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1、第十五单元近代物理初步第73讲量子论初步体验成功1.下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料有(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A.2种B.3种C.4种D.5种解析：400 nm光子的能量为：Eh4.971019 J故可使铯、钙发生光电效应.答案：A2.已知氢原子的能级为：E113.6 eV，E23.4 eV，E31.51 eV，E40.85 eV.现用光子能量介于11 eV12.5 eV之间的某单色光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说
2、法正确的是()A.照射光的光子一定会被某一能级态的氢原子吸收B.照射光的光子可能会被几个能级态的氢原子吸收C.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有3种D.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有2种解析：单色光的能量等于E1E211.2 eV或E1E312.09 eV时才能被基态原子吸收，此外不能被吸收，故选项A、B错误.若光子能量为12.09 eV时，被激发后的氢原子处于n3能级，可能发射3种光子，故选项C正确、D错误.答案：C3.在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些无规则的亮点；如果曝光
3、时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹.下列与这个实验结果相关的分析中，不正确的是()A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现无规则的亮点B.单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子才能表现出波动性解析：少量的光子表现为粒子性，波动性不明显，大量的光子才表现为波动性，光子表现的波动性为一种概率波，故选项B、C、D正确.答案：A4.可见光的光子能量在1.61 eV3.10 eV 范围内，若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据如图所示的氢原子能级图可判断n为2007年高考重庆理综卷()A.1B.2C
4、.3D.4解析：由题图可以看出，若n1，则由高能级向低能级跃迁时，释放出的光子的最小能量EE2E110.2 eV；若n2，则由高能级向低能级跃迁时释放出的光子的最小能量EE3E21.89 eV；若n3，则释放光子的最大能量E1.51 eV.由此可知，只有选项B正确.答案：B5.图示是利用光电管研究光电效应的实验原理示意图，用一定强度的某频率的可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则()A.若将滑动变阻器的滑动触头移到a端，电流表中一定无电流通过B.滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表的示数可能会减小C.将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用紫外线照射阴极K，电流表中一定有
5、电流通过D.若将电源反接，光电管中一定无电流通过解析：若滑动触头移到a端，UKA0，但由于光电子具有初动能向A端运动，电流表中仍有电流通过，故选项A错误；在滑动触头由a端向b端滑动的过程中电流增大，达到饱和电流后不变，故选项B错误；紫外线的频率大于可见光，一定有光电流，故选项C正确；电源反接后，若UKA，仍有光电流通过，故选项D错误.答案：C6.氢原子处于基态时，原子能量E113.6 eV，已知电子的电荷量e1.61019 C，质量m0.911030 kg，普朗克常量h6.631034 Js，处于量子数为n的氢原子具有的能量En(n1,2,3).(1)若要使处于n2的氢原子电离，则至少要用多大
6、频率的电磁波照射？(2)已知钠的极限频率为6.001014 Hz，今用一群处于n4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条光谱线可使钠发生光电效应.解析：(1)要使处于n2的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h0得：8.211014 Hz.(2)由于钠的极限频率为6.001014 Hz，则能使钠发生光电效应的光子的能量至少为：E0h eV2.486 eV由EEmEn(mn)知，处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁可能辐射出的光子的能量分别为：E430.66 eVE422.55 eVE41E112.75 eVE321.89
7、 eVE31E112.09 eVE21E110.2 eV故能使钠发生光电效应的有4条谱线.答案：(1)8.211014 Hz(2)4第74讲原子和原子核体验成功1.氢有三种同位素，分别是氕 H、氘 H、氚 H，则下列说法正确的是()A.它们的质子数相等B.它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的中子数相等答案：AB2.下列说法正确的是()A.玛丽居里首先提出了原子的核式结构模型B.卢瑟福在粒子散射实验中发现了电子C.查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D.爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说解析：玛丽居里首先发现了放射性元素镭，而不是提出原子的核式结构模型，故选项A错误
8、；卢瑟福在粒子散射实验中并没有发现电子，故选项B错误；根据物理学史可知选项C、D正确.答案：CD3.为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”.所谓“反物质”是由“反粒子”构成的.“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反.由此可知反氢原子是()A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成解析：氢原子由一个电子和一个质子组成，根据“反物质”和“反粒子”的概念，可知反氢原子由一个带负电荷的
9、反质子和一个带正电荷的正电子组成，故选项B正确.答案：B4.卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型.如图所示，虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹.在粒子从a点运动到b点再运动到c点的过程中，下列说法正确的是()A.动能先增大，后减小B.电势能先减小，后增大C.电场力先做负功，后做正功，总功为零D.加速度先变小，后变大解析：粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b点运动到c点的过程中电场力做正功，动能增大，电势能减小，故选项A、B错误；a与c在同一等势面上，故ac的过程中电场力做的总功为零，故选项C正确；越靠近原子核，粒子受到的电场
10、力越大，加速度越大，故选项D错误.答案：C5.目前，普遍认为质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克所带的电荷量为e，d夸克所带的电荷量为e，e为元电荷.则下列论断中，可能正确的是()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成解析：质子带电荷量为e，中子不带电，故质子由2个u夸克和1个d夸克组成；中子由1个u夸克和2个d夸克组成.答案：B6.
11、卢瑟福通过实验，推断原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型.图甲中的四条线表示粒子运动的可能轨迹，请在图中完成中间两条粒子的运动轨迹. 解析： 甲 乙在卢瑟福的粒子散射实验中，观察到了离原子核较近的那些粒子的运动方向发生了很大改变，有的甚至完全反弹.由此，卢瑟福提出原子中间存在聚集着全部正电荷和几乎所有的原子质量的核式结构.中间两条粒子的运动轨迹如图乙所示.答案：粒子散射如图乙所示金典练习三十七量子论初步原子和原子核选择题部分共10小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.在粒子散射实验中，粒子可以表示为He，则He中的4
12、和2分别表示()A.4为核子数，2为中子数B.4为质子数和中子数之和，2为质子数C.4为核外电子数，2为中子数D.4为中子数，2为质子数答案：B2.关于物质的波粒二象性，下列说法错误的是()A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微观粒子都具有波粒二象性B.高速运动的微观粒子跟光子一样，它们都不会发生衍射现象C.波粒二象性中的波动性，是大量光子或大量高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是完全不相同的D.波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的解析：在微观领域，各种粒子均具有波粒二象性，即出现各个位置的概率不同，均会出现加强区和减弱区，形成干涉、衍射现象；
13、从公式Eh可知，微观粒子的波动性和粒子性是统一的，故选项A、C、D正确.答案：B3.在光电效应实验中，下列结果正确的是()A.当光照时间增大为原来的两倍时，光电流强度也增大为原来的两倍B.当入射光频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍C.当入射光的强度增大为原来的两倍时，可能不产生光电效应D.当入射光的波长增大为原来的两倍时，单位时间内发射光电子的数量也增大为原来的两倍解析：电流是瞬时量，与时间的积累无关，故选项A错误；由EkhW逸可知，Ekh2W逸，故选项B错误；当入射光的频率小于极限频率时，无论入射光的强度多大都不会发生光电效应，故选项C正确；当入射光的波长增大为原来
14、的两倍时，有可能不发生光电效应，故选项D错误.答案：C4.在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一金原子核附近的运动轨迹如图中的实线所示.图中P、Q是轨迹上的两点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核和粒子的作用，则原子核的位置()A.一定在区B.可能在区C.可能在区 D.一定在区解析：原子核和粒子的库仑力沿两者连线方向，以P和Q两点为例，库仑力又应指向轨迹曲线“凹”的一侧，满足要求的只有区.答案：A5.分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A.B.C.hcD.解析：由光电效应方程得：W2(W)解得：W.答案：B6.如图所示，a、b、c分别表示氢原子不同能级间的三种跃迁，发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是a、b、c，则下列说法正确的是()A.从n3能级跃迁到n1能级时，释放光子的波长可表示为bB.从n3能级跃迁到n2能级时，核外电子的电势能减小，动能也减小C.若用波长为a的光照射某金属恰好能发生
