高考物理量子論初步練習

1、高考物理 量子論初步練習一、選擇題(共10小題，每題6分，共60分，在每題給出的四個選項中至少有一項符合題意，全部選對的得6分，漏選的得3分，錯選的得0分)1(高考全國)氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為1，21的激光是氖原子在能級間隔為E1用E2表示產(chǎn)生波長為2的激光所對應的躍遷的能級間隔，那么E2的近似值為()A0eVBCD【解析】此題考查光子、玻爾原子模型，光子的發(fā)射和吸收、波的頻率、波長和波速的關系等知識點，意在考查考生利用氫原子的能級結構知識處理氖原子躍遷問題的遷移能力光子能量與其頻率成正比，與波長成反比，根據(jù)發(fā)射(吸收)光子的能量等于對應的兩個能級間隔所以能級間隔與

2、光子波長成反比，即：E1：E22：1，解之得：E20.36eV，D項正確【答案】D2(高考理綜)氫原子能級的示意圖如下圖，大量氫原子從n4的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n3的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光b，那么()A氫原子從高能級向低能級躍遷時可能會輻射出射線B氫原子從n4的能級向n3的能級躍遷時會輻射出紫外線C在水中傳播時，a光較b光的速度小D氫原子在n2的能級時可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離【解析】此題綜合考查氫原子能級躍遷、電離能、光子頻率、折射率和傳播速度的關系，意在考查考生的理解能力、推理能力和分析綜合能力射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生，故A項錯誤；從n4能級向n3能級躍遷

3、時輻射光子的能量小于從n3能級向n2能級躍遷時輻射光子的能量，而紫外線的能量大于可見光，所以B項錯誤；由氫原子能級圖知，a光子的能量Eaha大于b光子的能量Ebhb，故ab，而光子頻率越大，在介質(zhì)中的折射率越大，折射率越大，在同種介質(zhì)中傳播時傳播速度越小，C項正確；氫原子在n2能級上需要吸收大于E3.4eV的光子能量才可以發(fā)生電離，故D項錯誤【答案】C3在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計相連，用弧光燈照射鋅板時，靜電計的指針張開一個角度，如下圖，這時()A鋅板帶正電，指針帶負電B鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負電，指針帶正電D鋅板帶負電，指針帶負電【解析】鋅板受弧光燈照射

4、，吸收紫外線的光子，發(fā)生光電效應，放出光電子，中性的鋅板因失去電子而帶正電，與鋅板連在一起的靜電計指針也帶正電，應選項B正確【答案】B4(省)在光電效應現(xiàn)象中，以下說法中正確的選項是()A入射光的強度越大，光電子的最大動能越大B光電子的最大動能隨照射光的頻率增大而增大C對于任何一種金屬都存在一個“最大波長、入射光的波長必須小于此波長，才能產(chǎn)生光電效應D對于某種金屬，只要入射光的強度足夠大，就會發(fā)生光電效應【解析】光電子的最大動能與照射光的頻率有關，與入射光的強度無關，應選項A錯、B對；對于任何一種金屬都存在一個發(fā)生光電效應的入射光的最小頻率(極限頻率)對應著“最大波長，應選項C對、D錯【答案】

5、BC5以下說法中正確的選項是()A氫原子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)時，電子的動能增加，電勢能增加，原子的總能量增加B射線是原子核發(fā)出的一種粒子流，它的電離能力在、三種射線中是最弱的C原子核反響過程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒定律D將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變【解析】氫原子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)時，由于電場力做正功，電勢能減少，又因氫原子放出光子，所以原子的總能量減少，故A錯，射線的電離能力在、三種射線中是最強的，所以B錯據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，原子核反響過程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象并不違背能量守恒定律，故C錯放射性元素的半衰

6、期不因其物理、化學狀態(tài)的變化而變化，故D正確【答案】D6人眼對綠光最為敏感正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能發(fā)覺1034Js，108m/s，那么人眼能發(fā)覺到綠光時所接收到的最小功率是()A1018W B1019WC1048W D1048W【解析】此題考查光子的能量每秒有6個綠光光子射入瞳孔，所以發(fā)覺到綠光所接收到的最小功率為Peq f(6f(hc,),t)eq f(6f(10343108,530109),1)W1018W.【答案】A7(省泰興市調(diào)研)有兩個質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度為v0與它發(fā)生碰撞碰撞前后二者的速度

7、均在一條直線上，碰撞過程中局部動能有可能被某一氫原子吸收，從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后此原子向低能級躍遷，并放出光子假設氫原子碰撞后放出一個光子，氫原子的基態(tài)能量為E1(E10)那么速度v0至少為()A.eq r(f(E1,m)B.eq r(f(2E1,m)C.eq r(f(3E1,m)D.eq r(f(4E1,m)【解析】由動量守恒定律有mv02mv，碰撞過程損失的動能為Eeq f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(1,2)2mv2，由能級躍遷知識有E至少為由n2的能級躍遷至基態(tài)時的能量變化，那么EE2E1eq f(3,4)E1，聯(lián)立解得v0eq r(f(3E1,m)，故C正

8、確【答案】C8(正定高三檢測)如下圖，1、2、3、4為玻爾理論中氫原子最低的四個能級用以下能量的光子照射基態(tài)的氫原子時，能使氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)的是()ABC D【解析】故C正確【答案】C9(高考理綜)真空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀(其極限波長分別為1和2)制成，板面積為S，間距為d.現(xiàn)用波長為(12)的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)外表，那么電容器的最終帶電荷量Q正比于()A.eq f(d,S)(eq f(1,1) B.eq f(d,S)(eq f(2,2)C.eq f(S,d)(eq f(1,1) D.eq f(S,d)(eq f(2,2)【解析】當電容器極板所帶為最終電荷量時，兩板間電壓

9、為截止電壓，即此時最大初動能完全用來克服電場力做功，末速度為0.那么有：hh2eU，又eq f(c,)，Ceq f(S,4kd)，Ueq f(Q,C)，解得Qeq f(Chc,e)(eq f(1,)eq f(1,2)eq f(hc,4ke)eq f(S,d)(eq f(2,2)，由于eq f(hc,4ke)為常數(shù)，故D項正確【答案】D10如下圖，只含兩種單色光的復色光束PO，沿半徑方向射入空氣中的玻璃半圓柱體后，被分成OA和OB兩束，沿圖示方向射出假設用光束OA照射某金屬，能使該金屬產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，并測得光電子的最大初動能Ek.如果改用光束OB照射同一金屬，那么以下判斷正確的選項是 ()A不

10、能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象B能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，并且光電子的最大初動能等于EkC能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，并且所有光電子的初動能都大于EkD能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，并且光電子的最大初動能大于Ek【解析】當復色光束PO沿半徑方向射到界面時，OA發(fā)生折射進入空氣，而OB在界面處發(fā)生反射，說明玻璃對光線OB的折射率大于對光線OA的折射率，所以光線OB的頻率大于光線OA的頻率，因為EkhW，所以當OA照射金屬發(fā)生光電效應時，光線OB一定能發(fā)生光電效應，且光電子最大初動能大于光線OA照射時的最大初動能【答案】D二、論述、計算題(此題共3小題，共40分，解答時應寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不

11、得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11(高考卷)：功率為100W的燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c108m/s，普朗克常量h1034，計算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)【解析】一波長為光子的能量為E0eq f(hc,) 設燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，燈泡電功率為P，那么neq f(kP,E0) 式中，k5%是燈泡的發(fā)光效率代入題給數(shù)據(jù)得n1019個 12(1)人們發(fā)現(xiàn)光電效應具有瞬時性和對各種金屬都存在極限頻率的規(guī)律請問誰提出了何種學說很好地解釋了上述規(guī)律？，用某單色紫外線照射鋅板時，逸出光電子的最大速度為106m/s，求該紫外線的波長(電子質(zhì)量me1031kg，普

12、朗克常量h1034Js,1eV1019J)(2)風力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式設計每臺風力發(fā)電機的功率為40kW.實驗測得風的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%，空氣的密度是/m3，當?shù)厮斤L速約為10m/s，問風力發(fā)電機的葉片長度約為多少才能滿足設計要求？【解析】此題考查的知識點比擬淺，但知識的跨度大，涉及了力學、近代物理等多方面知識，把近代物理與力學、電學結合考查是高考的熱點，也是物理教學的薄弱環(huán)節(jié)【答案】(1)愛因斯坦于1905年提出的光子說成功解釋了光電效應現(xiàn)象eq f(1,2)mev2hWeq f(c,)m(2)eq f(P電t,)eq f(1,2)mv2eq f(1,2)Svtv2，即eq f(P電,)eq f(1,2)Sv3SR2R.13圖所示為倫琴射線管的示意圖，K為陰極鎢絲，發(fā)射的電子的初速度為零，A為對陰極(陽極)，當AK之間加直流電壓U30kV時，電子被加速打在對陰極A上，使之發(fā)出倫琴射線，設電子的動能全部轉(zhuǎn)化為倫琴射線的能量，試求：(1)電子到達對陰極的速度是多大？(2)由對陰極發(fā)出的倫琴射線的最短波長是多大？(3)假設AK間的電流為10mA，那么每秒鐘從對陰極最多能輻射出多少個倫琴射線光子？(電子電荷量e1019C，質(zhì)量m1030kg，普朗克常量h1034Js)【解析】(1)eq f(1,2)mv2eUveq r(f(2eU,m)eq r(f(2