2024年高中物理新教材同步学案 选择性必修第三册 第4章 章末检测试卷(四)（含解析）

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章末检测试卷(四) (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．(2022·齐齐哈尔市高二期末改编)在人类历史的进程中，物理学的发展促进了科学技术的不断进步，推动了人类文明的发展。下列物理学中的观点，正确的是(　　) A．普朗克提出了“光子说”，并很好的解释了黑体辐射的规律 B．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 C．卢瑟福通过α粒子的散射实验提出了原子的核式结构模型 D．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性 答案　C 解析　为了解释黑体辐射的规律，普朗克提出了“量子说”，光子说是爱因斯坦提出的，A错误；微观粒子的德布罗意波长为λ＝eq \f(h,p)，其中p为微观粒子的动量，故动量越大，其对应的波长就越短，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验的大角度偏转现象提出了原子的核式结构模型，C正确；频率高的光子既具有粒子性，也具有波动性，波长越长的光子波动性越强，粒子性越弱，D错误。 2．(2022·石家庄市高二月考)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是(　　) A．I增大，λ增大 B．I增大，λ减小 C．I减小，λ增大 D．I减小，λ减小 答案　B 解析　随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度I增大；随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以λ减小。故选B。 3．我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量的数量级为(取普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 答案　B 解析　一个处于极紫外波段的光子的能量约为 E＝hν＝eq \f(hc,λ)＝eq \f(6.63×10－34×3×108,100×10－9) J≈2×10－18 J 由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同。故选B。 4．(2023·辽宁卷)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则(　　) A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能小于Ek 答案　A 解析　由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①的能量，②的频率小于①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek＝hν－W逸出功，则用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。 5．(2022·驻马店市高二期末)图甲是“探究光电效应”的实验电路图，光电管遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．入射光的频率ν不同时，遏止电压Uc不同 B．入射光的频率ν不同时，Uc－ν图像的斜率不同 C．图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数将达到饱和电流 D．只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同 答案　A 解析　根据Ekm＝hν－W0，可知入射光的频率不同时，电子的最大初动能不同，又eUc＝Ekm，得Uc＝eq \f(h,e)ν－eq \f(W0,e)，可知入射光的频率ν不同时，遏止电压Uc不同，A项正确；由Uc＝eq \f(h,e)ν－eq \f(W0,e)，知Uc－ν图像的斜率k＝eq \f(h,e)，与入射光的频率ν无关，B项错误；题图甲所示电路中，必须把电源正负极反接，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，电流表的示数将达到饱和电流，C项错误；根据Ekm＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，D项错误。 6.(2022·梅州市高二期末)光谱分析仪能够灵敏、迅速地根据物质的光谱来鉴别物质，及确定它的化学组成和相对含量。如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是(　　) A．大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出3种不同频率的光子 B．大量处于n＝3能级的氢原子吸收能量为0.9 eV的光子可以跃迁到n＝4能级 C．处于基态的氢原子吸收能量为14 eV的光子可以发生电离 D．氢原子发射光谱属于连续光谱 答案　C 解析　大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，由eq \f(nn－1,2)＝6知可以辐射出6种不同频率的光子，A错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝4能级要吸收的光子能量为ΔE＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以该光子不能被吸收，B错误；处于基态的氢原子吸收能量为14 eV的光子可以发生电离，剩余的能量变为光电子的动能，C正确；氢原子的能级是不连续的，发射的光子的能量值是不连续的，氢原子发射光谱只能是一些特殊频率的谱线，D错误。 7．(2022·金华市高二期中)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是(　　) A．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离 B．图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 C．图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eV D．用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大 答案　C 解析　处于第4能级的氢原子至少要吸收能量为0.85 eV的光子才能电离，故A错误；让题图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，所以发生光电效应的能量值对应的跃迁为氢原子由第4能级向基态跃迁或氢原子由第3能级向基态跃迁，由题图丙可知，b光的遏止电压大，a光的遏止电压小，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，及eU0＝Ek知b光为氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，a光为氢原子由第3能级向基态跃迁发出的，故B错误；题图丙中的图线b所表示的光的光子能量为Eb＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，故C正确；由题图丙可知，b光的遏止电压大，a光的遏止电压小，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，用题图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更小，故D错误。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是(　　) A．若νa>νb，则一定有Uaνb，则一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 答案　BC 解析　由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，又由动能定理有Ek＝eU，当νa>νb时，Eka>Ekb，Ua>Ub，A错误，B正确；若Ua