要點(diǎn)就是：原子的中心有一個(gè)核，稱為原子核；原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里；帶負(fù)電的電子繞著原子核旋轉(zhuǎn)．所以選項(xiàng)A、B正確． 11．AC　解析：波長(zhǎng)為60 nm的倫琴射線，光子能量大于氫原子基態(tài)電離能13.6 eV，所以能使它電離；10.3 eV稍大于1、2兩能級(jí)之差，不能被氫原子吸收；11.0 eV大于基態(tài)與能級(jí)2的能級(jí)差，碰撞時(shí)可使原子躍遷；12.5 eV即不大于基態(tài)電離能，也不等于基態(tài)與某個(gè)激發(fā)態(tài)之間的能級(jí)差，所以不會(huì)被吸收． 12．BC　13.AD　14.AC 15．(13分)解：(1)n＝2時(shí)，E2＝ eV＝－3

16、.4 eV n＝∞時(shí)，E∞＝0 要使n＝2激發(fā)態(tài)的原子電離，必吸收 ΔE＝E∞－E2＝3.4 eV 故ν＝＝ Hz≈8.21×1014 Hz (2)波長(zhǎng)為200 nm的紫外線一個(gè)光子所具有的能量 E0＝hν＝6.63×10－34× J＝9.945×10－19 J 而電離能ΔE＝3.4×1.6×10－19 J＝5.44×10－19 J 無(wú)窮遠(yuǎn)處電子勢(shì)能為零，根據(jù)能量守恒 hν－ΔE＝mv2 電子飛到無(wú)窮遠(yuǎn)處速度為v≈1.0×106 m/s 16．(12分)解：原子躍遷所需要的能量來(lái)自粒子與原子碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能．要使入射粒子的動(dòng)能最小，ΔE一定，據(jù)能量守恒知，需碰撞過(guò)程

17、中機(jī)械能損失最大，即必須發(fā)生完全非彈性碰撞．設(shè)入射粒子的質(zhì)量為m，與原子碰撞前后根據(jù)動(dòng)量和能量守恒分別得： mv1＝mv2＋Mv　① mv＝mv＋Mv2＋ΔE?、? 又因?yàn)関2＝v(因?yàn)橥耆菑椥耘鲎?　③ 由以上三式得入射粒子的最小動(dòng)能為： E＝mv＝·ΔE?、? 令電子、質(zhì)子質(zhì)量分別為m1、m2，因m1