黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选（124） 量子论初步.doc

高中物理考题精选（124）——量子论初步 ‎1、氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10 m，能量E1＝－13.6 eV.求氢原子处于基态时：‎ ‎(1)电子的动能．‎ ‎(2)原子的电势能．‎ ‎(3)用波长是多少的光照射可使其电离？‎ ‎ 答案 解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，‎ 则：k·＝，‎ 故电子动能Ek1＝mv＝＝‎ ‎ eV＝13.6 eV.‎ ‎(2)E1＝Ek1＋Ep1，‎ 故Ep1＝E1－Ek1＝－13.6 eV－13.6 eV＝－27.2 eV.‎ ‎(3)设用波长λ的光照射可使氢原子电离：‎ ‎＝0－E1，‎ λ＝－＝ m ‎＝0.914 1×10－7 m.‎ 答案：(1)13.6 eV　(2)－27.2 eV ‎(3)0.914 1×10－7 m ‎2、氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是     (填正确答案标号)‎ A．电子绕核旋转半径减小 B．电子的动能减小 C．氢原子的电势能减小 D．原子的能级值减小 E．电子绕核旋转的周期增大 ‎ 答案 ACD ‎3、关于太阳光谱,下列说法正确的是（     )‎ A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素 ‎ 答案 AB - 9 -‎ 解：太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素．故AB正确，CD错误； 故选：AB ‎4、仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条不连续的亮线,其原因是　(　　)‎ A.氢原子只有几个能级 B.氢原子只能发出平行光 C.氢原子有时发光,有时不发光 D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的 ‎ 答案 D。氢原子光谱只有几条不连续的亮线,原因是氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率是不连续的,D正确。‎ ‎5、下列说法正确的是  （        ）   ‎ A．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大 C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。‎ D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成 E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象——光电效应。‎ F．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能 ‎ 答案 BCE 解析 A、贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故A错误；‎ B、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，能量减小，轨道半径减小，根据知，核外电子的速度增大，动能增大，则电势能减小，故B正确；‎ C、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，故C正确；‎ D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子原子的核式结构模型，故D错误；‎ E、赫兹发现的光电效应说明光具有粒子性，故E正确；‎ F、比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能，故F错误。‎ 故选BCE。‎ ‎6、下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中(如图2－5)，符合黑体辐射实验规律的是________。‎ - 9 -‎ ‎ 答案 A　黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确。‎ ‎7、关于太阳光谱,下列说法正确的是（     )‎ A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素 ‎ 答案 AB ‎8、黑体辐射的实验规律如图所示，图中画出了三种温度下黑体辐射的强度与波长的关系．可见，一方面，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都有    （选填“增加” 或“减少”），另一方面，辐射强度的极大值向波长    （选填“较长”或“较短”）的方向移动．‎ ‎ 答案  减少 、 较长    ‎ ‎9、下列叙述中不正确的是(    )‎ A.麦克斯韦提出了光的电磁说 B.玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象 C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方 D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性 ‎ 答案 B 解析 A、麦克斯韦根据他提出的电磁理论，认为光是一种电磁波，并预言了电磁波的存在，从而提出了光的电磁说，故A正确；‎ B、玻尔建立了量子理论，能够很好解释氢原子发光现象，但是不能解释所有原子的发光现象，故B错误；‎ C、光波是一种概率波。即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小，故C正确；‎ D、宏观物体的物质波波长非常小，而波长越小，越难观察到它的波动性，故D正确。‎ 故选B。‎ ‎10、关于黑体和黑体辐射，下列叙述不正确的是     (     )‎ A．波尔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．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 D．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 ‎ 答案 A ‎11、下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是________．‎ A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性 B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分 C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象 D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性 ‎ 答案 D　 ‎ - 9 -‎ ‎[解析]选项A解释光电效应现象，不能说明粒子的波动性；选项B是康普顿效应，说明X射线具有粒子性；选项C干涉现象说明电子具有波动性；选项D衍射现象说明电子具有波动性．‎ ‎12、如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A上产生X射线。（h=6.63×10－34 J·s，电子电荷量e=1.6×10－19C）‎ ‎（1）如高压电源的电压为20 kV，求X射线的最短波长；‎ ‎（2）如此时电流表读数为5mA，1s内产生5×1013个平均波长为1.0×l0－10m的光子，求伦琴射线管的工作效率。‎ ‎ 答案 （1）X射线管阴极上产生的热电子在20 kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短。‎ ‎  由 ‎  得    5分 ‎（2）高压电源的电功率Pl=UI=100W 每秒产生X光子的能量  效率为。4分 ‎13、康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量，下图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向         运动，并且波长         （填“不变”“变小”或“变长”）。‎ ‎ 答案  变长（每空3分）‎ ‎14、已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的   ‎ ‎ (A)波长(B)频率(C)能量(D)动量 ‎ 答案 A ‎15、卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献．请选择其中的两位，指出他们的主要成绩．‎ - 9 -‎ ‎①__________________________________.‎ ‎②__________________________________. ‎ ‎ 答案 卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律；查德威克发现了中子 解析：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)．‎ 玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律(或其他成就)．‎ 查德威克发现了中子(或其他成就)．‎ ‎16、以下说法中正确的是(　　)‎ A．原子核外电子的轨道是量子化的 B．在Na核中有11个质子和23个中子 C．光子说成功地解释了氢原子光谱 D．根据α粒子散射实验提出原子的核式结构模型 ‎ ‎ 答案 D 解析：玻尔的原子理论提出原子核外电子的轨道是量子化的，成功地解释了氢原子光谱，但有其本身的局限性，不具有普适性，A错；Na核中有11个质子和12个中子，B错；光子说成功地解释了光电效应，C错；卢瑟福根据α粒子散射实验提出原子的核式结构模型，D对．‎ ‎17、下列叙述中符合物理学史的有：（   ）‎ A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在 B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的 C．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说 ‎ 答案 C ‎18、在演示光电效应的实验中，把某种金属板连在验电器上，第一次，用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针张开一个角度。第二次，在弧光灯和金属板之间插入一块普通的玻璃板，再用弧光灯照射验电器指针不张开，由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的（     ）‎ ‎（A）可见光成分        （B）紫外线成分 ‎（C）红外线成分        （D）无线电波成分 ‎ 答案 B ‎19、假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子CI－靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子，若取Na+与CI－相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为－6.1eV，已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na+所需的能量（电离能）为5.1eV，使一个中性氯原子CI结合一个电子形成氯离子CI－所放出的能量（亲和能）为3.8eV，由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子CI的过程中，外界供给的总能量等于                      eV。‎ ‎ 答案 4.8‎ - 9 -‎ ‎20、氢原子处于基态时，原子的能级为E1 =-13.6eV，普郎克常量h = 6.63×10－34J・s，氢原子在n = 4的激发态时，问： ‎ ‎（1）要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？‎ ‎（2）能放出的光子的最大能量是多少？‎ ‎ 答案 解：（1）‎ 使氢原子电离需要的最小能量E = 0.85eV ‎（2）从n = 4能级跃迁到n = 1能级时，辐射的光子能量最大 ‎    △E = E4-E1 = 12.75eV ‎21、一对正负电子可形成一种寿命比较短的称为电子偶素的新粒子，电子偶素中的正电子与负电子都以速率绕他们连线的中点作圆周运动，假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量，速率和正、负电子间的距离的乘积也满足量子化条件，即式中成为量子数，可取整数值1，2，3，……h为普朗克常量。试求电子偶素处在个定态时的r和能量以及第一激发态与基态能量之差。‎ ‎ 答案 解：‎ ‎   ‎ ‎22、根据量子理论，光子不但有能量E=hv而且有动量，计算式为p=h/，其中h是普朗克常量，是光子的波长。既然光子有动量，那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”。‎ ‎（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P0=103W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm2，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的光压最大，最大光压是多少？‎ ‎（2）有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速，给探测器安上面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳，已知在地球绕日轨道上，每秒单位面积上得到的太阳光能为1.35kJ，探测器质量为M=50kg，薄膜同积为4×104m2，那么探测器得到的加速度为多大？‎ ‎ 答案 （1）由以及光在真空中光速c=v知，光子的动量和能量之间关系为E=pc。‎ 设时间t内激光器射出光子个数为n，每个光子能量为E，激光射到物体上后全部反射，‎ 则这时激光对物体的光压最大，设这个压强为P压 - 9 -‎ 激光器的功率 ‎ 激光对物体表面的压力 ‎ 压强 ‎ 由以上各式得 ‎ ‎（2）同理可得： ‎ 探测器受到光压力为F=S ‎ 对探测器应用牛顿第二定律F=Ma ‎ 可得 ‎23、普朗克能量子假说是为解释（ ）‎ A.光电效应实验规律提出的       B.康普顿效应实验规律提出的 C.光的波粒二象性提出的         D.黑体辐射的实验规律提出的 ‎ 答案 D ‎24、某激光器的功率是P，辐射光的波长λ，频率为υ，则激光器每1s内辐射的光子数为（ ）‎ ‎    A．       B．       C．       D．‎ ‎ 答案 AD ‎25、已知氢原子的能级规律为E1=－13.6eV、E2=－3.4eV、E3=－1.51eV、E4=－0.85eV。现用光子能量介于11eV~12.5eV范围内的光去照射一大群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．照射光中可能被基态氢原子吸收的光子只有1种 B．照射光中可能被基态氢原子吸收的光子有无数种 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 ‎ 答案 C ‎26、如图所示，灯丝F发射的电子束经过电场加速后从阳极上的狭缝S穿出，通过两条平行狭缝S1、S2后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样。已知一个电子从狭缝S穿出时动量为P，普朗克常量为h，则（ ）‎ - 9 -‎ A．经过电场加速后，电子的德布罗意波长为P/h B．经过电场加速后，电子的德布罗意波长为h/P C．荧光屏上暗条纹的位置是电子不能到达的位置 ‎ D．荧光屏上亮条纹的位置是电子到达概率大的位置 ‎ 答案 BD ‎27、用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n（n＞2）的激发态。此时出现的氢光谱中有N条谱线，其中波长的最大值为。现逐渐提高入射电子的动能，当动能达到某一值时，氢光谱中谱线数增加到N′条，其中波长的最大值变为。下列各式中可能正确的是（ ）‎ A．N′= N ＋n    B．N′= N ＋n－1    C．＞   D．＜‎ ‎ 答案 AC ‎28、热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象.辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量.在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示某种波长电磁波的辐射强度，则由Mλ―λ图线可知，同一物体在不同温度下 A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的 C．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小 D．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向偏移 ‎ 答案 D ‎29、下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是       ‎ 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 - 9 -‎ 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也是不连续的 C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 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 AB ‎30、下列说法错误的是___________________‎ A． 当驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，系统的振幅最大 B． 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射 C．两狭缝射出的光到达P点的路程差等于半波长的偶数倍时，这是出现暗条纹 D．振荡的电场周围产生振荡的磁场 ‎ 答案 C ‎ ‎31、下列说法中正确的是__________‎ A．坐在高速离开地球的火箭里的人观察到地球上的钟变慢了 B．物体做受迫振动时的频率一定等于其固有频率 C．波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波不会产生多普勒效应 D．今年4月20日四川雅安市芦山县发生7.0级强烈地震，地震波是机械波，其中既有横波也有纵波 ‎ 答案  AD - 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