2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)32 光電效應(yīng) 氫原子光譜（含解析）新人教版

課后限時(shí)集訓(xùn)(三十二) 光電效應(yīng) 氫原子光譜(建議用時(shí)：40分鐘)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一：光電效應(yīng)波粒二象性1(2019·南寧模擬)下列說法錯(cuò)誤的是()A黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長分布，與黑體的溫度無關(guān)B德布羅意提出了實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的猜想，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想C用頻率一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間發(fā)出的光電子數(shù)越多D光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性A根據(jù)黑體輻射規(guī)律知，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度，按波長的分布，只與黑體的溫度有關(guān)，A錯(cuò)誤。德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，之后電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想，B正確。用頻率一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，則光束中的光電子的數(shù)目越多，單位時(shí)間發(fā)出的光電子數(shù)越多，C正確。光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性，D正確。2(2019·大慶檢測)關(guān)于光電效應(yīng)及波粒二象性，下列說法正確的是()A光電效應(yīng)揭示了光的粒子性B光的波長越大，能量越大C紫外線照射鋅板，發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板帶負(fù)電D光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與金屬的逸出功無關(guān)A愛因斯坦的光子說成功解釋了光電效應(yīng)，光電效應(yīng)說明光具有粒子性，A正確。光的波長越大，則頻率越低，能量越小，B錯(cuò)誤。紫外線照射鋅板，發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板因失去電子而帶正電，C錯(cuò)誤。光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而金屬的逸出功只與極限頻率有關(guān)，與光電子的最大初動(dòng)能無關(guān)，D錯(cuò)誤。3.(多選)(2019·日照模擬)某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系如圖所示，E、0為已知量。由圖線信息可知()A逸出功W0EB圖象的斜率表示普朗克常量的倒數(shù)C圖中E與0的值與入射光的強(qiáng)度、頻率均無關(guān)D若入射光頻率為30，則光電子的最大初動(dòng)能為3EAC根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，Ek0時(shí)，有h0W00，所以逸出功W0h0，由題圖可知，0時(shí)，得E0W0，所以W0E，A正確。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0知，任何一種金屬的逸出功W0一定，說明Ek隨頻率的變化而變化，且是線性關(guān)系，直線的斜率等于普朗克常量，B錯(cuò)誤。根據(jù)A的分析可知，E等于金屬的逸出功，所以題圖中E與0的值與入射光的強(qiáng)度、頻率均無關(guān)，C正確。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0，若入射光頻率為30，則光電子的最大初動(dòng)能為2E，D錯(cuò)誤。4(多選)(2019·鄭州模擬)如圖甲所示，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)。圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率變化的函數(shù)關(guān)系圖象。對(duì)于這兩個(gè)光電管，下列判斷正確的是()甲乙A因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?，所以遏止電壓Uc不同B光電子的最大初動(dòng)能不同C因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同D兩個(gè)光電管的Uc­圖象的斜率可能不同ABC根據(jù)光電效應(yīng)方程有EkmhW0，根據(jù)能量守恒定律得eUcEkm，聯(lián)立得eUchW0，即Uc，可知，入射光的頻率相同，逸出功W0不同，則遏止電壓Uc也不同，A正確。根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動(dòng)能不同，B正確。雖然光的頻率相同，但光強(qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，而飽和光電流也可能相同，C正確。由Uc可知，Uc­圖象的斜率kC(常數(shù))，所以兩個(gè)光電管的Uc­圖象的斜率一定相同，D錯(cuò)誤。題組二：氫原子光譜和玻爾理論5(2019·北京檢測)太陽的連續(xù)光譜中有許多暗線，它們對(duì)應(yīng)著某些元素的特征譜線。產(chǎn)生這些暗線是由于()A太陽表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素B太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素C太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素D太陽內(nèi)部存在著相應(yīng)的元素C太陽光譜是太陽內(nèi)部發(fā)出的光在經(jīng)過太陽大氣層的時(shí)候，被其中的某些元素吸收而產(chǎn)生的，是一種吸收光譜，所以太陽光的光譜中有許多暗線，它們對(duì)應(yīng)著太陽大氣層中的某些元素的特征譜線，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。6(多選)(2019·邯鄲檢測)下列說法中正確的是()A一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷，最多可放出兩種頻率的光子B一個(gè)氫原子由n3的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷，最多可放出兩種頻率的光子C實(shí)際上，原子中的電子沒有確定的軌道，所以玻爾的氫原子模型是沒有實(shí)際意義的D粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)BD一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷，最多可放出3種不同頻率的光子，A錯(cuò)誤。一個(gè)氫原子由n3的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷，最多可放出兩種頻率的光子，分別為n3到n2，n2到n1，B正確。原子中的電子沒有確定的軌道，在空間各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，而玻爾的氫原子模型作出了定態(tài)與躍遷的假設(shè)，成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，C錯(cuò)誤。粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，D正確。7.(2019·商丘模擬)如圖所示是某原子的能級(jí)圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的3種波長的光。在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是()ABCDC從能級(jí)圖可知，E3E1>E2E1>E3E2，根據(jù)EmEnh知，a<c<b，C正確。8(多選)(2019·北京檢測)下列五幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說法正確的是()甲乙丙丁A如圖甲：原子是由原子核和核外電子組成的，原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的B如圖乙：盧瑟福通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子C如圖丙：用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)釋放出巨大的核能D如圖丁：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一AD原子由原子核和核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成，A正確。盧瑟福通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B錯(cuò)誤。用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，C錯(cuò)誤。普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一，D正確?？键c(diǎn)綜合練9(2019·株洲檢測)如圖為氫原子能級(jí)圖?，F(xiàn)有一群處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子，用這些氫原子輻射出的光照射逸出功為2.13 eV的某金屬，已知電子的電荷量為1.6×1019 C，則()A這些氫原子能輻射出3種不同頻率的光子B這些氫原子輻射出光子后，電子的總能量保持不變C這些氫原子輻射出的所有光都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D該金屬逸出的所有光電子中，初動(dòng)能的最大值為1.7×1018 JD根據(jù)C6知，這些氫原子可以輻射出6種不同頻率的光子，A錯(cuò)誤。這些氫原子輻射出光子后，電子的動(dòng)能增大，電勢能減小，總能量會(huì)減小，B錯(cuò)誤。氫原子由n4躍遷到n3產(chǎn)生的光的能量E43E4E30.85 eV(1.51 eV)0.66 eV<2.13 eV，所以不能使逸出功為2.13 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤。氫原子由n4向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子能量最大，頻率最大，最大能量E4112.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的能量越高，則電子的動(dòng)能越大，初動(dòng)能的最大值Ekm(12.752.13)eV10.62 eV1.7×1018 J，D正確。10(2019·廈門檢測)如圖甲所示為氫原子能級(jí)圖，大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出多種不同頻率的光，其中用從n4能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射如圖乙所示光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，則()甲乙A改用從n4能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射，一定能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)B改用從n3能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射，不能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)C改用從n4能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射，逸出光電子的最大初動(dòng)能不變D入射光的強(qiáng)度增大，逸出光電子的最大初動(dòng)能也增大A根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n4向n2躍遷時(shí)輻射光子的能量小于從n4向n1躍遷時(shí)輻射光子的能量，一定能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，A正確。根據(jù)躍遷規(guī)律可知，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量等于這兩個(gè)能級(jí)差，從n3能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子能量大于從n4能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子的能量，一定能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤。改用從n4能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射時(shí)，入射光能量變大，因此逸出光電子的最大初動(dòng)能變大，C錯(cuò)誤。入射光的強(qiáng)度增大，不會(huì)影響逸出光電子的最大初動(dòng)能，只會(huì)使逸出的光電子數(shù)目增多，D錯(cuò)誤。11.(2019·合肥模擬)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()ABCDC頻率相同的光照射金屬，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能相等，根據(jù)EkmeUc知，遏止電壓相等，光越強(qiáng)，飽和光電流越大，C正確。12(2019·臺(tái)州模擬)下表是按照密立根的方法進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率的幾組數(shù)據(jù)。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel描點(diǎn)連線，可得直線方程，如圖所示。則這種金屬的截止頻率約為()A3.5×1014 HzB4.3×1014 HzC5.5×1014 Hz D6.0×1014 HzB遏止電壓為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，根據(jù)方程Uc0.397 31.702 4，當(dāng)Uc0解得4.3×1014 Hz，B正確。13.(2019·常州檢測)用頻率為0的光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，測出光電流i隨電壓U的關(guān)系圖象如圖所示，已知普朗克常量為h，電子的帶電荷量為e，求：(1)照射在金屬表面上的這束光的最小功率P；(2)該金屬的極限頻率c。解析：(1)由于飽和光電流為I0，可知單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子的個(gè)數(shù)n照射到金屬上的光子全部被金屬吸收，則照射到金屬上的光子的個(gè)數(shù)N所以這束光照射在金屬表面上的功率PN·h0。(2)由動(dòng)能定理及Uc為遏止電壓可知，電子的最大初動(dòng)能EkmeUc根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ekmh0hc所以該金屬的極限頻率c。答案：(1)(2)- 7 -