第四章-原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性第1-5節(jié)綜合拔高練

第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性第1~5節(jié)綜合拔高練五年選考練考點(diǎn)1光子說和光電效應(yīng)1.(2020天津,1,5分,)在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,人們通過對某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,獲得正確的理論認(rèn)識。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是()2.(2019北京理綜,19,6分,)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí),可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動能為1.9eVD.若入射光子的能量為5.0eV,相對光強(qiáng)越強(qiáng),光電流越大3.(2018課標(biāo)Ⅱ,17,6分,)用波長為300nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10-19J。已知普朗克常量為6.63×10-34J·s,真空中的光速為3.00×108m·s-1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz4.(2017北京理綜,18,6分,)2017年年初,我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長在100nm(1nm=10-9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子,但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷,能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)()A.10-21JB.10-18JC.10-15JD.10-12J5.[2018江蘇單科,12C(2),]光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時(shí),剛好有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)波長為λ02的單色光B照射該金屬板時(shí),光電子的最大初動能為,A、B兩種光子的動量之比為。(已知普朗克常量為h、光速為6.[2019江蘇單科,12(3),]在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中,所用激光的波長λ=6.4×10-7m,每個(gè)激光脈沖的能量E=1.5×10-2J。求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目。(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3×108m/s。計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)考點(diǎn)2氫原子光譜和玻爾的原子模型7.(2019課標(biāo)Ⅰ,14,6分,)氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子,最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eV8.(2018天津理綜,5,6分,)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級時(shí)發(fā)出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定()A.Hα對應(yīng)的前后能級之差最小B.同一介質(zhì)對Hα的折射率最大C.同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大D.用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則Hβ也一定能考點(diǎn)3黑體輻射物質(zhì)波9.[2020江蘇單科,12(1),]“測溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來的,能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高,則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對應(yīng)的波長λ的變化情況是。

A.I增大,λ增大B.I增大,λ減小C.I減小,λ增大D.I減小,λ減小10.(2020浙江7月選考,5,3分,)下列說法正確的是()A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比B.天然放射的三種射線,穿透能力最強(qiáng)的是α射線C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2019湖南師大附中高二期末,)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷程,下列說法正確的是()A.J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C.盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋光譜的分立特征和原子的穩(wěn)定性D.玻爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象,說明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯(cuò)誤的2.(2020河北正定中學(xué)高二下測試,)(多選)對光的認(rèn)識,下列說法中正確的是()A.個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性,大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B.光的波動性是光子本身的一種屬性,不是光子之間的相互作用引起的C.光表現(xiàn)出波動性時(shí),就不具有粒子性了;光表現(xiàn)出粒子性時(shí),就不再具有波動性了D.光的波粒二象性應(yīng)理解為:在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯,在另外的某種場合下,光的粒子性表現(xiàn)得明顯3.(2020四川宜賓四中高二下測試,)若用|E1|表示氫原子處于基態(tài)時(shí)能量的絕對值,處于第n能級的能量為En=E1n2,則在下列各能量值中,可能是氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)輻射出來的能量的是(A.14|E1|B.34|EC.78|E1|D.116|E14.(2020吉林長春實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二下期中,)以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子極短時(shí)間內(nèi)能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識,用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個(gè)電子在短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖。用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng),換同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負(fù)極,在K、A之間就形成了使光電子減速的電場,逐漸增大U,光電流會逐漸減小;當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量)()A.U=hνe-WeB.U=C.U=2hν-WD.U=5hν5.(2020重慶“九校聯(lián)盟”高二上聯(lián)考,)(多選)如圖所示是氫原子的能級圖,一群氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài),這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài),并向外輻射多種頻率的光,則()A.可以輻射6種不同頻率的光B.波長最長的光是原子從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的C.使n=4能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量D.若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),則從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子也一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)6.(2020山西忻州一中高二下期中,)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖中的Ⅰ、Ⅱ所示。下列判斷錯(cuò)誤的是()A.甲金屬的逸出功等于Ek1B.乙金屬的極限頻率大C.入射光的頻率為2ν1時(shí),甲金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2Ek1D.Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值,與入射光和金屬材料均無關(guān)7.(2020山東多市高三線上模擬,)圖甲為氫原子部分能級圖,大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),向低能級躍遷時(shí),會輻射出若干種不同頻率的光。用輻射出的光照射圖乙光電管的陰極K,已知陰極K的逸出功為4.54eV,則()甲乙A.這些氫原子能輻射4種不同頻率的光子B.某氫原子輻射出一個(gè)光子后,核外電子的速率減小C.陰極K逸出光電子的最大初動能為8.21eVD.若滑動變阻器的滑片右移,電路中的光電流一定增大

遷移創(chuàng)新8.(2020河北唐山一中高二下期中,)(多選)研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,以頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí),有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓,光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運(yùn)動。光電流i由圖中電流計(jì)G測出,反向電壓U由電壓表V測出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí),電壓表的示數(shù)稱為反向遏止電壓Uc,在下圖所表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中,正確的是()

答案全解全析五年選考練1.DA項(xiàng)是雙縫干涉實(shí)驗(yàn),說明光具有波動性;B項(xiàng)是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),說明光具有粒子性;C項(xiàng)是電磁波的發(fā)射與接收;導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn),D正確。故選D。2.B表格中入射光子的能量不同,根據(jù)光子的能量E=hν可知兩組實(shí)驗(yàn)采用的入射光的頻率不同,再由光電效應(yīng)方程解得兩組實(shí)驗(yàn)中金屬的逸出功都是3.1eV,所以A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)不正確。當(dāng)入射光子的能量為5.0eV時(shí),Ekm=hν-W=1.9eV,故C選項(xiàng)正確。當(dāng)入射光子的能量為5.0eV時(shí),相對光強(qiáng)越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)飛出的光電子越多,光電流越大,所以D項(xiàng)正確。3.B由光電效應(yīng)方程得Ek=hcλ-W0,而能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率ν0應(yīng)滿足hν0=W0,聯(lián)立得ν0=cλ-Ekh=8×10144.B由題意知,電離一個(gè)分子的能量等于照射分子的光子能量,E=hν=hcλ=2×10-18J,故選項(xiàng)B5.答案hcλ解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知EkA=hcλ0-W得W0=hcEkB=hcλ02-hA種光子的動量pA=hB種光子的動量pB=hλ0得pA∶pB=1∶26.答案5×1016解析光子能量ε=hcλ,光子數(shù)目n=Eε,代入數(shù)據(jù)得n=5×7.A由題圖數(shù)據(jù)分析可知,氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光子能量在可見光光子能量范圍內(nèi),所以處于基態(tài)(n=1)的氫原子最少也要躍遷到n=3能級,氫原子吸收的能量最少為ΔE=E3-E1=12.09eV,故選A。8.A由氫原子能級躍遷可知,hcλ=En-E2,Hα的波長最長,故hcλα最小,對應(yīng)能級差最小,選項(xiàng)A正確;同一介質(zhì)對頻率越大的光的折射率越大,波長越短,頻率越大,故同一介質(zhì)對Hα的折射率最小而對Hδ的折射率最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由n=cv知,同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;Hγ的頻率大于Hβ的頻率,因此用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),而H9.答案B解析黑體輻射規(guī)律為:溫度升高,輻射強(qiáng)度I增大,I的極大值向波長短的方向偏移,故B選項(xiàng)正確。10.D質(zhì)子的波長λ=hp,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。三種射線中γ射線的穿透能力最強(qiáng),故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。金屬的截止頻率決定于金屬材料本身,與入射光的頻率無關(guān),故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。衍射現(xiàn)象是波特有的性質(zhì),D三年模擬練1.BJ.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后,猜想出原子內(nèi)的正電荷均勻分布在原子內(nèi),提出了棗糕式原子模型,故A錯(cuò)誤;盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,故B正確;盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型,無法解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征,故C錯(cuò)誤;玻爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象,由于原子是穩(wěn)定的,故玻爾提出的原子定態(tài)概念是正確的,故D錯(cuò)誤。2.ABD大量光子的行為往往表現(xiàn)出波動性,個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性,故A正確;波粒二象性是光的屬性,與光子之間的相互作用無關(guān),故B正確;光既具有波動性又有粒子性,故C錯(cuò)誤;光的波粒二象性是指光既具有波動性又有粒子性,少量光子體現(xiàn)粒子性,大量光子體現(xiàn)波動性,故D正確。3.B氫原子處于n=2能級時(shí)能量E2=E14,則向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的能量ΔE=34|E1|;處于n=3能級時(shí)能量E3=E19,則向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的能量ΔE=89|E1|;處于n=4能級時(shí)能量為E4=E116,向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的能量4.B一個(gè)電子吸收一個(gè)光子不能發(fā)生光電效應(yīng),換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K,發(fā)生了光電效應(yīng),即吸收的光子能量為nhν,n=2、3、4、…,根據(jù)eU=nhν-W,可知U=nhνe-We5.AC從n=4的激發(fā)態(tài)向較低的能量狀態(tài)躍遷時(shí)可以輻射C42=6種不同頻率的光,選項(xiàng)A正確;波長最長的光對應(yīng)著頻率最小,即從n=4躍遷到n=3時(shí)產(chǎn)生的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;使n=4能級的氫原子電離至少要0-(-0.85eV)=0.85eV的能量,選項(xiàng)C正確;從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能量為-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子能量為-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV,若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子不一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)6.C根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,圖像縱截距的絕對值等于逸出功,則甲的逸出功是Ek1,故A正確,不符合題意;逸出功W0=hνc,由圖可知乙金屬的逸出功比甲的逸出功大,則乙金屬的極限頻率比甲的極限頻率大,故B正確,不符合題意;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,當(dāng)頻率為ν1時(shí),有hν1=W0=E