（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 第1講 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)學(xué)案

《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 第1講 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 第1講 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)學(xué)案（16頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　波粒二象性　原子結(jié)構(gòu) [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 必考要求 加試要求 說明 能量量子化 b 1.不要求掌握黑體輻射的概念和實(shí)驗(yàn)規(guī)律. 2.不要求識(shí)記研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖. 3.不要求用Δx·Δp≥進(jìn)行計(jì)算. 4.不要求了解測量比荷的實(shí)驗(yàn)裝置. 5.不要求計(jì)算以密立根實(shí)驗(yàn)為背景的問題. 6.不要求了解α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的細(xì)節(jié). 7.不要求用氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律計(jì)算波長. 8.不要求識(shí)記氫原子不同狀態(tài)時(shí)的電子云. 光的粒子性 c 粒子的波動(dòng)性 c 概率波 b 不確定性關(guān)系 b 電子的發(fā)現(xiàn) a 原子的核式結(jié)構(gòu)

2、模型 b 氫原子光譜 b 玻爾的原子模型 c 一、能量量子化 1.量子化假設(shè) 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，并以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射. 2.能量子 不可再分的最小能量值ε＝hν，ν是電磁波的頻率，h是普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s. 二、光的粒子性 1.光電效應(yīng)現(xiàn)象 在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫做光電子. 2.實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率. (2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大. (3)光

3、照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的. (4)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.愛因斯坦光電效應(yīng)方程 (1)光子：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子稱為光子，頻率為ν的光子的能量為hν. (2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程 ①表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. ②物理意義：金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用于克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能Ek. 自測1　(多選)如圖1所示，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) 圖

4、1 A.有光子從鋅板逸出 B.有電子從鋅板逸出 C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度 D.鋅板帶負(fù)電 答案　BC 解析　用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，這種電子被稱為光電子，故A錯(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確，D錯(cuò)誤. 三、光的波動(dòng)性　概率波 1.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性. (2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性. (3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性. 2.物質(zhì)波 任何一

5、個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一個(gè)波與它對(duì)應(yīng)，其波長λ＝，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量. 3.概率波 大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性，光波是概率波，光子的行為服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于電子和其他微粒，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波. 4.不確定性關(guān)系 在經(jīng)典力學(xué)中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量是可以同時(shí)測定的，在量子力學(xué)中，要同時(shí)測出微觀粒子的位置和動(dòng)量是不可能的，我們把這種關(guān)系叫做不確定性關(guān)系. 自測2　(多選)關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是(　　) A.大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子

6、性 B.光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子 C.高頻光是粒子，低頻光是波 D.波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著 答案　AD 四、電子的發(fā)現(xiàn)　原子的核式結(jié)構(gòu)模型 1.英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的“棗糕模型”. 2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型 (1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：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)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”，如圖2所示. 圖2 (2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積很小，原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－1

7、0 m，而原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10－15 m，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng). 自測3　(多選)如圖3為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，關(guān)于觀察到的現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.相同時(shí)間內(nèi)放在A位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B.相同時(shí)間內(nèi)放在B位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比放在A位置時(shí)稍微少些 C.放在C、D位置時(shí)屏上觀察不到閃光 D.放在D位置時(shí)屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少 答案　AD 五、氫原子光譜　玻爾的原子模型 1.光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以

8、用來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高.在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義. 2.玻爾理論 (1)定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量. (2)躍遷：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) (3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng).原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的. 3.能級(jí)公式：En＝E1(n＝1,2,3

9、，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6 eV(以氫原子為例). 4.半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝5.3×10－11 m(以氫原子為例). 5.氫原子的能級(jí)圖(如圖4所示) 圖4 自測4　(多選)關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說法正確的是(　　) A.原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B.原子的能量狀態(tài)不可能是連續(xù)的 C.原子的核外電子在確定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，要向外輻射能量 D.原子的核外電子在確定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不向外輻射能量 答案　BD 命題點(diǎn)一　光電效應(yīng)規(guī)律的理解 1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒

10、 (1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率. (2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光. (3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān). (4)光電子不是光子，而是電子. 2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系 光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大； 光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大. 3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0. (2)光電子最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc. (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc. 例1　(多選)(2016·浙江4月選考·16)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，采用極限頻率為ν

11、c＝5.5×1014 Hz鈉陰極，已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，電子質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg.用頻率ν＝7.5×1014 Hz的紫光照射鈉陰極產(chǎn)生光電子的(　　) A.動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為10－19 J B.速率的數(shù)量級(jí)為108 m/s C.動(dòng)量的數(shù)量級(jí)為10－27 kg·m/s D.德布羅意波長的數(shù)量級(jí)為10－9 m 答案　AD 解析　根據(jù)Ek＝hν－W0，W0＝hνc，得：Ek＝1.32×10－19 J，A正確；由Ek＝mv2，得v≈5×105 m/s，B錯(cuò)誤；由p＝≈4.9×10－25 kg·m/s，C錯(cuò)誤；由p＝得λ＝ m≈1.3×10－9 m，故D正確.

12、 變式1　(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是(　　) A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 答案　AD 解析　增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加，則光電流增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率小于ν的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于金屬的極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)

13、Ek＝hν－W0可知，增加入射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確. 變式2　(多選)如圖5，用一定頻率的單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則(　　) 圖5 A.電源右端應(yīng)為正極 B.流過電流表G的電流大小取決于照射光的強(qiáng)度 C.流過電流表G的電流方向是由a流向b D.普朗克解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量E＝hν 答案　BC 解析　發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電子從光電管右端運(yùn)動(dòng)到左端，而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反，所以流過電流表G的電流方向是由a流向b，所以電源左端應(yīng)為正極，故A錯(cuò)誤，C正確；流過電流表G的電流大小取決于照射光的強(qiáng)度，與光的頻率無關(guān)，故B正確；

14、愛因斯坦解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量E＝hν，故D錯(cuò)誤. 變式3　(多選)對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，下面的理解正確的有(　　) A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬，那么從金屬中逸出的所有光電子都會(huì)具有同樣的初動(dòng)能Ek B.式中的W0表示每個(gè)光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功 C.逸出功W0和截止頻率νc之間應(yīng)滿足關(guān)系式W0＝hνc D.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率不是成正比 答案　CD 解析　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，同種頻率的光照射同一種金屬，從金屬中逸出的所有光電子的最大初動(dòng)能Ek都相同，但初動(dòng)能可能不同，故A錯(cuò)誤；W0表示逸

15、出功，是每個(gè)電子從這種金屬中飛出過程中，克服金屬中正電荷引力所做的功的最小值，故B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率即為截止頻率，則有W0＝hνc，故C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故D正確. 變式4　(多選)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖6所示，其中ν0為極限頻率.從圖中可以確定的是(　　) 圖6 A.逸出功與ν有關(guān) B.Ek與入射光強(qiáng)度成正比 C.當(dāng)ν≥ν0時(shí)，

16、會(huì)逸出光電子 D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān) 答案　CD 解析　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和W0＝hν0(W0為金屬的逸出功)可得Ek＝hν－h(huán)ν0，可見圖象的斜率表示普朗克常量，D正確；只有ν≥ν0時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，A錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，B錯(cuò)誤. 命題點(diǎn)二　氫原子能級(jí)圖及能級(jí)躍遷 氫原子能級(jí)圖與能級(jí)躍遷問題的解答技巧 1.能級(jí)之間躍遷時(shí)放出的光子頻率是不連續(xù)的. 2.能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hν＝Em－En求得.若求波長可由公式c＝λ

17、ν求得. 3.一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1)條. 4.一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法： (1)用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：N＝C＝. (2)利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加. 例2　(多選)(2016·浙江10月選考·15)如圖7為氫原子能級(jí)圖，氫原子中的電子從n＝5能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)可產(chǎn)生a光；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)可產(chǎn)生b光.a光和b光的波長分別為λa和λb，照射到逸出功為2.29 eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為Ua和Ub.則(　　) 圖7 A.λa＞λb B.Ua＞

18、Ub C.a光的光子能量為2.86 eV D.b光產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能Ek＝0.26 eV 答案　BCD 解析　根據(jù)能級(jí)躍遷知識(shí)可知hνa＝E5－E2＝[－0.54－(－3.4)] eV＝2.86 eV，hνb＝E4－E2＝[－0.85－(－3.4)] eV＝2.55 eV，顯然a光的光子能量大于b光的，即a光頻率大，波長短，所以A錯(cuò)，C正確.根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，知a光照射后的光電子最大初動(dòng)能為Eka＝hνa－W0＝(2.86－2.29) eV＝0.57 eV，b光照射后的光電子最大初動(dòng)能為Ekb＝hνb－W0＝(2.55－2.29) eV＝0.26 eV，選項(xiàng)D正確.

19、根據(jù)遏止電壓知識(shí)Ek＝eUc可知，Ua＞Ub，選項(xiàng)B正確. 例3　(多選)(2015·浙江10月選考·14改編)氫原子從n＝6躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為ν1的光子，從n＝5躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為ν2的光子.下列說法正確的是(　　) A.頻率為ν1 的光子的能量較大 B.頻率為ν1的光子的動(dòng)量較大 C.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率為ν1的光產(chǎn)生的條紋間距較大 D.用同一種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若均可發(fā)生光電效應(yīng)，頻率為ν1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大 答案　ABD 解析　氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)會(huì)輻射出光子，有hν＝E末－E初，故可知頻率為ν1的光子的能量較大，ν1＞

20、ν2，A正確；由λ＝，λ＝得光子的動(dòng)量p＝，頻率為ν1的光子的動(dòng)量較大，故B正確；在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上相鄰的亮條紋(或暗條紋)之間距離Δx與波長、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為Δx＝λ＝，頻率為ν1的光產(chǎn)生的條紋間距較小，故C錯(cuò)誤；用同種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，Ek＝hν－W0，頻率為ν1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，故D正確. 變式5　(多選)以下說法中，屬于玻爾所提出的原子模型理論的是(　　) A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量 B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的 C.電子從一個(gè)軌道躍

21、遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子 D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率 答案　ABC 解析　原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，故A正確；原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故B正確；電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子，故C正確；電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于能級(jí)差值，與電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率無關(guān)，故D錯(cuò)誤. 變式6　(多選)氫原子光譜在可見光部分只有四條譜線，它們分別是從n為3、4、5、6的能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的.四條譜線中，

22、一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色，則下列說法正確的是(　　) A.紅色光譜是氫原子從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的 B.藍(lán)色光譜是氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的 C.若氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝1能級(jí)躍遷，能夠產(chǎn)生紫外線 D.若氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝3能級(jí)躍遷，能夠產(chǎn)生紫外線 答案　AC 解析　光的頻率越小，躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)的能級(jí)差也越小，所以紅色光譜是氫原子從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)A正確；紫光的頻率最大，故紫色光譜是氫原子從n＝6能級(jí)或n＝5能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子光譜在可見光部分只有4條譜線，且因紫外線的頻率大于紫

23、光的頻率，故若氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝1能級(jí)躍遷，則能夠產(chǎn)生紫外線，選項(xiàng)C正確；氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)輻射的能量小于氫原子從n＝5能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出光子的能量，即應(yīng)低于紫光的頻率，不能產(chǎn)生紫外線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式7　(多選)如圖8是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n＝3能級(jí)，下列說法中正確的是(　　) 圖8 A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波 B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eV C.從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長最長 D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷 答案　AC 解析　根據(jù)C＝3知

24、，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，輻射的光子能量最大，ΔE＝(13.6－1.51) eV＝12.09 eV，故B錯(cuò)誤；從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最長，故C正確；一群處于n＝3能級(jí)的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，故D錯(cuò)誤. 變式8　(多選)(2017·寧波市九校期末聯(lián)考)如圖9所示為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光下列說法正確的是(　　) 圖9 A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的

25、 B.頻率最小的光是由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)產(chǎn)生的 C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D.用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 答案　BD 解析　在所有輻射出的光中，最容易產(chǎn)生衍射的光是波長最長的、頻率最小的光，由hν＝Em－En知，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)的光能量最小，頻率最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)C＝C＝6可知，處于n＝4能級(jí)的氫原子最多可輻射出6種不同頻率的光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量為－3.40 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV，大于金屬鉑的逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，選

26、項(xiàng)D正確. 1.(多選)原子的能量量子化現(xiàn)象是指(　　) A.原子的能量是不可以改變的 B.原子的能量與電子的軌道無關(guān) C.原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的 D.原子具有分立的能級(jí) 答案　CD 2.(多選)下列說法中正確的是(　　) A.光的波粒二象性學(xué)說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說 B.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律的，暗紋處落下光子的概率小 C.單個(gè)光子具有粒子性，大量光子具有波動(dòng)性 D.光的波動(dòng)性是光子之間的相互作用的結(jié)果 答案　BC 3.(多選)有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是(　　) A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B.氫原子光譜說明氫原子

27、只發(fā)出特定頻率的光 C.氫原子光譜說明氫原子的能級(jí)是分立的 D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無關(guān) 答案　BC 解析　氫原子的發(fā)射光譜是線狀譜，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子光譜說明：氫原子只能發(fā)出特定頻率的光，氫原子的能級(jí)是分立的，故選項(xiàng)B、C正確；由玻爾理論知?dú)湓影l(fā)射出的光子能量由前、后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 4.(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是(　　) A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大 C.入射光的頻率變高，光電子

28、的最大初動(dòng)能變大 D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生 答案　AC 解析　在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度決定，與頻率無關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0可知，對(duì)于同一光電管，逸出功W0不變，當(dāng)頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能Ek變大，C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤. 5.(多選)用強(qiáng)度和頻率都相同的兩束紫外線分別照射到兩種不同金屬的表面上，均可發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是(　　) A.兩束紫外線光子總能量相同 B.從不同的金屬表面逸出的光電子的最

29、大初動(dòng)能相同 C.在單位時(shí)間內(nèi)從不同的金屬表面逸出的光電子數(shù)相同 D.從不同的金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同 答案　ACD 解析　頻率相同，則兩束紫外線光子總能量相同，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，入射光的頻率相同，因兩種金屬的逸出功不同，所以光電子的最大初動(dòng)能也不同，故B錯(cuò)誤，D正確；在單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故強(qiáng)度相同的紫外線照射不同金屬，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目相同，故C正確. 6.(多選)如圖1所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是(　　) 圖1 A.入射光太弱 B.

30、入射光波長太長 C.光照時(shí)間短 D.電源正、負(fù)極接反 答案　BD 解析　入射光波長太長，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確. 7.(多選)如圖2所示為光電管工作原理圖，當(dāng)有波長(均指真空中的波長，下同)為λ的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則(　　) 圖2 A.換用波長為λ1(λ1＞λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流 B.換用波長為λ2(λ2＜λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流 C.增加電路中電源電壓，電路中的光電流一定增大 D.將電路中電

31、源的極性反接，電路中可能有光電流 答案　BD 解析　波長為λ1(λ1＞λ)的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，A錯(cuò)誤；波長為λ2(λ2＜λ)的光的頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，B正確；增加電路中電源電壓，達(dá)到飽和電流時(shí)，不再增大，C錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，加的是反向電壓，此反向電壓可能低于遏止電壓，D正確. 8.(多選)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖3中的a、b所示.下列判斷正確的是(　　) 圖3 A.圖線a與b不一定平行 B.圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系 C.乙金屬的極限頻率

32、大于甲金屬的極限頻率 D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，甲金屬的入射光頻率大 答案　BC 解析　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc知，圖線的斜率表示普朗克常量，因此圖線a與b一定平行，且圖線斜率是固定值，與入射光和金屬材料皆無關(guān)系，故A錯(cuò)誤，B正確；橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)的入射光頻率，此時(shí)的頻率等于金屬的極限頻率，由題圖可知乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，故C正確；當(dāng)ν＝0時(shí)，此時(shí)圖線與縱軸的截距的絕對(duì)值就是逸出功的數(shù)值，乙金屬的逸出功大于甲金屬的逸出功，由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能

33、相同，則甲金屬的入射光頻率小，故D錯(cuò)誤. 9.(多選)如圖4所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5).由圖可知(　　) 圖4 A.該金屬的截止頻率為4.27×1014 Hz B.該金屬的截止頻率為5.5×1014 Hz C.該圖線的斜率表示普朗克常量 D.該金屬的逸出功為0.5 eV 答案　AC 解析　圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；該金屬的逸出功為：W0＝hνc＝ eV≈1.77 eV，D錯(cuò)誤. 10.

34、(多選)(2017·浙江11月選考·15)a、b是兩種單色光，其光子能量分別為εa和εb，且＝k，(　　) A.則a、b的光子動(dòng)量之比＝1∶k B.若a、b入射到同一雙縫干涉裝置上，則相鄰亮條紋的間距之比＝1∶k C.若a、b都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子最大初動(dòng)能之差Eka－Ekb＝εb(k－1) D.若a、b是由處在同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到a態(tài)和b態(tài)時(shí)產(chǎn)生的，則a、b兩態(tài)能級(jí)之差Ea－Eb＝εb(k－1) 答案　BC 解析　根據(jù)德布羅意方程λ＝以及光子的能量ε＝h，聯(lián)立可得p＝，所以＝＝k∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；Δx＝，由ε＝可得Δx＝，因此＝＝1∶k，選項(xiàng)B正確；光電子最大初動(dòng)

35、能Ek＝ε－W0，因此Eka－Ekb＝(k－1)εb，選項(xiàng)C正確；a、b兩態(tài)能級(jí)之差Ea－Eb＝εb－εa＝(1－k)εb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 11.(多選)如圖5所示為氫原子的能級(jí)圖.氫原子從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)輻射出a光子，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出b光子.下列說法正確的是(　　) 圖5 A.a光子的能量比b光子的能量大 B.若a、b兩種光在同一種均勻介質(zhì)中傳播，則a光的傳播速度比b光的傳播速度大 C.若b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D.若用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比用b光照射雙縫得到的相鄰

36、亮條紋的間距大 答案　BD 解析　據(jù)題意，氫原子從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)釋放的光子能量為ΔEa＝0.97 eV＝hνa，氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子能量為ΔEb＝2.55 eV＝hνb，則知b光光子的能量大，頻率也大，在同一種均勻介質(zhì)中，頻率越大的光傳播速度越慢，A錯(cuò)誤，B正確.如果b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤.a光頻率較小，則a光波長較長，所以在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用a光照射雙縫時(shí)得到的干涉條紋較寬，D正確. 12.(多選)(2017·紹興一中期末)氫原子能級(jí)圖如圖6所示，a、b、c分別表示原子在不同能級(jí)之間的三種躍遷途徑，設(shè)a

37、、b、c在躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則(　　) 圖6 A.λa＝λb＋λc B.＝＋ C.Eb＝Ea＋Ec D.c光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 答案　BC 解析　由Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，又由ν＝，所以h＝h＋h，則＝＋，故A錯(cuò)誤，B、C正確.a光的能量大于c光的能量，故a光的頻率大于c光的頻率，因a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即a光頻率等于截止頻率，所以c光頻率小于截止頻率，故c光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤. 13.(多選)氫原子能級(jí)圖如圖7所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2

38、的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是(　　) 圖7 A.氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長大于656 nm B.用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí) C.一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線 D.用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí) 答案　CD 解析　由題知n＝3和n＝2能級(jí)間的能量差為－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，而n＝2和n＝1間的能量差為10.2 eV，由Em－En＝hν＝h知?dú)湓訌膎＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)輻射光的波長λ≈121

39、.9 nm，小于656 nm，故A錯(cuò)誤；從n＝1躍遷到n＝2能級(jí)需要的光的波長也恰好為121.9 nm，B錯(cuò)誤；一群處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生C＝3種譜線，C正確；電子躍遷時(shí)，吸收或放出的能量一定等于兩能級(jí)間的能量差，為一特定值，大于或小于這個(gè)特定值都不能使之發(fā)生躍遷，D正確. 14.(多選)(2017·杭州市四校聯(lián)考)圖8是氫原子的能級(jí)圖，a是E4躍遷到E2時(shí)產(chǎn)生的光，b是E5躍遷到E3時(shí)產(chǎn)生的光.鈉的極限頻率ν＝5.53×1014 Hz，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，電子電荷量e＝－1.6×10－19 C，則(　　) 圖8 A.a光的頻率大于b光的頻

40、率 B.在水中傳播時(shí)，a光的速度大于b光的速度 C.a光照射鈉時(shí)能產(chǎn)生光電子，b光則不能 D.a光與b光的動(dòng)量之比為97∶255 答案　AC 解析　根據(jù)Em－En＝hν可知，氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)的能量差大于從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)的能量差，那么a光的能量大于b光的能量，則a光的頻率大于b光的頻率，故A正確；因b光的頻率小，所以折射率也小，根據(jù)v＝，在水中傳播時(shí)，則a光的速度小于b光的速度，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Em－En＝ΔE，那么ΔEa＝(3.4－0.85) eV＝2.55 eV，而ΔEb＝(1.51－0.54) eV＝0.97 eV，金屬鈉的逸出功W0＝hν≈2.281 eV，ΔEa＞W(wǎng)0，ΔEb＜W0，故a光照射鈉時(shí)能產(chǎn)生光電子，b光則不能，故C正確；再依據(jù)p＝，解得：pa∶pb＝∶，故D錯(cuò)誤. 16