最新高中物理选修3-5同步练习试题解析：18.3

人教版高中物理选修3-5 18.2 同步练习习题（含答案解析）原子的核式结构模型1．如图11－1为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D 四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是()图11－1A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：根据α粒子散射实验的现象，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到闪光次数最多，故A正确，少数α粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光会逐渐减小，因此B、D正确，C错。

答案：C2．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光解析：由α粒子散射实验装置及其作用，可选A、B、C；对于C项，考虑到有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D错。

答案：A、B、C3．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况()A．原子内存在电子B．原子的大小为10－10 mC．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里解析：根据α粒子散射实验现象，绝大多数α粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角几乎到180°，可知A、C不正确，而实验结果不能判定原子的大小为10－10 m，只有D项才是上述实验结果，故答案选D。

答案：D4．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的()A．万有引力 B．库仑力C．磁场力D．核力解析：在α 粒子散射实验中，粒子间的主要作用力是库仑力。

18.3氢原子光谱同步训练一、选择题1、下列说法中不正确的是（）A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B、各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C、气体发出的光只能产生明线光谱D、甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱2、关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（）A、不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线B、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的C、可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分D、原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据3、1996年，物理学家利用加速器“制成”反氢原子．反氢原子是由一个反质子和一个绕它运动的正电子组成，反质子与质子质量相同，电荷量为﹣e ．关于氢原子和反氢原子，下列说法中正确的是（）A、它们的原子能级不同B、它们的原子光谱相同C、反氢原子中正电子绕反质子的运动具有确定的轨道D、氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞发生湮灭，只能放出一个光子4、下列说法不正确的有（）A、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的B、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D、质子与中子的质量不等，但质量数相等5、许多物理现象在科学技术领域得到了应用，以下说法中正确的是（）A、医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B、照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象C、利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，不容易发生衍射D、明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分6、关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A、太阳光谱与白炽灯光谱是连续光谱B、霓虹灯产生的光谱是暗线光谱C、做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱D、我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成7、关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A、太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B、霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱C、进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱D、观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成8、太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线是由于（）A、太阳表面大气层中缺少相应的元素B、太阳内部缺少相应的元素C、太阳表面大气层中存在着相应的元素D、太阳内部存在着相应的元素9、对于巴耳末公式的理解，下列说法正确的是（）A、此公式是巴耳末在研究钠光谱特征时发现的B、此公式中n可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的C、此公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱D、此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱10、下列说法正确的是（）A、进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用线状光谱B、摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素C、巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分D、氢原子光谱是线状谱的一个例证11、下列关于光谱的说法中错误的是（）A、炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B、各种原子的线状光谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应C、气体发出的光只能产生线状光谱D、甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到乙物质的吸收光谱12、下列说法中正确的是（）A、进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用线状光谱B、光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速，能帮助人们发现新元素C、线状光谱和吸收光谱都不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13、关于光谱分析，下列说法中不正确的是（）A、进行光谱分析时，既可以利用连续光谱，也可以利用线状光谱B、进行光谱分析时，必须利用线状光谱或吸收光谱C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D、利用光谱分析不可以深入了解原子的内部结构14、不同元素都有自已独特的光谱线，这是因为各元素的（）A、原子序数不同B、原子质量数不同C、激发源能量不同D、原子能级不同15、光谱分析所用的光谱不正确的说法是（）A、发射光谱B、线状光谱C、太阳光谱D、以上都不可以二、填空题16、科学家________通过a粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型；科学家玻尔在此基础上又进行了一系列量子化的假设，从而可以完美地解释氢原子的发光现象．根据玻尔理论，当大批氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，氢原子最多能发出________种频率的光（电磁波）．17、一群氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，辐射的三条谱线中，波长较长的二条谱线的波长分别为λ1和λ2，则最短波长λ3=________．18、根据波尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，原子能量________，电子动能________（填“增大”、“减小”或“不变”）．19、①如图所示为某原子的能级图，a、b、c这原子跃迁所发出的三种波长的光，在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，测正确的是________②一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________．该反应放出的能量为Q ，则氘核的比结合能为________．20、人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程．请按要求回答下列问题．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．①________．②________．三、解答题21、物质的光谱按其产生方式不同可分为发射光谱和吸收光谱两大类，发射光谱又包含有两种光谱连续光谱和明线光谱．炽热的钢水发光产生的属于什么光谱？霓虹灯发光光谱属于什么光谱？太阳光形成的光谱属于光谱？22、已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为﹣3.4eV和﹣1.51eV ，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz ，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s ，请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．23、根据玻尔理论，氢原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，会辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则(1)E′多少？(2)该氢原子的电子绕核运转的动能会怎么变化？24、一群处于量子数n=3的氢原子向低能级跃迁的过程中能产生多少种不同频率的光子？25、有一群氢原子处于n=4的能级上，已知氢原子的基态能量E1=﹣13.6eV ，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s 求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？（结果保留两位有效数字）答案解析部分一、选择题1、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，故A正确；B、各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线是一一对应的，都有各自的特征，故B正确；C、由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱．故C错误．D、甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱．故D错误．故选：C．【分析】连续光谱产生的条件是炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成；每种原子明线光谱中的明线和其吸收光谱中的暗线是一一对应的；气体发出的光也可以形成连续光谱．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽形成的是乙物质的吸收光谱．2、【答案】D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质．故A正确．B、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的；故B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构．故C正确，D 错误本题选错误的；故选：D．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线3、【答案】 B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】首先要明确一个氢原子是由一个电子和一个质子构成的，那么，一个反氢原子就是由一个反电子和一个反质子构成的．反电子带正电，反质子带负电．A、它们的原子能级相同，故A错误；B、它们的原子光谱相同，故B正确；C、反氢原子中正电子绕反质子的运动，不具有确定的轨道，故C错误；D、氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞，不会发生湮灭，故D错误；故选：B．【分析】氢原子是由原子核内一个质子和核外一个电子构成的，明确反氢原子和氢原子的不同点．4、【答案】B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的，故A正确；B、β射线为原子核中的中子转变成质子而放出电子，故B错误；C、用加温、加压或改变其化学状态的方法，都不能改变原子核衰变的半衰期，故C正确；D、质子与中子的质量不等，但质量数相等，故D正确；故选：B．【分析】光谱说明能级是分立的；β射线为原子核中的中子转变成质子而放出电子；半衰期与外界环境及元素的物理、化学性质无关；质子与中子的质量数相同，但质量不等；核力是短程力，相邻核子之间才存在．5、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒．故A错误．B、照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了薄膜干涉现象．故B错误．C、利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，容易发生衍射．故C错误．D、明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分．故D正确．故选：D．【分析】紫外线可以消毒灭菌，医院里用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线进行透视．照相机光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度．红外线波长较长，容易发生衍射．明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分．6、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；B、霓虹灯产生的是光谱是线状谱，故B不正确；C、高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱．由狭窄谱线组成的光谱．单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱．均能对物质进行分析，故C正确；D、月亮是反射太阳光，月球没有大气层，故观察月亮光谱，不可以确定月亮的化学组成，只能反映太阳的化学组成，故D错误；故选：C．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．7、【答案】 B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；B、炽热气体发光是线状光谱，霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱，故B正确；C、光谱分析是用元素的特征谱线与连续谱对比来分析物体的化学成分，故C错误；D、月亮是反射太阳光，是吸收光谱，观察月亮光谱，只能确定月亮表面的化学组成，但不能确定月亮内部的化学组成，故D错误；故选：B．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．8、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱．所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，故C正确，ABD错误．故选：C【分析】太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素．9、【答案】C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】当在研究氢光谱特征时发现的巴耳末公式，公式的n只能取整数，因此得到氢原子光谱是线状谱，只能适用于氢原子，故C正确，ABD错误；故选：C．【分析】在研究氢光谱特征时发现此规律，根据对巴耳末公式的理n只能取整数，即可求解．10、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、进行光谱分析只可以用线状光谱，不可以用连续光谱，故A错误；B、月光是反射光线，不能进行光谱分析出月球上有哪些元素，故B错误；C、根据巴耳末系公式，可知，巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分，故C不正确；D、氢原子光谱是线状谱的一个例证，故D正确．故选：D【分析】光谱分析不可以用连续光谱，但可以用线状光谱；月光是反射光，不能进行光谱分析出月球上有哪些元素；巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分；氢原子光谱是线状谱的一个例证．11、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱，如炽热的液体发射连续光谱、白炽灯的光谱是连续光谱．故A正确；B、各种原子的线状光谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应．故B正确．C、高压气体发出的光谱是连续光谱，故C错误．D、白色光是复色光，是连续光谱，通过低温的乙物质蒸气可得到乙物质的吸收光谱，故D正确；本题选择错误的，故选：C．【分析】发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．12、【答案】B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、进行光谱分析，必须利用线状谱和吸收光谱，连续谱不行，A错误；B、光谱分析是用元素的特征谱线与光谱对比来分析物体的化学成分，B正确；C、线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析，C不正确；D、月球是反射的阳光．分析月光实际上就是在分析阳光，月球又不象气体那样对光谱有吸收作用，因此无法通过分析月球的光谱来得到月球的化学成分，故D错误；故选：B．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．13、【答案】A【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、B、每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱．故A错误，B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构．故C正确，D正确；本题选择不正确的，故选：A【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．14、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】当原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级之差．由于原子的能级是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，这就是产生原子光谱的原因；由于不同元素的能级差不同，故每种元素都有自己独特的光谱线，故ABC错误，D正确．故选D．【分析】本题考察了原子光谱的产生，题目比较简单，原子的原子序数、质量数以及激发源能量，不会影响产生原子光谱．是由原子能级不同导致的．15、【答案】D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．故A正确；B、明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱．故BC正确，D错误；故选：D．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．二、填空题16、【答案】卢瑟福；6【考点】氢原子光谱【解析】【解答】原子的核式结构模型最早是由卢瑟福提出，卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；根据 =6知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子．故答案为：卢瑟福，6．【分析】原子的核式结构模型最早是由卢瑟福提出；卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数．17、【答案】【考点】氢原子光谱【解析】【解答】氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，发出的谱线波长最短，设为λ．则根据玻尔理论得：E3﹣E1=h又E3﹣E2=h ，E2﹣E1=h联立解得，λ=故答案为：【分析】波长最短的谱线是从n=3的激发态跃迁到基态时发出的，根据玻尔理论求解最短的波长．18、【答案】减小；增大【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据q= ，可知半径越小，动能越大．故答案为：减小，增大．【分析】电子绕核运动时，半径减小，电场力做正功，势能减小，总能量减小；根据库仑力提供向心力可分析动能变化；和卫星绕地球运动类似．19、【答案】C；；【考点】氢原子光谱【解析】【解答】（1）从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b ．故C正确，A、B、D错误．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒得，，该反应释放的能量为Q ，则结合能为Q ，所以氘核的比结合能为Q/2．故答案为：（1）C，（2），Q/2【分析】（1）能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大，波长越短．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式，根据释放的能量得出结合能的大小，从而得出氘核的比结合能．20、【答案】玻尔提出玻尔的原子模型；查德威克发现中子【考点】玻尔原子理论，物理学史【解析】【解答】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（或其他成就）查德威克发现了中子（或其他成就）．故答案为：①玻尔提出玻尔的原子模型；②查德威克发现中子．【分析】可根据物理学史上物理学家的贡献作答即可．三、解答题21、【答案】解答：炽热的钢水发光产生的属于连续光谱，霓虹灯发光光谱属于明线光谱，属于线状谱，太阳光形成的光谱属于吸收光谱；故答案为：连续，明线，吸收．【考点】氢原子光谱【解析】【分析】物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱．是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果，是对物质进行分光光度研究的主要依据．光谱分为连续谱与线状谱（发射），线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的．因此仅有有限的几条谱线．22、【答案】解答：氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光子能量E=﹣1.51+3.4eV=1.89eV=3.024×10﹣19J ．金属钠的逸出功W0=hv0=6.63x10-34≈3.67×10﹣19J ．因为光子能量小于逸出功，所以不能发生光电效应．答：不能发生光电效应．【考点】氢原子光谱【解析】【分析】发生光电效应的条件是入射光的光子能量大于逸出功，比较辐射的光子能量与逸出功的大小，判断能否发生光电效应．23、【答案】（1）根据两轨道的能级差等于光子能量，E﹣E′=hγ= ，所以E′=E﹣．（2）根据库仑引力提供向心力，即= ，当辐射能量时，电子的运动轨道半径减小，则速率会增大，那么电子的动能也会增大．。

选修3-5综合练习一、单选题（本大题共7小题，共35分）1.下面物理原理中说法不．正确的是()A. 物体所受合外力越大，它的动量变化就越快B. 发射火箭的基本原理是利用直接喷出的高温高压气体，获得强大的反冲推力C. 物体所受合外力对其所做总功为零，则该物体机械能一定守恒D. 某系统在爆炸或碰撞瞬间内力远大于外力，可近似认为该系统动量守恒2.A，B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移时间图象。

a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2kg，则由图象判断下列结论正确的是()A. A，B碰撞前的总动量为3kg·m/sB. 碰撞时A对B所施冲量为-3N⋅SC. 碰撞前后A的动量变化为3kg·m/sD. 碰撞中A，B两球组成的系统损失的动能为10J3.将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。

在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A. 30kg⋅m/sB. 5.7×102kg⋅m/sC. 6.0×102kg⋅m/sD. 6.3×102kg⋅m/s4.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表G示数为0，则下列说法正确的是（）A. 光电子的最大初动能为1.05eVB. 光电管阴极的逸出功为1.7eVC. 当滑动触头向a端滑动时，电流增大D. 改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触头c，电流表G中也可能有电流5.关于玻尔理论，下列说法正确的是()A. 电子围绕原子核运动的轨道是连续的B. 原子中的电子呈现不稳定分布C. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，氢原子的能量增大D. 玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱现象6.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则()A. 6种光子中n=4激发态跃迁到基态时释放的光子康普顿效应最明显B. 6种光子中有3种属于巴耳末系C. 若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应D. 使n=4能级的氢原子电离至少要13.6eV的能量7.下列说法中正确的有()A. 方程式 92238U→90234Tℎ+24He是重核裂变反应方程B. 方程式 11H+12H→23He+γ是轻核聚变反应方程C. 13H+12H→24He+01n是β衰变D. 92235U+01n→54140Ba+201n+3894Kr是α衰变二、多选题（本大题共3小题，共18分）8.下列理解正确的是()A. 光电效应现象证明光是一种波，康普顿效应证明光是一种粒子B. 电子显微镜分辨率比光学显微镜更高，是因为它利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射C. 个别光子的行为往往表现出波动性，大量光子的效果往往表现出粒子性D. 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著9.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量ℎ=6.63×10−34J·s，电子电荷量e=1.6×10−19C，由图可知()A. 该金属的截止频率为4.27×1014HzB. 该金属的截止频率为5.5×1014HzC. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功约为1.77eV10.下面是铀核裂变反应中的一个：92235U+01n―→54136Xe+3890Sr+1001n已知铀235的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶90的质量为89.9077u，氙136的质量为135.9072u，则此核反应中()A. 质量亏损为Δm=235.0439u+1.0087u−89.9077u−135.9072uB. 质量亏损为Δm=(235.0439+1.0087−89.9077−135.9072−10×1.0087)uC. 释放的总能量为ΔE=(235.0439+1.0087−89.9077−135.9072−10×1.0087)×(3×108)2JD. 释放的总能量为ΔE=(235.0439+1.0087−89.9077−135.9072−10×1.0087)×931.5MeV三、填空题（本大题共4小题，共50分）11.完成下列核反应方程式，并在括号内注明核反应的类型。

人教版高中物理选修3-5 18.3 同步练习习题（含答案解析）氢原子光谱1．关于光谱，下列说法正确的是()A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱解析：由光谱的概念和分类知A、D选项正确，而B选项错误。

由光谱分析的原理知C选项正确。

答案：A、C、D2．对于光谱，下面的说法中正确的是()A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错。

B项是线状谱的特征，正确。

太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是吸收光谱，故C、D错。

答案：B3．关于线状谱，下列说法中正确的是()A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同解析：每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确。

答案：C4．关于光谱分析，下列说法中不正确的是()A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱B．进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析可以深入了解原子的内部结构解析：进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱，它们能够反映原子的特征，A错误，B正确；利用光谱分析可以确定物质中含有哪些元素，C正确；光是由原子内部电子的运动产生的，利用光谱分析可以确定电子的运动情况，即原子的内部结构，D正确。

答案：A5．要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是()A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸汽C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸汽D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸汽解析：炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误。

（新人教版）高中物理选修3-5（全册）课时同步练习全集（打印版）课时跟踪检测（一）动量和动量定理1．(多选)下列说法正确的是()A．运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B．作用于物体上的合外力的冲量不为0, 则物体的动量一定发生变化C．作用于物体上的合外力的冲量不为0, 则物体的动能一定发生变化D．物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析: 选AB动量的方向总与速度即运动方向相同, 故A对; 合外力的冲量不为零, 由动量定理I合＝Δp, 可知动量的变化量Δp一定不为零, 即动量一定变化, 但动能不一定变化, 有可能动量的大小不变, 方向变化, 故B 对, C 错; I 合的方向一定与动量变化量的方向相同, 但不一定与动量的方向相同, 故D 错.2．篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球. 接球时, 两手随球迅速收缩至胸前. 这样做可以( )A ．减小球对手的冲量B ．减小球对手的冲击力C ．减小球的动量变化量D ．减小球的动能变化量解析: 选B 由动量定理Ft ＝Δp 知, 接球时两手随球迅速收缩至胸前, 延长了手与球接触的时间, 从而减小了球的动量变化率, 减小了球对手的冲击力, 选项B 正确.3．(多选)古时有“守株待兔”的寓言, 设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死. 若兔子与树桩发生碰撞, 作用时间为0.2 s, 则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )图1A ．1 m /sB ．1.5 m/sC ．2 m /sD ．2.5 m/s解析: 选CD 根据题意建立模型, 设兔子与树桩的撞击力为F , 兔子撞击树桩后速度为零, 根据动量定理有－Ft ＝0－m v , 所以v ＝Ft m ＝mgtm＝gt ＝10×0.2 m /s ＝2 m/s.4.质量为1 kg 的物体做直线运动, 其速度图像如图2所示. 则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )图2A ．10 N·s,10 N·sB ．10 N·s, －10 N·sC ．0,10 N·sD ．0, －10 N·s解析: 选D 由图像可知, 在前10 s 内初、末状态的动量相等, p 1＝p 2＝5 kg·m /s, 由动量定理知I 1＝0; 在后10 s 内p 3＝－5 kg·m/s, I 2＝p 3－p 2＝－10 N·s, 故选D.5．原来静止的物体受合外力作用时间为2t 0, 作用力随时间的变化情况如图3所示, 则( )图3A ．0～t 0时间内物体的动量变化与t 0～2t 0内动量变化相等B ．0～t 0时间内物体的平均速率与t 0～2t 0内平均速率不等C ．t ＝2t 0时物体的速度为零, 外力在2t 0时间内对物体的冲量为零D ．2t 0时间内物体的位移为零, 外力对物体做功为零解析: 选C 0～t 0与t 0～2t 0时间内作用力方向不同, 动量变化量不相等, A 错; t ＝t 0时, 物体速度最大, t ＝2t 0时物体速度为零, 由动量定理Ft ＝m Δv 可得, F 0t 0－F 0t 0＝0,0～t 0与t 0～2t 0时间内物体平均速率相等, B 错, C 正确; 物体先加速后减速, 位移不为零, 动能变化量为零, 外力对物体做功为零, D 错.6．质量相等的A 、B 两个物体, 沿着倾角分别是α和β的两个光滑的固定斜面, 由静止从同一高度h 2下滑到同样的另一高度h 1, 如图4所示, 则A 、B 两物体( )图4A ．滑到h 1高度时的动量相同B ．滑到h 1高度时的动能相同C ．由h 2滑到h 1的过程中所受重力的冲量相同D ．由h 2滑到h 1的过程中所受合力的冲量相同解析: 选B 两物体由h 2下滑到h 1高度的过程中, 机械能守恒, mg (h 2－h 1)＝12m v 2, v ＝2g (h 2－h 1), 物体下滑到h 1处时, 速度的大小相等, 由于α不等于β, 速度的方向不同, 由此可判断, 物体在h 1高度处动能相同, 动量不相同. 物体运动过程中动量的变化量不同, 所以合外力的冲量不相等. 物体下滑的过程中, mg sin α＝ma , h 2－h 1sin α＝12at 2. 由上述两式求得时间t ＝1sin α2(h 2－h 1)g, 由I G ＝mgt 可以判断物体下滑过程中重力的冲量不等.7．冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程: 如图5所示, 运动员将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OO ′推到A 点放手, 此后冰壶沿AO ′滑行, 最后停于C 点. 已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ, 冰壶质量为m , AC ＝L , CO ′＝r , 重力加速度为g .图5(1)求冰壶从O 点到A 点的运动过程中受到的冲量大小.(2)若将BO ′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ, 原只能滑到C 点的冰壶能停于O ′点, 求A 点与B 点之间的距离.解析: (1)由－μmgL ＝0－12m v A 2, 得v A ＝2μgL .由I ＝m v A , 将v A 代入得I ＝m 2μgL . (2)设A 点与B 点之间的距离为s , 由－μmgs －0.8μmg (L ＋r －s )＝0－12m v A 2, 将v A 代入得s ＝L －4r .答案: (1)m 2μgL (2)L －4r8.用0.5 kg 的铁锤把钉子钉进木头里, 打击时铁锤的速度v ＝4.0 m/s, 如果打击后铁锤的速度变为0, 打击的作用时间是0.01 s, 那么:图6(1)不计铁锤受的重力, 铁锤钉钉子的平均作用力是多大?(2)考虑铁锤受的重力, 铁锤钉钉子的平均作用力又是多大? (g 取10 m/s 2) (3)比较(1)和(2), 讨论是否要忽略铁锤的重力.解析: (1)以铁锤为研究对象, 不计重力时, 只受钉子的作用力, 方向竖直向上, 设为F 1, 取竖直向上为正, 由动量定理可得F 1t ＝0－m v所以F 1＝－0.5×(－4.0)0.01 N ＝200 N,方向竖直向上.由牛顿第三定律知, 铁锤钉钉子的作用力为200 N, 方向竖直向下.(2)若考虑重力, 设此时受钉子的作用力为F 2, 对铁锤应用动量定理, 取竖直向上为正. (F 2－mg )t ＝0－m v (矢量式) F 2＝－0.5×(－4.0)0.01N ＋0.5×10 N ＝205 N, 方向竖直向上.由牛顿第三定律知, 此时铁锤钉钉子的作用力为205 N, 方向竖直向下.(3)比较F1与F2, 其相对误差为|F2－F1|F1×100%＝2.5%, 可见本题中铁锤的重力可忽略.答案: (1)200 N, 方向竖直向下(2)205 N, 方向竖直向下(3)见解析课时跟踪检测（二）动量守恒定律1．(多选)根据UIC(国际铁道联盟)的定义, 高速铁路是指营运速率达200 km/h以上的铁路和动车组系统. 据广州铁路局警方测算: 当和谐号动车组列车以350 km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时, 受到的阻力约为106N, 如果撞击一块质量为0.5 kg的障碍物, 会产生大约5 000 N的冲击力, 撞击时间约为0.1 s, 瞬间可能造成列车颠覆, 后果不堪设想. 在撞击过程中, 下列说法正确的是()图1A．冲击力对列车的冲量约为500 N·sB．冲击力对列车的冲量约为104 N·sC．冲击力对障碍物的冲量约为175 N·sD．列车和障碍物组成的系统动量近似守恒解析: 选AD冲击力为5 000 N, 冲量为5 000×0.1 N·s＝500 N·s, A对, B、C错; 撞击过程时间极短, 列车和障碍物组成的系统动量近似守恒, D对.2．甲、乙两船静止在湖面上, 总质量分别是m1、m2, 两船相距x, 甲船上的人通过绳子用力F拉乙船, 若水对两船的阻力大小均为F f, 且F f＜F, 则在两船相向运动的过程中()A．甲船的动量守恒B．乙船的动量守恒C．甲、乙两船的总动量守恒D．甲、乙两船的总动量不守恒解析: 选C甲船、人、绳、乙船组成的系统所受的合力为零, 动量守恒, 则选项C正确.3.如图2所示, 在光滑水平面上, 用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上, 已知m A<m B, 经过相同的时间后同时撤去两力, 以后两物体相碰并粘为一体, 则粘合体最终将()图2A．静止B．向右运动C．向左运动D．无法确定解析: 选A选取A、B两个物体组成的系统为研究对象, 根据动量定理, 整个运动过程中, 系统所受的合外力为零, 所以动量改变量为零, 初始时刻系统静止, 总动量为零, 最后粘合体的动量也为零, 即粘合体静止, 所以选项A正确.4．(多选)如图3所示, 小车放在光滑的水平面上, 将系着绳的小球拉开到一定的角度, 然后同时放开小球和小车, 那么在以后的过程中()图3A．小球向左摆动时, 小车也向左运动, 且系统动量守恒B．小球向左摆动时, 小车向右运动, 且系统动量守恒C．小球向左摆到最高点, 小球的速度为零而小车的速度不为零D．在任意时刻, 小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反解析: 选BD以小球和小车组成的系统为研究对象, 在水平方向上不受力的作用, 所以系统在水平方向上动量守恒, 由于初始状态小车与小球均静止, 所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零, 要么大小相等、方向相反, 选项A、C错误, 选项B、D正确.5．(多选)如图4所示, 三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列, 静止在光滑水平面上. c车上有一小孩跳到b车上, 接着又立即从b车跳到a车上. 小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同. 他跳到a车上相对a车保持静止, 此后()图4A．a、b两车运动速率相等B．a、c两车运动速率相等C．三辆车的速率关系v c>v a>v bD．a、c两车运动方向相反解析: 选CD 若人跳离b 、c 车时速度为v , 由动量守恒定律知, 人和c 车组成的系统: 0＝－M 车v c ＋m 人v对人和b 车: m 人v ＝－M 车v b ＋m 人v 对人和a 车: m 人v ＝(M 车＋m 人)·v a 所以: v c ＝m 人v M 车, v b ＝0, v a ＝m 人vM 车＋m 人即v c >v a >v b , 并且v c 与v a 方向相反.6. (多选)带有14光滑圆弧轨道质量为M 的小车静止置于光滑水平面上, 如图5所示, 一质量也为M 的小球以速度v 0水平冲上小车, 到达某一高度后, 小球又返回小车的左端, 则( )图5A ．小球以后将向左做平抛运动B ．小球将做自由落体运动C ．此过程小球对小车做的功为12M v 20D ．小球在弧形槽上上升的最大高度为v 202g解析: 选BC 小球上升到最高点时与小车相对静止, 有共同速度v ′, 由动量守恒定律和机械能守恒定律有:M v 0＝2M v ′①12M v 20＝2×⎝⎛⎭⎫12M v ′2＋Mgh ② 联立①②得h ＝v 204g, 知D 错误.从小球滚上到滚下并离开小车, 系统在水平方向上的动量守恒, 由于无摩擦力做功, 动能守恒, 此过程类似于弹性碰撞, 作用后两者交换速度, 即小球速度变为零, 开始做自由落体运动, 故B 、C 对, A 错.7．如图6所示, 光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C , 质量分别为m A ＝m C ＝2m , m B ＝m , A 、B 用细绳连接, 中间有一压缩的轻质弹簧(弹簧与滑块不拴接). 开始时A 、B 以共同速度v 0运动, C 静止. 某时刻细绳突然断开, A 、B 被弹开, 然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起, 最终三滑块速度恰好相同. 求B 与C 碰撞前B 的速度.图6解析: 设共同速度为v , 滑块A 和B 分开后B 的速度为v B , 由动量守恒定律有 (m A ＋m B )v 0＝m A v ＋m B v B m B v B ＝(m B ＋m C )v联立以上两式得, B 与C 碰撞前B 的速度为v B ＝95v 0.答案: 95v 08.如图7所示, 一质量为M 的物体静止在桌面边缘, 桌面离水平地面的高度为h . 一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后, 以水平速度v 02射出. 重力加速度为g . 求:图7(1)此过程中系统损失的机械能;(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.解析: (1)设子弹穿过物块后物块的速度为v , 由动量守恒定律得m v 0＝m v 02＋M v ①解得v ＝m2M v 0②系统的机械能损失为ΔE ＝12m v 20－⎣⎡⎦⎤12m ⎝⎛⎭⎫v 022＋12M v 2③ 由②③式得ΔE ＝18⎝⎛⎭⎫3－m M m v 20. (2)设物块下落到地面所需时间为t , 落地点距桌面边缘的水平距离为s , 则h ＝12gt 2④s ＝v t ⑤由②④⑤式得s ＝m v 0Mh 2g. 答案: (1)18⎝⎛⎭⎫3－m M m v 20 (2)m v 0M h 2g课时跟踪检测（三） 碰 撞1．在光滑水平面上, 两球沿球心连线以相等速率相向而行, 下列现象可能的是() A．若两球质量相等, 碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相等, 碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不同, 碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不同, 碰后两球都静止解析: 选A若两球质量相等, 碰前两球总动量为零, 碰后总动量也应该为零, 由此分析可得A可能、B不可能. 若两球质量不同, 碰前两球总动量不为零, 碰后总动量也不能为零, D不可能. 若两球质量不同且碰后以某一相等速率分开, 则总动量方向与质量较大的球的动量方向相同, 与碰前总动量方向相反, C不可能.2．关于散射, 下列说法正确的是()A．散射就是乱反射, 毫无规律可言B．散射中没有对心碰撞C．散射时仍遵守动量守恒定律D．散射时不遵守动量守恒定律解析: 选C由于散射也是碰撞, 所以散射过程中动量守恒.3.如图1所示, 两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动, 滑块A的质量为m, 速度大小为2v0, 方向向右, 滑块B的质量为2m, 速度大小为v0, 方向向左, 两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()图1A．A和B都向左运动B．A和B都向右运动C．A静止, B向右运动D．A向左运动, B向右运动解析: 选D选向右为正方向, 则A的动量p A＝m·2v0＝2m v0. B的动量p B＝－2m v0. 碰前A、B的动量之和为零, 根据动量守恒, 碰后A、B的动量之和也应为零, 可知四个选项中只有选项D符合题意.4.A、B两物体发生正碰, 碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动, 其位移—时间图像如图2所示. 由图可知, 物体A、B的质量之比为()图2A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．3∶1解析: 选C 由图像知: 碰前v A ＝4 m /s, v B ＝0. 碰后v A ′＝v B ′＝1 m/s, 由动量守恒可知m A v A ＋0＝m A v A ′＋m B v B ′, 解得m B ＝3m A . 故选项C 正确.5．甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动, 已知它们的动量分别是 5 kg·m /s 和7 kg·m/s, 甲追上乙并发生碰撞, 碰撞后乙球的动量变为10 kg·m/s, 则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是( )A ．m 乙＝m 甲B ．m 乙＝2m 甲C ．4m 甲＝m 乙D ．m 乙＝6m 甲解析: 选C 碰撞前, v 甲>v 乙, 即p 甲m 甲>p 乙m 乙, 可得m 甲m 乙<57; 碰撞后, v 甲≤v 乙, 即p 甲′m 甲≤p 乙′m 乙,可得m 甲m 乙≥15; 综合可得15≤m 甲m 乙<57, 选项A 、D 错误. 由碰撞过程动能不增加可知, E 碰前≥E 碰后,由B 得到E 碰前<E 碰后, 所以排除B, 答案选C.6．(多选)质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上, 箱子中间有一质量为m 的小物块, 小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ. 初始时小物块停在箱子正中间, 如图3所示. 现给小物块一水平向右的初速度v , 小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间, 并与箱子保持相对静止. 设碰撞都是弹性的, 则整个过程中, 系统损失的动能为( )图3A.12m v 2 B.mM v 22(m ＋M ) C.12NμmgL D ．NμmgL解析: 选BD 根据动量守恒, 小物块和箱子的共同速度v ′＝m vM ＋m , 损失的动能ΔE k＝12m v 2－12(M ＋m )v ′2＝mM v 22(m ＋M ), 所以B 正确; 根据能量守恒, 损失的动能等于因摩擦产生的热量, 而计算热量的方法是摩擦力乘以相对位移, 所以ΔE k ＝fNL ＝NμmgL , 可见D 正确.7．冰球运动员甲的质量为80.0 kg. 当他以5.0 m /s 的速度向前运动时, 与另一质量为100 kg 、速度为3.0 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞. 碰后甲恰好静止. 假设碰撞时间极短,求(1)碰后乙的速度的大小;(2)碰撞中总机械能的损失.解析: (1)设运动员甲、乙的质量分别为m、M, 碰前速度大小分别为v、V, 碰后乙的速度大小为V′. 由动量守恒定律有m v－MV＝MV′①代入数据得V′＝1.0 m/s②(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE, 应有12m v 2＋12MV2＝12MV′2＋ΔE③联立②③式, 代入数据得ΔE＝1 400 J .答案: (1)1.0 m/s(2)1 400 J8．如图4所示, 在足够长的光滑水平面上, 物体A、B、C位于同一直线上, A位于B、C之间. A的质量为m, B、C的质量都为M, 三者均处于静止状态. 现使A以某一速度向右运动, 求m和M之间应满足什么条件, 才能使A只与B、C各发生一次碰撞. 设物体间的碰撞都是弹性的.图4解析: A向右运动与C发生第一次碰撞, 碰撞过程中, 系统的动量守恒、机械能守恒. 设速度方向向右为正, 开始时A的速度为v0, 第一次碰撞后C的速度为v C1, A的速度为v A1. 由动量守恒定律和机械能守恒定律得m v0＝m v A1＋M v C1①12m v 20＝12m v2A1＋12M v2C1②联立①②式得v A1＝m－Mm＋Mv0③v C1＝2mm＋Mv0④如果m＞M, 第一次碰撞后, A与C速度同向, 且A的速度小于C的速度, 不可能与B 发生碰撞; 如果m＝M, 第一次碰撞后, A停止, C以A碰前的速度向右运动, A不可能与B 发生碰撞; 所以只需考虑m＜M的情况.第一次碰撞后, A反向运动与B发生碰撞. 设与B发生碰撞后, A的速度为v A2, B的速度为v B1, 同样有v A2＝m－Mm＋Mv A1＝⎝⎛⎭⎪⎫m－Mm＋M2v0⑤根据题意, 要求A只与B、C各发生一次碰撞, 应有v A2≤v C1⑥联立④⑤⑥式得m2＋4mM－M2≥0⑦解得m≥(5＋2)M⑧另一解m≤－(5＋2)M舍去.所以, m和M应满足的条件为(5－2)M≤m＜M. ⑨答案: (5－2)M≤m＜M课时跟踪检测（四）反冲运动火箭1．(多选)下列属于反冲运动的是()A．喷气式飞机的运动B．直升机的运动C．火箭的运动D．反击式水轮机的运动解析: 选ACD选项A、C、D中, 三者都是自身的一部分向一方向运动, 而剩余部分向反方向运动, 而直升机是靠外界空气的反作用力作为动力, 所以A、C、D对, B错.2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后, 火箭做加速运动的原因是()A．燃料燃烧推动空气, 空气反作用力推动火箭B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出, 气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气, 然后向后推出, 空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热, 加热周围空气, 空气膨胀推动火箭解析: 选B火箭的工作原理是反冲运动, 火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时, 使火箭获得反冲速度, 故正确选项为B.3．人的质量m＝60 kg, 船的质量M＝240 kg, 若船用缆绳固定, 船离岸1.5 m时, 船边沿高出岸h, 人从船边沿水平跃出, 恰能上岸. 若撤去缆绳, 人要从船边沿安全水平跃出上岸, 船离岸约为(不计水的阻力, 人两次消耗的能量相等)()A．1.5 m B．1.2 mC．1.34 m D．1.1 m解析: 选C 船用缆绳固定时, 设人水平跃出的速度为v 0, 则x 0＝v 0t , t ＝2hg . 撤去缆绳, 由水平方向动量守恒得0＝m v 1－M v 2, 两次人消耗的能量相等, 即动能不变, 12m v 20＝12m v 21＋12M v 22, 解得v 1＝ MM ＋m v 0, 故x 1＝v 1t ＝ MM ＋m x 0≈1.34 m, 选项C 正确. 4.如图1所示, 质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶, 一质量为m 的救生员站在船尾, 相对小船静止. 若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中, 则救生员跃出后小船的速率为( )图1A ．v 0＋mM v B ．v 0－mM v C ．v 0＋mM (v 0＋v )D ．v 0＋mM (v 0－v )解析: 选C 根据动量守恒定律, 选向右方向为正方向, 则有(M ＋m )v 0＝M v ′－m v , 解得v ′＝v 0＋mM(v 0＋v ), 故选项C 正确.5．(多选)一平板小车静止在光滑的水平地面上, 甲、乙两人分别站在车的左、右端, 当两人同时相向而行时, 发现小车向左移, 则( )A ．若两人质量相等, 必有v 甲>v 乙B ．若两人质量相等, 必有v 甲<v 乙C ．若两人速率相等, 必有m 甲>m 乙D ．若两人速率相等, 必有m 甲<m 乙解析: 选AC 甲、乙两人和小车组成的系统动量守恒, 且总动量为零, 甲动量方向向右, 小车动量方向向左, 说明|p 甲|＝|p 乙|＋|p 车|, 即m 甲v 甲>m 乙v 乙, 若m 甲＝m 乙, 则v 甲>v 乙, A 对, B 错; 若v 甲＝v 乙, 则m 甲>m 乙, C 对, D 错.6.如图2所示, 装有炮弹的火炮总质量为m 1, 炮弹的质量为m 2, 炮弹射出炮口时对地的速率为v 0, 若炮管与水平地面的夹角为θ, 则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( )图2A.m 2m 1v 0 B.m 2v 0m 1－m 2 C.m 2v 0cos θm 1－m 2D.m 2v 0cos θm 1解析: 选C 炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒, 0＝m 2v 0cos θ－(m 1－m 2)v , 得v ＝m 2v 0cos θm 1－m 2, 故选项C 正确.7．在太空中有一枚相对于太空站静止的质量为M 的火箭, 突然喷出质量为m 的气体, 喷出的速度为v 0(相对于太空站), 紧接着再喷出质量也为m 的另一部分气体, 此后火箭获得的速度为v (相对于太空站), 火箭第二次喷射的气体的速度多大(相对于太空站)?解析: 题意中所涉及的速度都是相对于太空站的, 可以直接使用动量守恒定律, 规定v 0的方向为正方向, 则: 第一次喷气后: 0＝m v 0－(M －m )v 1, v 1＝m v 0M －m , v 1与正方向相反 第二次喷气后: －(M －m )v 1＝m v 2－(M －2m )v , 所以v 2＝⎝⎛⎭⎫M m －2v －v 0. 答案: 见解析8．在砂堆上有一木块, 质量M ＝5 kg, 木块上放一爆竹, 质量m ＝0.10 kg. 点燃爆竹后木块陷入砂中深5 cm, 若砂对木块运动的阻力恒为58 N, 不计爆竹中火药质量和空气阻力. 求爆竹上升的最大高度. (g 取10 m/s 2)解析: 火药爆炸时内力远大于重力, 所以爆炸时动量守恒, 取向上的方向为正方向, 由动量守恒定律得m v －M v ′＝0①(式中v 、v ′分别为爆炸后爆竹和木块的速率) 木块陷入砂中做匀减速运动到停止, 其加速度大小为 a ＝F －Mg M ＝58－505m /s 2＝1.6 m/s 2. ② 木块做匀减速运动的初速度 v ′＝ 2as ＝2×1.6×0.05 m /s ＝0.4 m/s ③代入①式, 得v ＝20 m/s. ④爆竹以初速度v 做竖直上抛运动, 上升的最大高度为 h ＝v 22g ＝20220 m ＝20 m. ⑤答案: 20 m课时跟踪检测（五） 能量量子化 光的粒子性1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( ) A ．温度 B ．材料 C ．表面状况D ．以上都正确解析: 选A 影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度, 故选项A 正确. 2．(多选)以下宏观概念中, 哪些是“量子化”的( ) A ．物体的带电荷量 B ．物体的质量 C ．物体的动量D ．学生的个数解析: 选AD 所谓“量子化”应该是不连续的, 而是一份一份的, 故选A 、D. 3．(多选)N 为钨板, M 为金属网, 它们分别与电池的两极相连, 各电池的电动势和极性如图所示, 已知金属钨的逸出功为 4.5 eV . 现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出), 那么图中没有光电子到达金属网的是( )解析: 选AC C 、D 加反向电压, 只要入射光子的能量hν≥W 0＋eU , 就有光电子到达金属网, 将各数值代入上式可知D 中光电子能到达金属网; A 、B 加正向电压, 只要入射光子能量大于逸出功, 就有光电子到达金属网, 可知B 中光电子能到达金属网. 综上所述, A 、C 符合题意.4．人眼对绿光最为敏感, 正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时, 只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔, 眼睛就能察觉. 普朗克常量为6.63×10－34J·s, 光速为3.0×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )A ．2.3×10－18 WB ．3.8×10－19W C ．7.0×10－10WD ．1.2×10－18W解析: 选A 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔, 所以察觉到绿光所接收的最小功率P ＝E t , 式中E ＝6ε, 又ε＝hν＝h c λ, 可解得P ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－9W ＝2.3×10－18 W. 5.光子有能量, 也有动量, 动量p ＝hλ, 它也遵守有关动量的规律. 如图1所示, 真空中,有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动, 其中左边是圆形黑纸片(吸收光子), 右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子). 当用平行白光垂直照射这两个圆面时, 关于装置开始时的转动情况(俯视), 下列说法中正确的是( )图1A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动解析: 选B根据动量定理Ft＝m v t－m v0, 由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力, 所以装置开始时逆时针方向转动, B选项正确.6．(多选)光电效应的四条规律中, 波动说不能解释的有()A．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率才能产生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光强度无关, 只随入射光频率的增大而增大C．入射光照射到金属上时, 光电子的发射几乎是瞬时的, 一般不超过10－9 sD．当入射光频率大于截止频率时, 光电流强度与入射光强度成正比解析: 选ABC此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答. 按照经典的光的波动理论, 光的能量随光的强度的增大而增大, 与光的频率无关, 金属中的电子必须吸收足够能量后, 才能从中逸出, 电子有一个能量积蓄的时间, 光的强度越大, 单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多, 被电子吸收的光子数目自然也多, 这样产生的光电子数目也多. 但是, 光子不一定全部形成光电流, 故应选A、B、C.7.实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图2所示. 下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功, 参照下表可以确定的是()图2金属钨钙钠截止频率ν0/1014 Hz10.957.73 5.53逸出功W/eV 4.54 3.20 2.29A kmB．如用金属钠做实验得到的E km-ν图线也是一条直线, 其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钠做实验得到的E km-ν图线也是一条直线, 设其延长线与纵轴交点的坐标为(0, －E k2), 则E k2<E k1D．如用金属钨做实验, 当入射光的频率ν<ν1时, 可能会有光电子逸出解析: 选C由光电效应方程E km＝hν－W可知E km-ν图线是直线, 且斜率相同, A、B项错; 由表中所列的截止频率和逸出功数据可知C项正确, D项错误.8.在光电效应实验中, 飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光), 如图3所示. 则可判断出()图3A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能解析: 选B当光电管两端加上反向遏止电压且光电流恰好为零时, 有E k－0＝eU c, 对同一光电管(逸出功W0相同)使用不同频率的光照射, 有E k＝hν－W0, 两式联立得, hν－W0＝eU c, 丙光的反向遏止电压最大, 则丙光的频率最大, 甲光、乙光频率相同, A、C错误;又由λ＝cν可知λ丙<λ乙, B正确; 由E k＝hν－W0可知丙光对应的最大初动能最大, D错误.9.如图4所示, 当开关S断开时, 用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K, 发现电流表读数不为零. 合上开关, 调节滑动变阻器, 发现当电压表读数小于0.60 V时, 电流表读数仍不为零; 当电压表读数大于或等于0.60 V时, 电流表读数为零. 求:图4(1)此时光电子的最大初动能的大小;(2)该阴极材料的逸出功.解析: (1)由题意可知, 遏止电压为0.60 V, 由动能定理得光电子的最大初动能E k＝eU＝0.6 eV.(2)由光电效应方程E k＝hν－W0得该阴极材料的逸出功W0＝hν－E k＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV.答案: (1)0.6 eV(2)1.9 eV。

人教版物理高二选修3-5 18.3氢原子光谱同步训练D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分） (2017高二下·吴忠期中) 已知氢原子的基态能量为E1 ，激发态能量En= ，其中n=2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（）A . ﹣B . ﹣C . ﹣D . ﹣2. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁至另一半径为rb的轨道，已知ra＞rb ，则在此过程中（）A . 原子发出一系列频率的光子B . 原子要吸收一系列频率的光子C . 原子要吸收某一频率的光子D . 原子要辐射某一频率的光子3. （2分） (2017高二下·通化期末) 氢原子辐射出一个光子后，则（）A . 电子绕核旋转的半径增大B . 电子的动能增大C . 电子的电势能增大D . 原子的能级值增大4. （2分） (2017高二下·金州期中) 在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴尔末系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线（）A . 2B . 5C . 4D . 65. （2分） (2017高二下·阳江期末) 按照波尔理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A . 氢原子可能辐射4种不同波长的光B . 氢原子系统的电势能增加，电子的动能减小C . 氢原子系统的总能量增加，电子的动能增加D . 氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加6. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 如图所示为氢原子的能级图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2 的能级时，辐射出光子a；当氢原子从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（）A . 光子a的能量大于光子b的能量B . 光子a的波长小于光子b的波长C . b光比a光更容易发生衍射现象D . 若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也一定能使该金属发生光电效应7. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是（）A . 可能大于或等于7.7 eVB . 可能大于或等于8.8 eVC . 一定等于7.7 eVD . 包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种8. （2分）(2017·临川模拟) 已知氢原子的基态能量为E1 ，激发态能量为，其中n=2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做，n=3，4，5，…．式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则里德伯常量R可以表示为（）A .B .C .D .9. （2分） (2015高二下·茂名期中) 根据氢原子能级图（如图）可判断（）A . 氢原子跃迁时放出的光子的能量是连续的B . 欲使处于基态的氢原子激发，可用11eV的光子照射C . 处于基态的氢原子能量最大D . 电子的轨道半径越小，氢原子能量越小10. （2分） (2018高三上·济宁月考) 如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干个不同频率的光，关于这些光，下列说法正确的是（）A . 波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B . 频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的C . 这些氢原子总共可辐射出3种不同的频率的光D . 从n=2能级跃迁到n=1能级电子动能减小11. （2分）下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是（）A . 因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B . 氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C . 氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D . 氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关12. （2分） (2019高二下·上杭月考) 氢原子分能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。

选修3-5参考答案及解析第十五章动量守恒定律第一单元动量、动量守恒定律及应用第二单元实验：验证动量守恒定律第十六章原子结构原子核第一单元原子结构氢原子光谱第二单元放射性元素的衰变核能章末综合检测15-11、解析：平方公尺即为平方米．光子被舱门反射前后，光子动量变化量最大为Δp ＝2p (垂直入射与反射时)，又因为E ＝pc ，即对应于光子入射的能量为E 时光子的动量改变量为Δp ＝2Ec ，取Δt 时间内入射的所有光子作为研究对象，由题意知Δt 内与舱门发生作用的光子总能量为E 总＝Δt ×1.5 kJ ，根据动量定理FΔt ＝Δp 总有F ＝Δp 总Δt ＝2E 总c Δt ＝2E 总cΔt ，则：F ＝2×1.5×1033×108N ＝1.0×10－5N ，B 正确． 答案：B2、解析：从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，因此A 、C 错误；由子弹射入木块瞬间动量守恒可得子弹射入木块后的共同速度为m v 0M ＋m ，B 正确；之后子弹和木块一起上升，该阶段机械能守恒可得上升的最大高度为m 2v 202g (M ＋m )2，D 正确．答案：BD3、解析：当人到达软绳的末端时，软绳已离开地面一段高度H ，人能否安全到达地面决定于H 的大小．由人船模型得：m (h －H )＝MH 解得：H ＝mhM ＋m ＝60×60120＋60m ＝20 m人要回到地面得从20米高的地方跳下来，这是很危险的．所以不能．答案：不能4、解析：设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律M v0＝m v，①3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞12m v 20＝12m v2，②联立①②解得m＝M.(也可通过图象分析得出v0＝v，结合动量守恒，得出正确结果) 答案：M5、解析：设他们前进的方向为正方向，以冰面为参考系，推出后，赵宏博的动量为M v男，申雪相对冰面的速度为－(v－v男)，根据动量守恒定律得：(M＋m)v0＝M v男－m(v－v男)解得v男＝v0＋m vM＋m.答案：v0＋m v M＋m6、解析：第一种情况：取水平向右为正方向．钢球碰前的动量为：p1＝m v1＝5 kg·m/s碰后的动量为：p2＝m v2＝－3 kg·m/s动量变化量为：Δp＝p2－p1＝(－3－5)kg·m/s＝－8 kg·m/s负号表示方向水平向左图14第二种情况：p 1、p 2的大小分别为2 3 kg·m/s 和2 kg·m/s ，方向如图14所示，由图所示平行四边形可得Δp 的大小和方向．大小：Δp ＝p 21＋p 22＝(23)2＋22 kg·m/s ＝4 kg·m/s方向：与竖直方向成30°角答案：8 kg·m/s ，方向水平向左4 kg·m/s ，与竖直方向成30°角 7、解析：(1)甲船和人与乙船组成的系统动量时刻守恒． 由平均动量守恒得：(M ＋m )x 甲＝Mx 乙 又x 甲＋x 乙＝L以上两式联立可求得：x 甲＝4 m ，x 乙＝6 m.(2)设两船相遇时甲船的速度为v 1，对甲船和人用动能定理得： Fx 甲＝12(M ＋m )v 21因系统总动量为零，所以人跳离甲后，甲速度为零时，人跳离速度最小，设人跳离的速度为v ，因跳离时，甲船和人组成的系统动量守恒，有：(M ＋m )v 1＝0＋m v 可求得：v ＝43m/s.答案：(1)4 m 6 m (2)43m/s8、解析：(1)设重物在车上向人靠拢L ＝3 m ，车在地面上移动距离为x ，依题意有m (L －x )＝Mx整理得：x ＝1 m(2)人和车的加速度为a ＝F M ＝200 N100 kg ＝2 m/s 2 则人和车在地面上移动1 m 时的速度为 v ＝2ax ＝2 m/s此时物体的对地速度为v 物，依据m v 物＝M v得v 物＝4 m/s答案：(1)1 m (2)2 m/s 4 m/s9、解析：(1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v ，取乙车的速度方向为正方向．由动量守恒定律得m 乙v 乙－m 甲v 甲＝(m 甲＋m 乙)v 所以两车最近时，乙车的速度为 v ＝m 乙v 乙－m 甲v 甲m 甲＋m 乙＝1×3－0.5×20.5＋1m/s ＝43m/s ＝1.33 m/s(2)甲车开始反向时，其速度为0，设此时乙车的速度为v 乙′，由动量守恒定律得m 乙v 乙－m 甲v 甲＝m 乙v 乙′得v 乙′＝m 乙v 乙－m 甲v 甲m 乙＝1×3－0.5×21m/s ＝2 m/s. 答案：(1)1.33 m/s (2)2 m/s10、解析：探测器第一次喷出气体时，沿x 方向动量守恒，且探测器速度变为零．即M v 0＝m v ①第二次喷出气体时，沿y 方向动量守恒： 0＝(M －2m )·2v 0－m v ② 解①②得：m M ＝14，v v 0＝41答案：14 411、解析：设物块到达劈A 的底端时，物块和A 的速度大小分别为v 和V ，由机械能守恒和动量守恒得mgh ＝12m v 2＋12M 1V 2①M 1V ＝m v ②设物块在劈B 上达到的最大高度为h ′，此时物块和B 的共同速度大小为V ′，由机械能守恒和动量守恒得mgh ′＋12(M 2＋m )V 2＝12m v 2③ m v ＝(M 2＋m )V ′④ 联立①②③④式得 h ′＝M 1M 2(M 1＋m )(M 2＋m )h ⑤答案：M 1M 2h(M 1＋m )(M 2＋m )12、解析：(1)如果直接跳下来，人具有和自行车相同的速度，脚着地后，脚的速度为零，由于惯性，上身继续向前倾斜，因此他可能会摔跤．所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时水平速度是0.(2)男孩下车前后，对整体由动量守恒定律有： (m 1＋m 2＋m 3)v 0＝(m 1＋m 2)vv ＝4 m/s(m 1表示女孩质量，m 2表示自行车质量，m 3表示男孩质量)(3)男孩下车前系统的动能 E k ＝12(m 1＋m 2＋m 3)v 20 ＝12(40＋10＋30)×(2.5)2J ＝250 J男孩下车后系统的动能E k ′＝12(m 1＋m 2)v 2＝12(40＋10)×42J ＝400 J男孩下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150 J.答案：(1)如果直接跳下来，人具有和自行车相同的速度，脚着地后，脚的速度为零，由于惯性，上身继续向前倾斜，因此他可能会摔跤．所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时水平速度是0.(2)4 m/s (3)250 J 400 J男孩下车时用力向前推自行车，对系统做了正功，使系统的动能增加了150 J16-11、解析：根据爱因斯坦光电效应方程E K ＝hr －W ，任何一种金属的逸出功W 一定，说明E K 随r 的变化而变化，且是线性关系(与y ＝ax ＋b 类似)，直线的斜率等于普朗克常量，直线与横轴的截距QA 表示E K ＝0时的频率r 0，即为金属的极限频率，还可由波速公式C ＝r 0λ0.求该金属发生光电效应照射光的极限波长．E K ＝hν－W ，E K ＝0时，有hν0－W ＝0，r 0＝W h ，又由波速公式，得C ＝r 0λ0，λ0＝hCW .答案：ABD2、解析：由题意a 光光子能量大于b 光光子能量，a 光频率大于b 光频率，由v 水＝cn ，可知C 正确．γ射线是原子核衰变而产生的，A 错．E 43<E 32，而紫外线光子的能量大于可见光，故B 错．能量大于或等于3.40 eV 的光才能使氢原子在n ＝2的能级时发生电离，故D 错．答案：C3、解析：电池是把其他形式的能转化成电能的装置．而硅光电池即是把光能转变成电能的一种装置．答案：A4、解析：核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的．可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力．故D 选项正确．答案：D图105、解析：根据ΔE ＝hcλ可以由辐射的波长得到几个能级差； E B －E A ＝2.1 eV ；E C －E A ＝3.8 eV ； E D －E A ＝4.4 eV ；E E －E B ＝2.4 eV ；根据以上能级差所作能级图如答案图10所示． 答案：如图10所示6、解析：当n ＝3时，波长最长，1λ＝R (122－132) λ＝1R ×365 m ＝11.1×107×365 m ＝6.55×10－7m 当n ＝∞时，波长最短，1λ＝R (122－1n 2)＝R ×14 λ＝4R m ＝41.1×107m ＝3.64×10－7m 答案：n ＝3时，波长最长 6.55×10－7 m n ＝∞时，波长最短 3.64×10－7 m7、解析：光电子做半径最大的匀速圆周运动时，它的动能即是最大动能．(1)由eB v ＝m v 2r 得v ＝eBrm 所以12m v 2＝12m ·(eBr m )2＝(eBr )22m 代入数据得12m v 2≈4.41×10－19 J (2)由爱因斯坦光电效应方程得 W ＝hν－12m v 2＝h c λ－12m v 2 代入数据得W ≈7.3×10－19 J.答案：(1)4.41×10－19 J (2)7.3×10－19 J8、解析：本题考查了氢原子的核外电子绕核运动时相关的物理量与轨道半径的关系．氢原子能量E 3＝E 1/32＝－13.6 eV/32＝－1.51 eV . 电子在第3轨道时半径为r 3＝n 2r 1＝32r 1① 电子绕核做圆周运动向心力即库仑力，所以ke 2/r 23＝m v 23/r 3②由①②可得电子动能为 E k 3＝12m v 23＝ke 22×32r 1＝9×109×(1.6×10－19)22×9×0.53×10－10×(1.60×10－19) eV ＝1.51 eV由于E 3＝E k 3＋E p 3，故电子的电势能为： E p 3＝E 3－E k 3＝－1.51 eV －1.51 eV ＝－3.02 eV 答案：－1.51 eV 1.51 eV －3.02 eV9、解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v 1，则：k ·e 2r 21＝m v 21r 1∴电子动能E k 1＝12m v 21＝ke 22r 1＝9×109×(1.6×10－19)22×0.53×10－10×1.6×10－19eV ＝13.6 eV (2)E 1＝E k 1＋E p 1∴E p 1＝E 1－E k 1＝－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：hcλ＝0－E 1∴λ＝－hc E 1＝－6.63×10－34×3×108－13.6×1.6×10－19m＝0.9141×10－7m答案：(1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)0.9141×10－7m10、解析：(1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A 正确． (2)由能量守恒有2E ＝2m e c 2，所以E ＝m e c 2＝9.1×10－31×(3.0×108)2J ＝8.2×10－14J.反应过程中动量守恒且总动量为零． (3)粒子的动量p ＝2mE k ，物质波的波长λ＝hp 由m n >m e ，知p n >p e ，则λn <λe .答案：(1)A (2)8.2×10－14 遵循动量守恒 (3)λn <λe 11、解析：根据巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，得 当n ＝3,4时氢原子发光所对应的波长最长 当n ＝3时有1λ1＝1.10×107×(122－132)解得λ1＝6.5×10－7m当n ＝4时有1λ2＝1.10×107×(122－142) 解得λ2＝4.8×10－7 m.除巴耳末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都是满足与巴耳末公式类似的关系式，即1λ＝R (1a 2－1n 2)．其中a 分别为1,3,4，…对应不同的线系，由此可知氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱．答案：6.5×10－7 m 4.8×10－7 m 不连续的线状谱12、解析：(1)设运动氢原子的速度为v 0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v ，损失的动能ΔE 被基态氢原子吸收．若ΔE ＝10.2 eV ，则基态氢原子可由n ＝1跃迁到n ＝2.由动量守恒和能量守恒有：m v 0＝2m v ①12m v 20＝12m v 2＋12m v 2＋ΔE ②12m v 20＝E k ③E k ＝13.6 eV ④解①②③④得，ΔE ＝12·12m v 20＝6.8 eV因为ΔE ＝6.8 eV<10.2 eV .所以不能使基态氢原子发生跃迁．(2)若使基态氢原子电离，则ΔE ＝13.6 eV ，代入①②③得E k ＝27.2 eV .答案：(1)不能 (2)27.2 eV16-21、解析：由核反应中质量数、电荷数守恒可确定X 是α粒子．两个核反应中的质量亏损分别为Δm 1＝(1.0078＋12.0000－13.0057)u ＝0.0021 u ，Δm 2＝(1.0078＋15.0001－12.0000－4.0026)u ＝0.0053 u ，结合爱因斯坦质能方程Q ＝Δmc 2知Q 1<Q 2，故B 正确．答案：B2、解析：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A 项正确，而中子的质量数是1，故B 项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而3717Cl 和3718Ar 是两种不同的元素，故C 项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m ＝(0.00055＋36.95691－36.95658)u ＝0.00088 u ，而1 u 质量对应的能量为931.5 MeV ，所以中微子的最小能量是E ＝931.5×0.00088 MeV ≈0.82 MeV ，故D 项正确．答案：AD3、解析：核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6×2＝4k ＋d ＋2,6×1＝2k ＋d ，解得k ＝2，d ＝2，因此B 选项正确．答案：B4、解析：由题意知，这群氢原子原来处于n ＝4的能级．它向低能级跃迁时，发出光谱线的条数为4×3×12＝6(种)．答案：65、解析：通过α粒子散射实验可观察到的现象是：绝大多数α粒子几乎不偏转，有少数α粒子发生大角度偏转，甚至有的原方向返回；α粒子由两个质子和两个中子构成，由动能E k ＝12m v 2得，α粒子的速度v ＝2E km＝2×106×1.6×10－194×1.67×1027m/s图3＝6.9×106 m/s.答案：大 6.9×1066、解析：3015P 衰变的方程式：3015P ―→3014Si ＋01e ，即这种粒子为正电子．图中纵坐标表示剩余3215P 的质量，经过t 天4 mg 的3215P 还剩0.25mg ，也就是1 mg 中还剩0.254mg ＝0.0625 mg ，由图示估读出此时对应天数为56天．答案：(1)正电子 (2)t ＝56天(54～58天都算对)7、解析：(1)用m 1、m 2和m 3分别表示中子(10n)、氦核(42He)和氚核的速度，由动量守恒定律得m 1v 1＝m 2v 2＋m 3v 3代入数值，得v 3＝－8.1×106 m/s即反应后生成的氚核的速度大小为8.1×106m/s方向与反应前中子的速度方向相反．(2)反应前的总动能E 1＝12m 1v 21反应后的总动能E 2＝12m 2v 22＋12m 3v 23经计算知E 2>E 1，故可知反应中发生了质量亏损．答案：(1)8.1×106 m/s ，与反应前中子的速度方向相反(2)E 2>E 1 发生了质量亏损8、解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程式为21H＋21H―→32He＋10n.核反应过程中的质量亏损：Δm＝2m H－(m He＋m n)＝2×2.0136 u －(3.0150＋1.0087) u＝3.5×10－3u.由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以氘核聚变时放出的能量：ΔE＝3.5×10－3×931.5 MeV＝3.3 MeV.(2)31H和42He分解成7个核子所需的能量为E1＝3×1.112 MeV＋4×7.075 MeV＝31.636 MeV7个核子结合成73Li，释放的能量为E2＝7×5.603 MeV＝39.221 MeV所以此核反应过程中释放的核能为ΔE＝E2－E1＝39.221 MeV－31.636 MeV＝7.585 MeV.答案：(1)21H＋21H―→32He＋10n 3.3(2)7.585 MeV9、解析：(1)由电荷数守恒和质量数守恒可知系数为3.(2)ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m)c2(3)一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt，同时E＝mM N AΔE，所以Pt＝mM N AΔE，解得m＝PtMN AΔE＝22 kg.答案：(1)3(2)(m1－m2－m3－2m)c2(3)22 kg10、解析：①342He―→126C＋ΔE②Δm＝3×4.0026 u－12.0000 u＝0.0078 uΔm＝0.0078×1.66×10－27kg＝12.95×10－27kg ΔE＝Δm·c2＝1.16×10－12J③ΔE＝1.16×10－12(1.6×10－19)MeV＝7.25 MeVΔE＝0.0078×931.5 MeV＝7.25 MeV答案：(1)342He―→126C＋ΔE(2)1.16×10－12J(3)7.25 MeV11、解析：铀235释放的能量等于一天发电的电能．计算出50万kW的电站一天发出的电能，也就是一天所需的铀235释放的核能，进而求得铀235的质量．根据发电功率计算出每天应发电能的总量为：E＝24×3.6×103×P＝4.32×1013J要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目为：n＝4.32×10132×108×1.6×10－19＝1.35×1024则对应的质量为：m＝nN A·M＝1.35×10246.02×1023×235×10－3kg＝0.527kg答案：0.527 kg12、解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为：21H＋21H―→32He＋10n(2)质量亏损Δm＝2m H－(m He＋m n)＝2.0136 u×2－(3.0150 u＋1.0087 u)＝0.0035 u由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以核反应中释放的核能为ΔE＝0.0035×931.5 MeV＝3.26 MeV(3)由动量守恒定律有：0＝m He v He－m n v n得v He∶v n＝1∶3答案：(1)21H＋21H―→32He＋10n(2)3.26 MeV(3)1∶316-末1、解析：轻核聚变而生成质量较大(中等)的新核．故B 正确． 答案：B2、解析：由图甲可知α射线和β射线都不能穿透钢板，γ射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕，答案为C.答案：C3、解析：粒子之间相互作用的过程中遵循动量守恒定律，由于原来的原子核是静止的，初动量为零，则末动量也为零，即：α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反，所以A 正确．由于释放的α粒子和反冲核，在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，所以由牛顿第二定律得：q v B ＝m v 2R ，得R ＝m v qB .若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：R 1＝p 1B ·2e .对反冲核：R 2＝p 2B (Q －2)e. 由于p 1＝p 2，所以有：R 1R 2＝441. 解得：Q ＝90.它们的速度大小与质量成反比．所以B 、C 正确，D 错误． 答案：ABC4、解析：由跃迁公式得ΔE 1＝hc λ1，ΔE 2＝hc λ2，联立可得ΔE 2＝λ1λ2.ΔE 1＝0.36 eV ，选项D 对．答案：D5、解析：三种射线中α射线的电离本领最强，当有烟尘时，由于烟尘吸收空气中的离子和α粒子，所以电流会减弱．故B 正确．答案：B6、解析：根据光电效应规律可知A 正确，B 、C 错误．根据光电效应方程12m v 2m ＝hν－W ，频率ν越高，初动能就越大，D 正确．答案：AD7、解析：据核反应过程中质量数和电荷数守恒可判断X 是中子．Δm ＝(235.0432＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087) u ＝0.1926 u ，可见该反应释放能量，释放的能量ΔE ＝0.1926×9.3×102 MeV ＝1.8×102 MeV .故C 正确．答案：C8、解析：α射线不能穿过3 mm 厚的铝板，γ射线又很容易穿过3 mm 厚的铝板，基本不受铝板厚度的影响．而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化．即β射线对控制厚度起主要作用．若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调节得大些．故B 正确．答案：B9、解析：卢瑟福α粒子散射实验说明的是原子内部的结构而不是原子核内部的结构，故①错；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，而不是内部有电子，故②错；氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级放出的光子能量大于从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级放出的光子能量，故前者波长小于后者，即④错．由核反应规律可知③正确．答案：③10、解析：①题给原理是动量守恒，故应选择器材为ABC. ②由题意知B 对应原理中的m 1.答案：①ABC ②B11、解析：(1)核反应方程式为：42He ＋2713Al ―→3015P ＋10n(2)设该种粒子的质量为m ，则12C 核的质量为12m .由动量守恒定律可得：m v 0＝m (－v 1)＋12m v 2解得：v 2＝v 0＋v 112 则碰撞后该种粒子运动方向与原粒子运动方向相同．答案：(1)42He ＋2713Al ―→3015P ＋10n(2)v 0＋v 112 与原粒子运动方向相同12、解析：设摆球A 、B 的质量分别为m A 、m B ，摆长为l ，B 球的初始高度h 1，碰撞前B 球的速度为v B .在不考虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得h 1＝l (1－cos45°)①12m B v 2B ＝m B gh 1②设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p 1、p 2，有p 1＝m B v B ③联立①②③式得p 1＝m B 2gl (1－cos45°)④同理可得p 2＝(m B ＋m B )2gl (1－cos30°)⑤联立④⑤式得p 2p 1＝m B ＋m B m B1－cos30°1－cos45°⑥ 代入已知条件得(p 2p 1)2＝1.03⑦由此可以推出|p 2－p 1p 1|≤4%⑧ 所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律．答案：是13、解析：(1)设子弹穿过物块后物块的速度为v ，由动量守恒得m v 0＝m v 02＋M v ①解得v ＝m 2M v 0②系统的机械能损失为ΔE ＝12m v 20－[12m (v 02)2＋12M v 2]③由②③式得ΔE ＝18(3－m M )m v 20.④(2)设物块下落到地面所需时间为t ，落地点距桌面边缘的水平距离为s ，则h ＝12gt 2⑤s ＝v t ⑥由②⑤⑥式得s ＝m v 0M h 2g .答案：(1)18(3－m M )m v 20 (2)m v 0Mh2g 14、解析：(1)电子绕核运动具有周期性，设运转周期为T ，由牛顿第二定律和库仑定律有：k e 2r 21＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 1① 又轨道上任一处，每一周期通过该处的电荷量为e ，由电流的定义式得所求等效电流I ＝e T ②联立①②式得I ＝e 22πr 1k mr 1＝(1.6×10－19)22×3.14×0.53×10－10× 9×1099.1×10－31×0.53×10－10 A ＝1.05×10－3 A图8(2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如右图8所示．(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小，发生跃迁的两个能级的能量差最小，根据氢原子能级的分布规律可知，氢原子一定是从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级设波长为λ，由h c λ＝E 3－E 2，得λ＝hc E 3－E 2＝ 6.63×10－34×3×108(－1.51＋3.4)×1.6×10－19m ＝6.58×10－7m 答案：(1)1.05×10－3A (2)如图8所示 (3)6.58×10－7m15、解析：(1)ε3Li ＋10n →42He ＋31H(2)因为1 g 氚为13 mol ，根据核反应方程，实现核转变的63Li 也为13mol ，所以有2.0×1023个Li 实现了核转变． (3)根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2.核聚变反应中有5个核子参加了反应，所以质量亏损为Δm ＝3.1×10－29 kg.答案：(1)10n ；42He (2)2.0×1023个 (3)3.1×10－29kg 16、解析：(1)碰撞过程满足动量守恒且机械能守恒，与氢核碰撞时有m v ＝m v 1＋m H v H ，12m v 2＝12m v 21＋12m H v 2H ，解之得v H ＝2m m ＋m Hv ，同理可得v N ＝2m m ＋m N v .(2)由上面可得v H v N＝m ＋m N m ＋m H ，代入数据得m m ′＝m m H ＝1.05. 答案：(1)v H ＝2m m ＋m H v v N ＝2m m ＋m N v (2)m m ′＝1.05 17、解析：(1)由C 2n ＝3可知n ＝3，故照射光的光子能量为E 3－E 1＝12.09 eV由E K ＝hν－W 知E K ＝(12.09－4.54) eV ＝7.55 eV .(2)①核反应方程式为63Li ＋10n →31H ＋42He.②设中子、氦核、新核的质量分别为m 1、m 2、m 3，它们的速度分别为v 1、v 2、v 3，根据动量守恒有：m 1v 1＝m 2v 2＋m 3v 3 v 3＝m 1v 1－m 2v 2m 3＝－1×103 m/s 负号说明新核运动方向与氦核相反．答案：(1)12.09 7.55 (2)①63Li ＋10n →31H ＋42He②1×103 m/s 运动方向与氦核相反。

3氢原子光谱记一记氢原子光谱知识体系1个公式——巴耳末公式2种谱线——线状谱、连续谱1个实验规律——氢原子光谱实验规律辨一辨1.各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率．(√)2．可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．(√) 3．光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．(×)4．稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光．(√) 5．巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．(×)想一想1.什么是光谱？研究光谱对了解原子结构有什么作用？提示：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长和强度分布记录．许多情况下光是由原子内部电子运动产生的，因此光研究是探索原子结构的一条重要途径．2．经典理论在解释氢原子光谱时遇到了什么困难？提示：经典物理学无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．3．仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？提示：氢原子光谱从左向右谱线间的距离越来越大．氢原子光谱的谱线波长符合巴耳末公式．思考感悟：练一练1.(多选)下列物质中产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛D．极光解析：炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱，发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱，选项B、D正确．答案：BD2．关于光谱，下列说法正确的是()A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A、B 错误；稀薄气体发出的光谱是线状谱，C正确；只有应用线状谱才可以进行光谱分析，D错误．答案：C3．(多选)要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是() A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气解析：炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D错误．答案：BC4．根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)讨论，随着n的增大，氢原子所发出的光的波长如何变化？光子的能量如何变化？解析：随着n的增大，由巴耳末公式可得波长越小，再由波长与频率的关系，频率与光子能量的关系，可得随着n的增大，光子的能量越大．答案：见解析要点一对光谱和光谱分析的理解1.(多选)关于光谱，下列说法正确的是()A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱解析：炽热的液体发射的光谱为连续谱，选项A正确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，选项B错误．线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，选项C 正确．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，选项D正确．答案：ACD2．下列说法正确的是()A．线状谱中的亮线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线B．各种原子的线状谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱解析：吸收光谱中的暗线和线状谱中的明线相对应，都是特征谱线，但通常吸收光谱中的暗线要比线状光谱中的明线少，所以A正确，B错误；气体发光，若为高压气体则产生连续谱，若为稀薄气体则产生线状谱，所以C错误；甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱，所以D错误，综上所述，应选A.答案：A3．[2019·江苏期末](多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A．线状谱和吸收光谱可用于光谱分析B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素解析：线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此可用于光谱分析，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；发射光谱分为线状谱和连续谱，对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，D错误．答案：AC4．(多选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱() A．按光的波长顺序排列B．按光的频率顺序排列C．按光子质量的大小排列D．按光子能量的大小排列解析：由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A、B正确；光子没有质量，故C错误；由爱因斯坦的光子说可知，光子的能量与光子频率相对应，D正确．答案：ABD要点二氢原子光谱的规律应用5.[2019·通州月考]氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的波长为λ1，波长次之为λ2，则λ1λ2为()A.2027 B.2720C.23 D.32解析：由1λ＝R(122－1n2)得：当n＝3时，波长最长，1λ1＝R(122－132)．当n＝4时，波长次之，1λ2＝R(122－142)，解得λ1λ2＝2720.答案：B6．(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是()A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱解析：此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对．答案：AC7．[2019·湛江检测]如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素解析：把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的谱线在该线状谱中不存在，故选项B正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中缺少该元素．答案：B8．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱巴耳末线系的最长波长和最短波长所对应的n，并计算其波长．解析：对应的n越小，波长越长，故当n＝3时，氢原子发光所对应的波长最长．当n＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m－1解得λ1＝6.55×10－7 m.当n＝∞时，波长最短，1λ2＝R(122－1n2)＝R×14，λ2＝4R＝41.1×107m＝3.64×10－7 m.答案：当n＝3时，波长最长为6.55×10－7 m 当n＝∞时，波长最短为3.64×10－7 m基础达标1.白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱解析：白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出光，是连续光谱．A正确，B、C、D错误．答案：A2．[2019·万州检测](多选)对于光谱，下面的说法中正确的是()A．连续光谱和线状光谱都是发射光谱B．线状谱由不连续的若干波长的光组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：吸收光谱也是线状谱，原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少，发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错；B项是线状谱的特征，故B正确；太阳周围的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是线状谱，故D对，C错．答案：BD3．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是() A．光谱包括连续谱和线状谱B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素解析：光谱包括连续谱和线状谱，线状谱可用作光谱分析，太阳光谱是吸收光谱，光谱分析可以发现新元素和鉴定物质成分．故正确答案为A、C、D.答案：ACD4．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为()A.59 B.49C.79 D.29解析：由巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，n＝3,4,5，…当n＝∞时，最小波长1λ1＝R 122，当n＝3时，最大波长1λ2＝R(122－132)，得λ1λ2＝59，选项A正确．答案：A5．(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是()A．经典电磁理论可以解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，最后被吸附到原子核上C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D．对氢原子光谱的分析彻底否定了经典电磁理论解析：根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．对氢原子光谱的分析只是证明经典电磁理论不适用于对微观现象的解释，并没有完全否定经典电磁理论．综上，选项B、C正确．答案：BC6．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线是由于()A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素解析：太阳光谱中的暗线是由于太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的，表明太阳大气层中含有与这些特征谱线相对应的元素，故选项C正确．答案：C7．[2019·河南周口月考]下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关解析：氢原子发射的光的波长取决于光子的能量E，由于氢原子发射的光子的能量E＝E n－E m(下一节将学到)，所以发射的光子的能量是不连续的，故氢原子只能产生特定波长的光，即氢原子产生的光谱是一系列不连续的谱线，故A、D错误，B正确．光谱是不连续的，与亮度无关，故C错误．答案：B8．(多选)关于巴耳末公式，下列说法正确的是()A．巴耳末依据原子的核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子光谱在可见光区的实际情况，其波长的分立值并不是人为规定的解析：巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的4条谱线分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据原子的核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只发出若干特定频率的光，由此可知C、D正确．答案：CD9．[2019·湖南岳阳模拟]关于巴耳末公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，理解正确的是()A．式中n只能取整数，R称为巴耳末常量B．巴耳末系的4条谱线位于红外区C．在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短D．巴耳末系的4条谱线是氢原子从n＝2的能级向n＝3、4、5、6能级跃迁时辐射产生的解析：巴耳末公式中n为量子数，不可以取任意值，只能取整数，且n≥3，式中R叫做里德伯常量，故A错误；巴耳末系的4条谱线位于可见光区，故B错误；根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，可知n值越大，对应的波长λ越短，故C正确；公式只适用于氢原子从n≥3的能级向n＝2的能级跃迁时发出的光谱，故D错误．答案：C10．(多选)下列关于特征谱线的几种说法，正确的有()A．明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线B．明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线C．明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线D．同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的E．每种原子都有自己的特征谱线，可以用其来鉴别物质解析：明线光谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，并且实验表明各种元素吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应，A 、D 正确，每种原子都有自己的特征谱线，可以用其来鉴别物质，E 正确．答案：ADE能力达标11.可见光的波长范围为400～700 nm ，根据巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，当n 取何值时氢原子所发出的光用肉眼能直接观察到？(R ＝1.10×107 m －1)解析：把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3,4,5,6时氢原子发出的光用肉眼直接观察的到．答案：3,4,5,612．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n 2)(n ＝4,5,6，…)，R ＝1.10×107 m－1.已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域．(1)n ＝6时，对应的波长为多少？(2)帕邢系的氢原子光谱谱线对应的波在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？解析：(1)根据帕邢系公式1λ＝R (132－1n 2)当n ＝6时，有λ≈1.09×10－6 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/sν＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ≈2.75×1014 Hz. 答案：(1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz13．在可见光范围内氢原子发光的波长最长的2条谱线所对应的n .(1)它们的波长各是多少？(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？(3)氢原子光谱有什么特点？解析：(1)设当n＝3,4时，氢原子发光所对应的波长分别为λ1、λ2，由巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5…)知当n＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m－1，解得λ1＝6.5×10－7 m当n＝4时，1λ2＝1.10×107×(122－142) m－1，解得λ2＝4.8×10－7 m.(2)当n＝3时，对应着氢原子巴耳末系中的波长最长，即为λ1，因此ε1＝h cλ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J＝3.06×10－19 J.(3)除巴耳末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式，即1λ＝R(1a2－1n2)，其中a分别为1,3,4…对应不同的线系，由此可知氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱．答案：(1)6.5×10－7 m 4.8×10－7 m(2)3.06×10－19 J(3)由一系列线系组成的不连续的线状谱。

高中物理选修3-5同步练习试题解析电子的发现1．下面对阴极射线的认识正确的是( )A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极解析：阴极射线是由阴极直接发出的，A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B错误，D正确；阴极射线可以穿透薄铝片，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C错误。

答案：D2．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是( )A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变解析：X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，B正确。

答案：B3．如图10－1所示，在阴极射线管正下方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )图10－1A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转 D．向上偏转解析：根据安培定则可知长直导线下方的磁场方向垂直纸面向外，电子从负极射出向右运动，由左手定则可知阴极射线(本质是电子流)将向上偏转，故D选项正确。

答案：D4．关于电荷量下列说法错误的是( )A．物体的带电荷量可以是任意值B．物体的带电荷量只能是某些值C．物体的带电荷量的最小值为1.6×10－19 CD．一个物体带1.6×10－9C的正电荷，这是它失去了1.0×1010个电子的缘故解析：物体所带的电荷量是量子化的，它只能是电子电荷量e ＝1.6×10－19 C的整数倍，故仅A选项错误。

答案：A5.如图10－2所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为v ，下面的说法中正确的是( )图10－2A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为v 2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v 2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时。

模块综合测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

)1．关于α粒子的散射实验，下述不正确的是()A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的α粒子就越少解析：原子显电中性，而电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释α粒子的散射现象，所以α粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，所以A选项错误，而B选项正确；只有少数α粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，即C选项正确；使α粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，α粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的α粒子少，所以D选项正确，所以题中选不正确的答案为A选项。

答案：A2．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用。

下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误。