2019年高考物理一輪復習 15-1光電效應原子結構氫原子光譜同步檢測試題.doc
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2019年高考物理一輪復習 15-1光電效應原子結構氫原子光譜同步檢測試題 1．[xx福建省三明一中月考]對光電效應的理解，以下說法正確的是( ) A．金屬內的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能從金屬逸出 B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力逸出時需要做的最小功，光電效應便不能發(fā)生了．但如換用波長更長的入射光子，則有可能發(fā)生光電效應 C．發(fā)生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能越大 D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產生光電效應的入射光的最低頻率也不相同 解析：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν 的光子能量為hν，根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程，我們知道，一個電子吸收一個光子的能量hν，一部分用來克服金屬的逸出功W0后，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能Ek，即Ek＝hν－W0，故只有hν>W0時，才會有光電子逸出，νc＝就是該金屬發(fā)生光電效應的截止頻率，不同金屬逸出功不同，故截止頻率不同，故D正確；低于此頻率時，不可能發(fā)生光電效應，所以A錯誤；B選項中應換用頻率更高即波長短的入射光子，所以B錯誤；最大初動能與光照無關，故C錯誤． 答案：D 2．盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實驗研究原子結構，正確反映實驗結果的示意圖是圖45－1中的( ) A B C D 圖45－1 解析：本題考查學生對α粒子散射實驗現(xiàn)象的定性認識．由教材中講述的實驗現(xiàn)象可知，只有D選項符合． 答案：D 3．氫原子放出一個光子后，根據(jù)玻爾理論，氫原子的( ) A．核外電子的電勢能增大 B．核外電子的動能增大 C．核外電子的轉動周期變大 D．氫原子能量增大 解析：據(jù)玻爾理論，氫原子由能量較高的定態(tài)躍遷到能量較低的定態(tài)才輻射出光子，反之會吸收光子，所以D錯誤． 據(jù)玻爾理論，氫原子放出一個光子后，核外電子進入低能級軌道運行，半徑變小，由k＝m知，隨r變小，電子線速度變大，電子的動能增大，所以B正確． 由T＝知，r變小，線速度v變大，所以T變小，C錯誤． 當電子由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道時，電場力做正功，所以電子電勢能變小，A錯誤．應選B. 答案：B 4．用波長為2.010－7m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.710－19J.由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h＝6.6310－34Js，光速c＝3.0108m/s，結果取兩位有效數(shù)字)( ) A．5.51014Hz B．7.91014Hz C．9.81014Hz D．1.21015Hz 解析：本題考查光電效應方程，意在考查考生對光電效應方程Ek＝hν－W逸的理解，并能應用光電效應方程求解極限頻率．由光電效應方程Ek＝hν－W逸，而W逸＝hν0，ν＝，所以鎢的極限頻率ν0＝－＝7.91014Hz，選項B正確． 答案：B 5．(多選題)用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖45－2，則這兩種光( ) 圖45－2 A．照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大 B．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大 C．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大 D．通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大 解析：由E＝hν知，光的頻率是光電子最大初動能的決定因素，a光的頻率小，折射率小，臨界角大，在光的干涉實驗中，若保持雙縫間距離、縫與屏間距離都不變，用b光和a光分別做實驗得出的干涉條紋，可以看出b光的條紋間隔比a光的小，BC正確． 答案：BC 6．[xx北京卷]“約瑟夫森結”由超導體和絕緣體制成．若在結兩端加恒定電壓U，則它會輻射頻率為ν的電磁波，且ν與U成正比，即ν＝kU.已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關．你可能不了解此現(xiàn)象的機理，但仍可運用物理學中常用的方法，在下列選項中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為( ) A. B. C．2he D. 解析：由ν＝kU，又題目中提到元電荷e和普朗克常量h，可聯(lián)想到能量，即列出相關等式qU＝hν，進而比較ν＝kU，得出k＝q/h，再結合題意可知，k＝2e/h，故選項B對． 答案：B 7．(多選題)在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上．假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子( ) A．一定落在中央亮紋處 B．可能落在其他亮紋處 C．不可能落在暗紋處 D．落在中央亮紋處的可能性最大 解析：根據(jù)光的概率波的概念，對于一個光子通過單縫落在何處是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可達95%以上．當然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過，落在暗紋處的概率很小，故B、D正確． 答案：BD B組 能力提升 8．如圖45－3所示，若x軸表示時間，y軸表示位置，則該圖象反映了某質點做勻速直線運動時， 圖45－3 位置與時間的關系．若令x軸和y軸分別表示其他的物理量，則該圖象又可以反映在某種情況下，相應的物理量之間的關系．下列說法中正確的是( ) A．若x軸表示時間，y軸表示動能，則該圖象可以反映某物體受恒定合外力作用做直線運動過程中，物體動能與時間的關系 B．若x軸表示頻率，y軸表示動能，則該圖象可以反映光電效應中，光電子最大初動能與入射光頻率之間關系 C．若x軸表示時間，y軸表示動量，則該圖象可以反映某物體在沿運動方向的恒定合外力作用下，物體動量與時間的關系 D．若x軸表示時間，y軸表示感應電動勢，則該圖象可以反映靜置于磁場中的某閉合回路，當磁感應強度隨時間均勻增大時，閉合回路的感應電動勢與時間的關系 解析：本題考查動能定理、愛因斯坦光電效應方程、動量定理、法拉第電磁感應定律中的物理圖象．根據(jù)動能定理和勻速直線運動規(guī)律得：Ek＝F合at2，選項A錯；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程得：Ek＝hν－W，選項B錯；根據(jù)動量定理，p－p0＝F合t，選項C正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律得：E＝，故項D錯誤． 答案：C 9．在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖45－4所示．則可判斷出( ) 圖45－4 A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長大于丙光的波長 C．乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 解析：本題考查光電效應的有關知識，要求學生對光電效應有深刻的理解．由題圖可知，丙光的最大電流小于甲光和乙光的最大電流，說明逸出的電子數(shù)目最少，即丙光的強度最?。深}圖說明丙光對應的光電子的初動能最大，即丙光的頻率最高(波長最小)，B項正確，D項錯誤；甲光和乙光的頻率相同，A項錯誤；由于是同一光電管，所以乙光、丙光截止頻率是一樣的，C項錯誤． 答案：B 10. [xx四川卷]如圖45－5為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子( ) 圖45－5 A．從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出電磁波的波長長 B．從n＝5能級躍遷到n＝1能級比從n＝5能級躍遷到n＝4能級輻射出電磁波的速度大 C．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量 解析：根據(jù)Em－En＝hν＝h可得λ＝h，則從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的電磁波的波長要長，故A選項正確；由于電磁波在空氣中的傳播速度都是相同的，接近光速，故B選項錯誤；根據(jù)氫原子的電子云圖可知，處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，故C選項錯誤；從高能級向低能級躍遷時，原子一定向外以光子的形式釋放能量，故D選項錯誤． 答案：A 11．紫外線照射一些物質時，會發(fā)生熒光效應，即物質發(fā)出可見光，這些物質中的原子先后發(fā)生兩次躍遷，其能量變化分別為ΔE1和ΔE2，下列關于原子這兩次躍遷的說法中正確的是( ) A．兩次均向高能級躍遷，且|ΔE1|＞|ΔE2| B．兩次均向低能級躍遷，且|ΔE1|＜|ΔE2| C．先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且|ΔE1|＜|ΔE2| D．先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且|ΔE1|＞|ΔE2| 解析：原子吸收紫外線，使原子由低能級向高能級躍遷，吸收|ΔE1|，再由高能級向低能級躍遷，放出可見光，紫外線光子能量大于可見光，故|ΔE1|＞|ΔE2|，D正確． 答案：D 12．氫原子在基態(tài)時軌道半徑r1＝0.5310－10 m，能量E1＝－13.6 eV.求氫原子處于基態(tài)時： (1)電子的動能． (2)原子的電勢能． (3)用波長是多少的光照射可使其電離？ 解析：(1)設處于基態(tài)的氫原子核外電子速度為v1， 則：k＝， 故電子動能Ek1＝mv＝＝ eV＝13.6 eV. (2)E1＝Ek1＋Ep1， 故Ep1＝E1－Ek1＝－13.6 eV－13.6 eV＝－27.2 eV. (3)設用波長λ的光照射可使氫原子電離： ＝0－E1， λ＝－＝ m ＝0.914 110－7 m. 答案：(1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)0.914 110－7 m 13．氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為E1＝－13.6 eV，當處于n＝3的激發(fā)態(tài)時，能量為E3＝－1.51 eV，則： (1)當氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1的基態(tài)時，向外輻射的光子的波長是多少？ (2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？ (3)若有大量的氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過程中可能釋放出幾種不同頻率的光子？ 解析：(1)由躍遷公式得：hν＝E3－E1① ν＝② 由①②代入數(shù)據(jù)得：λ＝1.0310－7m. (2)若要將基態(tài)原子電離：hν＝0－E1， 代入數(shù)據(jù)得ν＝3.31015Hz. (3)光子種數(shù)N＝C＝＝3種． 答案：(1)1.0310－7m (2)3.31015 Hz (3)3種 C組 難點突破 14．(多選題)[xx陜西省西安八校聯(lián)考]氫原子的能級圖如圖45－6所示， 圖45－6 處于n＝3激發(fā)態(tài)的大量氫原子向基態(tài)躍遷時所放出的光子中，只有一種光子不能使某金屬A產生光電效應，則下列說法正確的是( ) A．不能使金屬A產生光電效應的光子一定是從n＝3激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時放出的 B．不能使金屬A產生光電效應的光子一定是從n＝3激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2激發(fā)態(tài)時放出的 C．若從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)，所放出的光子一定不能使金屬A產生光電效應 D．金屬A逸出功一定大于1.89 eV 解析：大量處于第3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，共可輻射出3種頻率的光，其中當原子從第3能級向第2能級躍遷時釋放的光子能量最小，其大小為E32＝E3－E2＝1.89 eV，因為該光子不能使金屬A產生光電效應，所以金屬A的逸出功W一定大于1.89 eV，選項A錯誤，B、D正確；若從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)，所放出的光子能量為E43＝E4－E3＝0.66 eV<1.89 eV
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