培優(yōu)提升練一、選擇題1．(多選)根據(jù)黑體輻射的實驗規(guī)律，以下判斷正確的是(　　)A．在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射強度越大B．在同一溫度下，輻射強度最大的電磁波波長不是最大的，也不是最小的，而是處在最大波長與最小波長之間C．溫度越高，輻射強度的極大值就越大D．溫度越高，輻射強度最大的電磁波的波長越短答案　BCD解析　在同一溫度下，輻射強度最大的電磁波波長不是最大的，也不是最小的，而是處在最大波長與最小波長之間，故A錯誤，B正確；黑體輻射的強度與溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大，則輻射強度的極大值也就越大，且黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故C、D正確．2．(多選)下列關于光譜的說法正確的是(　　)A．熾熱固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)譜B．太陽光譜中的暗線說明太陽大氣層中缺少與這些暗線相對應的元素C．連續(xù)譜是不能用來做光譜分析的D．我們能通過月光的光譜分析鑒別月球的物質成分答案　AC解析　熾熱固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)譜，故A正確；太陽光譜是吸收光譜，其中的暗線說明太陽大氣層中存在與這些暗線相對應的元素，故B錯誤；連續(xù)譜是不能用來做光譜分析的，故C正確；光譜分析要使用線狀譜或吸收光譜，而月亮的光是反射的太陽光，故D錯誤．3．關于α粒子散射實驗的說法正確的是(　　)A．絕大多數(shù)α粒子經過金箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉B．α粒子在接近原子核的過程中，動能減少，電勢能減少C．α粒子離開原子核的過程中，動能增加，電勢能也增加D．對α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)進行分析，可以估算出原子核的大小答案　D解析　由于原子核很小，α粒子接近它的機會很小，所以絕大多數(shù)α粒子基本上仍沿原方向前進，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉，從α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)可以估算出原子核直徑的大小約為10－15 m．由此可知A錯誤，D正確．α粒子向原子核射去，當α粒子接近原子核時，克服庫侖力做功，所以其動能減少，電勢能增加；當α粒子遠離原子核時，庫侖力做正功，其動能增加，電勢能減少，所以B、C錯誤．4．(2020·南寧三中高二期中)對于物質的波粒二象性，下列說法不正確的是(　　)A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．運動的宏觀物體，其德布羅意波波長比起物體的尺寸小很多，因此很難觀察到它的波動性D．宏觀物體的運動有特定的軌道，所以宏觀物體不具有波粒二象性答案　D解析　德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為一切運動的物體都具有波粒二象性，故A正確，D錯誤；物質具有波動性，運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道，故B正確；一切物質都具有波粒二象性，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，故C正確．5．(多選)(2020·浙江1月選考)由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖1所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，則(　　)圖1A．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出γ射線B．氫原子從n＝3的能級向n＝2的能級躍遷時會輻射出紅外線C．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離D．大量氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光答案　CD6.(2020·南昌二中高二月考)如圖2所示為一光電管電路圖，滑動變阻器滑動觸頭P位于AB中點，開關S閉合后，用光照射光電管陰極K，電流表G指針無偏轉，若要使電流表G指針偏轉，可采取的措施是(　　)圖2A．延長光照時間B．增大照射光強度C．用頻率更高的光照射D．換用電動勢更大的電源供電答案　C解析　光電效應的產生與光的頻率有關，根據(jù)電路結構可知光電管左端是正極，右端是負極，可知只能通過提高光的頻率使電流表G指針偏轉，A、B、D錯誤，C正確．7．用紅光照射光電管陰極發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能為Ek，飽和光電流為I.若改用強度相同的紫光照射同一光電管，產生光電子的最大初動能和飽和光電流分別為Ek′和I′，則(　　)A．Ek′<Ek，I′>I   B．Ek′>Ek，I′＝IC．Ek′<Ek，I′＝I   D．Ek′>Ek，I′<I答案　D解析　因為紫光的頻率比紅光的頻率高，所以Ek′>Ek，由于兩束光的強度相同，即n紅hν紅＝n紫hν紫，所以紅光光子數(shù)n紅大于紫光光子數(shù)n紫，而飽和光電流又由入射的光子數(shù)決定，故I′<I.D正確，A、B、C錯誤．8．(多選)(2020·合肥一六八中學高二月考)愛因斯坦成功地解釋了光電效應現(xiàn)象，提出了光子說，關于與光電效應有關的四個圖像如圖3所示，下列說法正確的是(　　)圖3A．如圖甲裝置，如果先讓鋅板帶負電，再用紫外線照射鋅板，則驗電器的張角可能變小B．根據(jù)圖乙可知，黃光越強，光電流越大，說明光子的能量與光強有關C．由圖丙可知ν2為該金屬的截止頻率D．由圖丁可知，E等于該金屬的逸出功答案　ACD解析　如果先讓鋅板帶負電，驗電器由于帶負電，張開一定的張角，當紫外線照射鋅板時，產生光電子，則驗電器的張角先變小，故A正確；黃光越強，光子數(shù)越多，產生光電子越多，光電流越大，但光子的能量與光強無關，故B錯誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝－＝(ν－νc)，由題圖丙可知ν2為該金屬的截止頻率，故C正確；根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0，當ν＝0時，可得：Ek＝－W0，由圖像知縱軸截距－E，可知W0＝E，即該金屬的逸出功為E，故D正確．9．(2020·湖北高二期末)愛因斯坦提出了光量子概念，并成功解釋了光電效應現(xiàn)象，因此獲得了1921年諾貝爾物理獎．光電管就是利用光電效應制作的一種光電器件，把光電管連入圖4甲所示的電路可以研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系，描繪出的圖像如圖乙所示．已知電子的電荷量為e，電表均為理想電表．下列說法正確的是(　　)圖4A．當入射光的頻率減小到某一數(shù)值，剛好不發(fā)生光電效應時的電壓是遏止電壓B．當電路斷開時，若入射光的頻率為ν1，則電壓表示數(shù)為U1C．K極的逸出功為hν2－eU1D．普朗克常量為答案　D解析　當入射光的頻率減小到某一數(shù)值時，使光電子到達陽極的速度剛好為0時，此時的電壓為遏止電壓，并不是不能發(fā)生光電效應，故A錯誤；當電路斷開時，電壓表的示數(shù)為0，故B錯誤；K極的逸出功即為不加電壓時剛好發(fā)生光電效應時光子具有的能量，即為W0＝hν2，故C錯誤；由光電效應方程Ekm＝hν－W0結合題圖乙可知，eU1＝hν1－hν2，解得h＝，故D正確．10．(2020·牡丹江一中高二月考)關于原子能級躍遷，下列說法正確的是(　　)A．處于n＝3能級的一個氫原子回到基態(tài)時可能會輻射三種頻率的光子B．各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量(頻率)不同，因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈C．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，會輻射一定頻率的光子，同時氫原子的電勢能減小，電子的動能減小D．已知氫原子從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)需要吸收的能量為12.09 eV，則動能等于12.09 eV的另一個氫原子與這個氫原子發(fā)生正碰，可以使這個原來靜止并處于基態(tài)的氫原子躍遷到該激發(fā)態(tài)答案　B解析　處于n＝3的一個氫原子回到基態(tài)時可能會輻射一種頻率的光子，或兩種不同頻率的光子，處于n＝3的“一群”氫原子回到基態(tài)時會輻射三種頻率的光子，故A錯誤；根據(jù)玻爾理論，各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量(頻率)不同，因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈，故B正確；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，會輻射一定頻率的光子，同時氫原子的電勢能減小，電子的動能增大，故C錯誤；根據(jù)能量守恒可知，要使原來靜止并處于基態(tài)的氫原子從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)，需要吸收的能量為12.09 eV，則必須使動能比12.09 eV大得足夠多的另一個氫原子與這個氫原子發(fā)生碰撞，才能躍遷到某一激發(fā)態(tài)，故D錯誤．11.如圖5所示為氫原子的能級圖．已知某金屬的逸出功為6.44 eV，則下列說法正確的是(　　)圖5A．處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為12.1 eV的光子而被激發(fā)B．用能量為12.5 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷C．用氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光子照射該金屬，從金屬表面逸出的光電子最大初動能為6.31 eVD．一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時最多產生4種譜線答案　C解析　處于基態(tài)的氫原子若吸收能量為12.1 eV的光子，其能量變成－13.6 eV＋12.1 eV＝－1.5 eV，氫原子不存在能量為－1.5 eV的能級，則處于基態(tài)的氫原子不能吸收能量為12.1 eV的光子，選項A錯誤；12.5 eV大于n＝1能級和n＝2能級之間的能量差，則用能量為12.5 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，能使氫原子發(fā)生能級躍遷，選項B錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光子能量為－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，則用它照射金屬，從金屬表面逸出的光電子最大初動能為12.75 eV－6.44 eV＝6.31 eV，選項C正確；一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時最多產生C＝6種譜線，選項D錯誤．12.研究光電效應規(guī)律的實驗裝置如圖6所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極K時，有光電子產生．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做減速運動．光電流i由圖中電流計G測出，反向電壓U由電壓表V測出，當電流計的示數(shù)恰好為零時，電壓表的示數(shù)稱為遏止電壓U0.在下列表示光電效應實驗規(guī)律的圖像中，不正確的是(　　)圖6答案　B解析　反向電壓U和頻率一定時，發(fā)生光電效應產生的光電子數(shù)與光強成正比，則單位時間到達陽極A的光電子數(shù)與光強也成正比，故光電流i與光強I成正比，故A正確．由動能定理有－eU0＝0－Ekm，又因Ekm＝hν－W0，所以U0＝－，可知遏止電壓U0與頻率ν是線性關系，不是正比關系，故B錯誤．光強I與頻率ν一定時，光電流i隨反向電壓的增大而減小，又據(jù)光電子動能大小的分布概率及發(fā)出后的方向性可知C正確．由光電效應知金屬中的電子對光子的吸收是十分迅速的，時間小于10－9 s,10－9 s后，光強I和頻率ν一定時，光電流恒定，故D正確．13．(2019·寧夏育才中學高二下期末)氫原子從能級A躍遷到能級B時，輻射波長為λ1的光子，當從能級B躍遷到能級C時，吸收波長為λ2的光子．已知λ1>λ2，則氫原子從能級C躍遷到能級A時(　　)A．輻射波長為λ1－λ2的光子B．輻射波長為的光子C．吸收波長為λ1－λ2的光子D．吸收波長為的光子答案　B解析　因為λ1>λ2，根據(jù)ν＝，知ν1<ν2，則從能級A躍遷到能級B輻射光子的能量小于從能級B躍遷到能級C吸收光子的能量，所以C能級能量比A能級能量大，從能級C躍遷到能級A時輻射光子，C、A間的能級差ΔE＝h－h，又因為ΔE＝h，解得λ3＝，故選B.二、非選擇題14.如圖7所示，陰極K用極限波長λ0＝0.66 μm的金屬銫制成，用波長λ＝0.50 μm的綠色光照射陰極K，調整兩極板間電壓，當陽極A電壓比陰極K高出2.5 V時，光電流達到飽和，電流計示數(shù)為0.64 μA，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19 C，光速c＝3.0×108 m/s，計算結果保留兩位有效數(shù)字．圖7(1)求每秒陰極K發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大初動能；(2)如果把照射到陰極K的綠色光光照強度增大為原來的2倍，求每秒鐘陰極K發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時的最大初動能．答案　(1)4.0×1012個　9.6×10－20 J　(2)8.0×1012個　9.6×10－20 J解析　(1)光電流達到飽和時，陰極K發(fā)射的光電子全部到達陽極A，陰極K每秒發(fā)射出的光電子的個數(shù)為n＝＝＝4.0×1012(個)．根據(jù)光電效應方程有Ek＝hν－W0＝h－h≈9.6×10－20 J.(2)如果照射光的頻率不變，光強加倍，陰極K每秒發(fā)射的光電子數(shù)加倍，即n′＝2n＝8.0×1012(個)．光電子的最大初動能仍然是Ek＝9.6×10－20 J.  

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