暑假作業(yè)13 原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性（解析版）-2025版高二物理暑假作業(yè)

限時(shí)練習(xí)：90min完成時(shí)間：月日天氣：作業(yè)13原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性一、黑體和黑體輻射1．黑體：某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。2．黑體輻射(1)定義：黑體雖然不反射電磁波，卻可以向外輻射電磁波，這樣的輻射叫作黑體輻射。(2)黑體輻射特點(diǎn)：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)。3.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示為黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的情況，從圖中可以看出。①．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加。②．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。③．溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值。4.能量子①．定義：組成黑體的振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。②．表達(dá)式：ε＝hν。其中ν是帶電微粒的振動(dòng)頻率，即帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率。h稱為普朗克常量，h＝6.62607015×10－34J·s。③．能量的量子化：微觀粒子的能量是量子化的，或者說微觀粒子的能量是分立的。二、光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)現(xiàn)象(1)光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。(2)光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。2．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)存在截止頻率或極限頻率νc：當(dāng)入射光的頻率小于某一數(shù)值νc時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，不同金屬的截止頻率不同。換句話說，截止頻率與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)。(2)存在飽和電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值。頻率不變時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大。這表明對(duì)于一定頻率(顏色)的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。(3)存在遏止電壓：使光電流減小到0的反向電壓Uc，且滿足eq\f(1,2)mevc2＝eUc。遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初速度。同一種金屬對(duì)于一定頻率的光，無論光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的。光的頻率改變時(shí)遏止電壓也會(huì)改變。這意味著對(duì)于同一種金屬，光電子的能量只與入射光頻率有關(guān)，而與光的強(qiáng)弱無關(guān)。(4)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)頻率超過截止頻率νc時(shí)，無論入射光怎樣微弱，照到金屬時(shí)會(huì)立即產(chǎn)生光電流。3．光電效應(yīng)經(jīng)典解釋中的疑難(1)逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對(duì)它做功的最小值，用W0表示。不同種類的金屬，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)。(2)光電效應(yīng)經(jīng)典解釋①不應(yīng)存在截止頻率。②遏止電壓Uc應(yīng)該與光的強(qiáng)弱有關(guān)。③電子獲得逸出表面所需的能量需要的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生光電流的時(shí)間。三、康普頓效應(yīng)和光子的動(dòng)量1．光的散射：光子在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，使光的傳播方向發(fā)生改變。2．康普頓效應(yīng)：在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。3．康普頓效應(yīng)的意義：康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量而且具有動(dòng)量。4．光子的動(dòng)量(1)表達(dá)式：p＝eq\f(h,λ)。(2)說明：在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射的光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，要把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，光子的動(dòng)量可能變小。因此，有些光子散射后波長(zhǎng)變大。四、光的波粒二象性1．光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。2．光子的能量ε＝hν，光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)。3．光子既有粒子性，又有波動(dòng)性，即光具有波粒二象性。五、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”，如圖。2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由α粒子源、金箔、顯微鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)；②少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，它們幾乎被“撞了回來”。(3)實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型。3．核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng)。六、玻爾原子理論的基本假設(shè)(1)軌道量子化①電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道的半徑不是任意的，也就是說電子的軌道是量子化的(填“連續(xù)變化”或“量子化”)。②電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。(2)定態(tài)①當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量。電子只能在特定軌道上運(yùn)動(dòng)，原子的能量只能取一系列特定的值。這些量子化的能量值叫作能級(jí)。②原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)。(3)頻率條件當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m＜n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝En－Em，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件。反之，當(dāng)電子吸收光子時(shí)，會(huì)從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的定態(tài)軌道，吸收光子的能量，同樣由頻率條件決定。七、原子的能量及變化規(guī)律1．原子的能量：En＝Ekn＋Epn。2．電子繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)：keq\f(e2,rn2)＝meq\f(vn2,rn)，故Ekn＝eq\f(1,2)mvn2＝eq\f(ke2,2rn)電子軌道半徑越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能越小。3．當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大，反之，電勢(shì)能減小。4．電子的軌道半徑增大時(shí)，說明原子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到了能量較高的軌道。即電子軌道半徑越大，原子的能量越大。一、單選題1．已知?dú)湓拥趎能級(jí)能量為（，、2、3……），一束激光照射基態(tài)的氫原子，氫原子受激發(fā)躍遷而產(chǎn)生六種譜線，用這些譜線分別照射陰極K，如圖所示，只有兩種譜線能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，其中a光產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能是b光的倍。以下說法正確的是（）A．a(chǎn)光波長(zhǎng)大于b光波長(zhǎng) B．a(chǎn)光光子動(dòng)量小于b光光子的動(dòng)量C．陰極K逸出功為8.11eV D．陰極K上發(fā)出光電子的最大初動(dòng)能為2.64eV【答案】D【解析】AB．根據(jù)題意氫原子受激發(fā)躍遷而產(chǎn)生六種譜線，，可知a光、b光的能量為可知光子頻率根據(jù)波長(zhǎng)公式得根據(jù)光子動(dòng)量公式可得故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)光電效應(yīng)方程由，聯(lián)立解得陰極K逸出功為陰極K上發(fā)出光電子的最大初動(dòng)能為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．氫原子能級(jí)圖如圖甲所示。某基態(tài)氫原子受激后可輻射出三種不同頻率的光，其中有兩種能使乙圖中逸出功為2.25eV的K極鉀金屬發(fā)生光電效應(yīng)，通過乙圖實(shí)驗(yàn)裝置得到這兩種光分別實(shí)驗(yàn)時(shí)的電流和電壓讀數(shù)，繪出圖丙①②兩根曲線，則下列說法正確的是（）A．不能使K極金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的光是從n＝2躍遷到n＝1時(shí)產(chǎn)生的B．丙圖中②曲線對(duì)應(yīng)的入射光光子能量為12.09eVC．丙圖中①曲線對(duì)應(yīng)的入射光光子能使鉀金屬產(chǎn)生最大初動(dòng)能為10.20eV的光電子D．丙圖中【答案】B【解析】A．依題意，基態(tài)氫原子受激后可輻射出三種不同頻率的光的光子能量分別為，，可知不能使K極金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的光是從n＝3躍遷到n＝2時(shí)產(chǎn)生的。故A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)可知丙圖中②曲線對(duì)應(yīng)的入射光光子能量為光子能量較大的光子即12.09eV。丙圖中①曲線的遏制電壓為故B正確，D錯(cuò)誤；C．丙圖中①曲線對(duì)應(yīng)的入射光光子能量為10.20eV，能使鉀金屬產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能為故C錯(cuò)誤。故選B。3．氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出多種不同頻率的光。已知鎢的逸出功為4.54eV，下列說法正確的是（）A．這群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種不同頻率的光B．用氫原子從n=3能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射鎢板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)C．這群氫原子從n=3能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光和從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光分別通過同一雙縫干涉裝置，后者干涉條紋間距較大【答案】B【解析】A．根據(jù)=3可知，這群氫原子可輻射出3種不同頻率的光，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．氫原子從n=3能級(jí)直接向n=1能級(jí)躍遷發(fā)出的光子的能量大于鎢的逸出功，因此可以發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)正確；C．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小，光子能量也越小，也越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，由于從n=3能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子能量最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，故最不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光的波長(zhǎng)大于從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光的波長(zhǎng)，由可知，前者干涉條紋間距較大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。4．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用頻率低于截止頻率的強(qiáng)激光照射金屬時(shí)也能發(fā)生光電效應(yīng)，這說明在強(qiáng)激光照射下，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)能吸收多個(gè)光子而從金屬表面逸出。若某金屬的截止頻率為，普朗克常量為h，則用頻率為的強(qiáng)激光照射該金屬時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能可能為（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】由光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能（n=2、3、4……）當(dāng)n=4時(shí)故選C。5．物理學(xué)家玻爾提出原子模型，成功解釋了氫原子光譜，如圖所示為氫原子的部分能級(jí)圖，下列說法正確的是（）A．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)，電子動(dòng)能和氫原子能量均減少B．用的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時(shí)，氫原子可能會(huì)發(fā)生躍遷C．大量處于能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，可能輻射6種不同頻率的光子D．玻爾提出的原子模型能解釋所有原子的光譜【答案】C【解析】A．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)，電子動(dòng)能增大，氫原子能量減少，A錯(cuò)誤；B．的光子能量不等于能級(jí)差，氫原子不能吸收，不會(huì)發(fā)生躍遷，B錯(cuò)誤；C．大量處于能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，可能輻射種不同頻率的光子，C正確；D．玻爾提出的原子模型只能解釋氫原子光譜，不能解釋其他原子的光譜，D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，已知可見光的光子能量范圍為，鋅的逸出功為3.34eV，下列說法正確的是（）A．氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)后，核外電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大B．處于能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離C．一個(gè)處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多發(fā)出6種不同頻率的光子D．一群處于能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75eV【答案】B【解析】A．氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)后，核外電子運(yùn)動(dòng)半徑變小，動(dòng)能增大，克服庫(kù)侖力做功，原子的電勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤；B．紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于能級(jí)的氫原子的電離能為1.51eV，故處于能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，故B正確；C．一個(gè)處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可最多發(fā)出3種不同頻率的光子，故C錯(cuò)誤；D．氫原子從的能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量為因鋅的逸出功是3.34eV，鋅板表面所發(fā)出光電子最大初動(dòng)能為故D錯(cuò)誤。故選BC。7．以下說法中正確的是（）A．甲圖是粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)顯微鏡在a、b、c、d中的d位置時(shí)熒光屏上接收到的粒子數(shù)最多B．乙圖是氫原子的能級(jí)示意圖，氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)放出了一定能量的光子C．丙圖是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，驗(yàn)電器的金屬桿帶正電荷D．愛因斯坦在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論，丁圖是描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖【答案】C【解析】A．甲圖是粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)顯微鏡在a、b、c、d中的d位置時(shí)熒光屏上接收到的粒子數(shù)最少，故A錯(cuò)誤；B．乙圖是氫原子的能級(jí)示意圖，氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)吸收了一定能量的光子，故B錯(cuò)誤；C．丙圖是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，驗(yàn)電器的金屬桿帶正電荷，故C正確；D．普朗克在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論，丁圖是描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖，故D錯(cuò)誤。故選C。8．光刻機(jī)是制作芯片的核心裝置，主要功能是利用光線把掩膜版上的圖形印制到硅片上。如圖所示，傳統(tǒng)光刻機(jī)使用的是波長(zhǎng)為的深紫外線，而采用波長(zhǎng)的極紫外光光刻是傳統(tǒng)光刻技術(shù)向更短波長(zhǎng)的合理延伸。光刻機(jī)在使用時(shí)，常在光刻膠和投影物鏡之間填充液體以提高分辨率。下列說法正確的是（）A．深紫外線的光子能量比極紫外線更大B．深紫外線的光子動(dòng)量比極紫外線更大C．進(jìn)入液體后深紫外線傳播速度比極紫外線更快D．兩種紫外線從真空區(qū)域進(jìn)入浸沒液體中時(shí)，極紫外線比深紫外線更容易發(fā)生衍射，能提高分辨率【答案】C【解析】A．深紫外線比極紫外線的波長(zhǎng)大，頻率小，根據(jù)，則深紫外線的光子能量比極紫外線更小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)深紫外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，則光子動(dòng)量比極紫外線更小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．深紫外線的頻率小，折射率小，根據(jù)可知，進(jìn)入液體后深紫外線傳播速度比極紫外線更快，選項(xiàng)C正確；D．兩種紫外線從真空區(qū)域進(jìn)入浸沒液體中時(shí)，極紫外線因波長(zhǎng)較小，則比深紫外線更不容易發(fā)生衍射，能提高分辨率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題9．如圖為某款條形碼掃描筆的工作原理圖，發(fā)光二極管發(fā)出的光頻率為。將掃描筆筆口打開，在條形碼上勻速移動(dòng)，遇到黑色線條光幾乎全部被吸收；遇到白色線條光被大量反射到光電管中的金屬表面（截止頻率），產(chǎn)生光電流，如果光電流大于某個(gè)值，會(huì)使信號(hào)處理系統(tǒng)導(dǎo)通，將條形碼變成一個(gè)個(gè)脈沖電信號(hào)。下列說法正確的是（）A．掃描筆在條形碼上移動(dòng)的速度會(huì)影響相鄰脈沖電信號(hào)的時(shí)間間隔B．頻率為的光照到光電管的金屬表面立即產(chǎn)生光電子C．若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為的光，則一定無法識(shí)別條形碼D．若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為的光，掃描筆緩慢移動(dòng)，也能正常識(shí)別條形碼【答案】AB【解析】A．根據(jù)題意，掃描筆在條形碼上移動(dòng)的速度越快，鄰脈沖電信號(hào)的時(shí)間間隔越短，故A正確；B．頻率為的光照到光電管發(fā)生光電效應(yīng)是瞬間的，即立刻產(chǎn)生光電子，故B正確；C．若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為的光，大于截止頻率，可以產(chǎn)生光電流，可以正常識(shí)別條形碼，故C錯(cuò)誤；D．若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為的光，小于截止頻率，無法產(chǎn)生光電流，即無法正常識(shí)別條形碼，故D錯(cuò)誤。故選AB。10．氫原子躍遷與巴耳末系的對(duì)比圖像如圖所示，已知光速為c，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A．巴耳末系就是氫原子從能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光譜B．氣體的發(fā)光原理是氣體放電管中原子受到高速電子的撞擊躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級(jí)躍遷，放出光子C．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)輻射出的光是可見光，但不屬于巴耳末系D．若處于某個(gè)激發(fā)態(tài)的幾個(gè)氫原子，只發(fā)出三種波長(zhǎng)的光，當(dāng)，則有【答案】BD【解析】AC．由圖可知，巴耳末系就是氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)輻射出的光譜，故AC錯(cuò)誤；B．通常情況下，原子處于基態(tài)，非常穩(wěn)定，氣體放電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)，故B正確；D．根據(jù)題意，由能級(jí)躍遷時(shí)，能級(jí)差與光子的能量關(guān)系有若處于某個(gè)激發(fā)態(tài)的幾個(gè)氫原子，只發(fā)出三種波長(zhǎng)的光，且則有，，可得解得故D正確。故選BD。11．氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖甲所示。氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅱ，用同一雙縫干涉裝置研究這兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖乙和圖丙所示的干涉條紋，用這兩種光分別照射如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．圖甲中的對(duì)應(yīng)的是ⅡB．圖乙中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動(dòng)量小于Ⅱ的光子動(dòng)量D．P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大【答案】AD【解析】A．由題意可知，氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅱ，故可見光Ⅰ的能量大于可見光Ⅱ，可見光Ⅰ的頻率大于可見光Ⅱ，故可見光Ⅰ是紫光，可見光Ⅱ是紅光，圖1中的Hα對(duì)應(yīng)的是Ⅱ，故A正確；B．因可見光Ⅱ的頻率小，故可見光Ⅱ波長(zhǎng)大，其條紋間距較大，根據(jù)可知圖丙中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是Ⅱ，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知Ⅰ的光子動(dòng)量大于Ⅱ的光子動(dòng)量，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得可知發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)I對(duì)應(yīng)的遏制電壓大，則P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大，故D正確。故選AD。12．如圖甲為氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于第3能級(jí)，將它們向低能級(jí)躍遷發(fā)出的光分別照射光電管的陰極K，只能測(cè)得a、b兩種光的光電流I隨光電管兩端電壓U變化的關(guān)系，如圖乙所示。則（）A．陰極K的逸出功大于B．b光為氫原子從2能級(jí)躍遷到1能級(jí)產(chǎn)生的C．a(chǎn)光照射時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能比b光照射時(shí)的大D．a(chǎn)光照射時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生光電子的個(gè)數(shù)比b光照射的多【答案】AD【解析】A．一群氫原子處于第3能級(jí)，將它們向低能級(jí)躍遷發(fā)出的光，對(duì)應(yīng)的光子能量分別為，，由題意可知輻射出3種頻率光照射陰極K，只有兩種產(chǎn)生光電效應(yīng)，則陰極K的逸出功應(yīng)，滿足故A正確；BC．根據(jù)由圖乙可知，b光對(duì)應(yīng)的遏止電壓較大，則b光的光子能量較大，b光為氫原子從3能級(jí)躍遷到1能級(jí)產(chǎn)生的，b光照射時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能比a光照射時(shí)的大，故BC錯(cuò)誤；D．由圖乙可知，a光照射時(shí)對(duì)應(yīng)的飽和電流大于b光照射時(shí)對(duì)應(yīng)的飽和電流，則a光照射時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生光電子的個(gè)數(shù)比b光照射的多，故D正確。故選AD。一、單選題1．如圖甲，陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，陰極K在受到光照時(shí)能夠發(fā)射光電子。陰極K與陽極A之間電壓U的大小可以調(diào)整，電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)。分別用單色光束①、②照射光電管，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系如圖乙所示，則以下說法正確的是（）A．兩種光的光子能量關(guān)系 B．兩種光的波長(zhǎng)關(guān)系C．兩種光的動(dòng)量關(guān)系 D．光電子最大初動(dòng)能關(guān)系【答案】D【解析】A．用單色光束①、②照射光電管，設(shè)遏止電壓是，由動(dòng)能定理可得可知對(duì)同一光電管逸出功一定，遏止電壓越大，則照射光的頻率越大，由題圖乙可知，可知單色光束①的頻率大于②，即有，由光子的能量公式，則有，A錯(cuò)誤；B．單色光束①的頻率大于②，由波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系式可知，兩種光的波長(zhǎng)關(guān)系，B錯(cuò)誤；C．由光子的動(dòng)量公式可知，有，兩種光的動(dòng)量關(guān)系，C錯(cuò)誤；D．由光電效應(yīng)方程，由于，逸出功相同，可知光電子最大初動(dòng)能關(guān)系，D正確。故選D。2．如圖甲所示的光電管是基于光電效應(yīng)的一種光電轉(zhuǎn)換器件，光電管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在自動(dòng)控制電路中有廣泛應(yīng)用。光電管的基本工作原理如圖乙所示，當(dāng)有光照在金屬極k上，電路導(dǎo)通；無光照射時(shí)，電路不通。下列說法正確的是（）A．只要照射到金屬k極上的光足夠強(qiáng)電路就能導(dǎo)通B．只有入射光的頻率小于某一定值，電路才能導(dǎo)通C．電路導(dǎo)通情況下，通過電阻的電流方向是從下向上D．電路導(dǎo)通情況下，光照越強(qiáng)，電阻R上的電壓越大【答案】D【解析】AB．當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)，金屬k極就能發(fā)生光電效應(yīng)，即電路可以導(dǎo)通，光強(qiáng)增大而頻率小于截止頻率不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故AB錯(cuò)誤；C．電路導(dǎo)通情況下，即光電子的運(yùn)動(dòng)方向向左，光電管內(nèi)的電流方向向右，所以通過電阻的電流方向是從上向下，故C錯(cuò)誤；D．電路導(dǎo)通情況下，光照越強(qiáng)，電流越大，所以電阻R上的電壓越大，故D正確。故選D。3．在研究甲、乙兩種金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能E?與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（）A．甲金屬的逸出功大于乙金屬的逸出功B．兩條圖線與橫軸的夾角α和β可能不相等C．若增大入射光的頻率，則所需遏止電壓隨之增大D．若增大入射光的強(qiáng)度，但不改變?nèi)肷涔獾念l率，則光電子的最大初動(dòng)能將增大【答案】C【解析】AB．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像的斜率為普朗克常量h，橫軸截距為所以兩條圖線的斜率一定相等，和一定相等，甲金屬的逸出功小于乙金屬的逸出功，A、B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知，增大入射光的頻率，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能增大，再由可知，所需遏止電壓隨之增大，C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，不改變?nèi)肷涔忸l率，只增大入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能不變，D錯(cuò)誤。故選C。4．氫原子核外電子可在不同的軌道圍繞原子核高速旋轉(zhuǎn)。取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)能點(diǎn)，氫原子核外電子在半徑為r的軌道上電勢(shì)能，e為電子電荷量，k為靜電力常量。如圖所示，氫原子核外電子從半徑為的軌道1躍遷到半徑為的軌道2，需要吸收的能量為E，則（）A．B．C．D．【答案】A【解析】核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有得動(dòng)能為電子在軌道r上原子能量從半徑為的軌道1躍遷到半徑為的軌道2，吸收的能量為故選A。【點(diǎn)睛】本題是一道較難題，考查的是原了物理中玻爾氫原子模型的相關(guān)知識(shí)。其中，氫原子核外電子的勢(shì)能是總能量的2倍，動(dòng)能是總能量的相反數(shù)，這塊知識(shí)很容易被學(xué)生所忽略。而本題的題干中給的是電勢(shì)能的公式，而問的是躍遷所需要的總能量，很容易被學(xué)生按照電勢(shì)能去進(jìn)行計(jì)算。因此需要學(xué)生進(jìn)行氫原子模型中的各個(gè)能量有清晰的認(rèn)識(shí)和分辨。二、多選題5．如圖甲所示為演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖乙所示為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖丙所示為氫原子的能級(jí)圖，表格給出了幾種金屬的逸出功和極限頻率關(guān)系。則（

）幾種金屬的逸出功和極限頻率金屬W/eV/（×1014Hz）鈉2.295.33鉀2.255.44銣2.135.15A．圖甲所示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置所加的是反向電壓，能測(cè)得，B．a(chǎn)光和b光是同種顏色的光，且a光的光強(qiáng)更強(qiáng)C．若用能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光直接照射處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以直接使該氫原子電離D．若b光的光子能量為0.66eV，照射某一個(gè)處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，最多可以產(chǎn)生6種不同頻率的光【答案】BC【解析】A．圖甲所示的光電管兩端所加的是正向電壓，所以無法求出反向遏止電壓，故A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，a、b兩種光的反向遏止電壓相同，所以是同種色光，a的飽和光電流更大，所以a光的光強(qiáng)更強(qiáng)，故B正確；C．能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光子能量大于等于2.13eV，處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能等于1.51eV，由于2.13eV>1.51eV，所以能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光直接照射處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以直接使該氫原子電離，故