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1、课时规范练43光电效应波粒二象性原子结构玻尔理论基础对点练1.(原子的核式结构)(2018山东烟台期末)卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是()A.粒子散射实验B.电子的发现C.光电效应现象的发现D.天然放射性现象的发现答案A解析卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型,而对阴极射线的研究,发现原子还可以再分,对于光电效应,揭示了光的粒子性,氢原子光谱实验说明了能量量子化的观念,故A正确,B、C、D错误;故选A。2.(氢原子光谱)(2018湖南衡阳模拟)下列有关氢原子光谱的说法正确的是()A.氢原子的发射光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原
2、子光谱说明氢原子能量是连续的D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关答案B解析由于氢原子发射的光子的能量E=En-Em=E1-E1=E1,所以发射的光子的能量值E是不连续的,只能是一些特定频率的谱线,故选项A错误,B正确;由于氢原子的轨道是不连续的,根据玻尔原子理论知氢原子的能级也是不连续的,即是分立的,故选项C错误;当氢原子从较高轨道第n能级跃迁到较低轨道第m能级时,发射的光子的能量为E=En-Em=h,显然n、m的取值不同,发射光子的频率就不同,故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关,选项D错误。3.(对光电效应的理解)(2018江西五校模拟)下列有关光电效应的说法正确的是()
3、A.光电效应现象证明了光是电磁波B.普朗克为了解释光电效应现象,提出了光子说C.只要增大入射光的强度,就可以产生光电效应D.入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应答案D解析光电效应显示了光的粒子性,但不能证明光是电磁波,选项A错误;爱因斯坦为了解释光电效应现象,提出了光子说,选项B错误;根据光电效应产生的条件可知,只有当入射光的频率大于金属的极限频率(或截止频率)时,才能发生光电效应,选项C错误,D正确。4.(光电效应方程的应用)(2108四川“联测促改”)如图所示,用波长为0的单色光照射某金属,调节变阻器,当电压表的示数为某值时,电流表的示数恰好减小为零;再用波长为的单色光重复上述实
4、验,当电压表的示数增加到原来的3倍时,电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h,真空中光速为c。该金属的逸出功为()A.B.C.D.答案C解析接通开关,当电压表读数大于或等于U时,电流表读数为零,遏止电压为U,根据光电效应方程,则光电子的最大初动能为:Ekm=eU=h-W0;用波长为的单色光照射时,Ekm=3eU=h-W0;联立解得:W0=,故C正确,ABD错误。故选C。5.(氢原子的能级及能级跃迁)(2018湖南天心期末)用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2和3的三条谱线,且321,则()A.01B.3=2+1C.0=1+2+3D.答案B解
5、析大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱,这说明是从n=3能级向低能级跃迁,由n=3能级向n=1能级跃迁时,h3=E3-E1;由n=2能级向n=1能级跃迁时,h2=E2-E1;由n=3能级向n=2能级跃迁时,h1=E3-E2;将以上三式变形可得h3=h2+h1,即3=2+1,所以B正确,D错误;再根据氢原子理论可知,入射光频率0=3,所以A、C错误。6.(光电效应图象问题)(2018广东潮州模拟)用如图甲所示的装置研究光电效应现象。用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(
6、0,-b),下列说法中正确的是()A.普朗克常量为h=B.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大C.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数增大答案A解析根据Ekm=h-W0可得,纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功等于b。当最大初动能为零时,入射光的频率等于截止频率,所以金属的截止频率为0=a,那么普朗克常量为h=,故A正确;根据光电效应方程可以知道,入射光的频率与最大初动能有关,与光的强度无关,故B错误;若保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,则光子数目减小,那么电流表G的示数会减小,故CD错误。所以A正确,BC
7、D错误。7.(多选)(光电效应图象问题)(2018湖南长沙雅礼中学二模)如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压Ue随入射光频率变化的函数关系图象。对于这两个光电管,下列判断正确的是()A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压Ue不同B.光电子的最大初动能不同C.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同D.两个光电管的Ue-图象的斜率可能不同答案ABC解析根据光电效应方程Ekm=h-W0和eUc=Ekm得出,相同频率,不同逸出功,则遏止电压也不同,A正
8、确;根据光电效应方程Ekm=h-W0得,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,B正确;虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流可能相同,C正确;因为Uc=知图线的斜率为,即只与h和e有关,为常数,一定相同,D错误;故选ABC。8.(波粒二象性)(2018山东济南模拟)关于波粒二象性,下列说法中正确的是()A.图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应,则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应B.图乙中入射光的强度越大,则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大C.图丙说明光子既有粒子性也有波动性D.戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动
9、性答案D解析在可见光中,紫光的频率最大,故紫光光子的能量最大,紫光照射到锌板上可以发生光电效应,但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应,A错误;入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量,但不能增大逸出光电子的最大初动能,B错误;光的散射揭示了光的粒子性,没有揭示光的波动性,C错误;衍射是波特有的现象,故电子束衍射实验证明了电子具有波动性,D正确。素养综合练9.(2018天津和平一模)美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率,算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以验证爱因斯坦方程的正确性。如图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压Uc与入射光频率关系图
10、象,两金属的逸出功分别为W甲、W乙,如果用0频率的光照射两种金属,光电子的最大初动能分别为E甲、E乙,则下列关系正确的是()A.W甲E乙B.W甲W乙,E甲W乙,E甲E乙D.W甲W乙,E甲E乙答案A解析根据光电效应方程得:Ekm=h-W0=h-h0又Ekm=qUc解得:Uc=-;知Uc-图线;当Uc=0,=0;由图象可知,金属甲的极限频率小于金属乙,则金属甲的逸出功小于乙的,即W甲E乙,故A正确,BCD错误;故选A。10.(2018湖北4月调研)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=3能级发出的谱线属于帕邢系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于帕邢系,则这群氢原子自发跃迁时最多发出
11、不同频率的谱线的条数为()A.3B.6C.10D.15答案C解析氢原子光谱中只有两条帕邢系,即是从n=5,n=4轨道跃迁到n=3轨道,故电子的较高能级应该是在n=5的能级上。然后从n=5向n=4,n=3,n=2,n=1跃迁,从n=4向n=3,n=2,n=1,从n=3向n=2,n=1,从n=2向n=1跃迁,故这群氢原子自发跃迁时最大能发生=10条不同频率的谱线。故选C。11.(2018山西太原二模)如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时,辐射出光子a;从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出光子b。以下判断正确的是()A.在真空中光子a的波长大于光子b的波长B.光
12、子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C.光子a可能使处于n=4能级的氢原子电离D.大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线答案A解析氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级的能级差小于从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的能级差,根据Em-En=h知,光子a的能量小于光子b的能量,所以a光的频率小于b光的频率,光子a的波长大于光子b的波长,故A正确;光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差,所以不能被基态的原子吸收,故B错误;根据Em-En=h可求光子a的能量小于n=4能级的电离能,所以不能使处于n=4能级的氢原子电离,C错误;大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不
13、同谱线,故D错误。12.(2018河南新乡月考)为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光子”的概念,并给出了光电效应方程,但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性,实验电路如图1所示。(1)为了测量遏止电压U0与入射光频率的关系,实验中双刀双掷开关应向闭合。(选填“上”或“下”)(2)如果实验所得U0-图象如图2所示,其中U1、1、0为已知量,元电荷带电荷量为e,那么:只需将与普朗克常量h进行比较,若在误差许可的范围内二者相等,则证明“光电效应方程”是正确的。该实验所用光电管的K极材料的逸出功为。答案(1)下(2)0解析(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极,可知实验中双刀双掷开关应向下闭合。(2)根据爱因斯坦光电效应方程:Ek=h-W0由动能定理:eU=Ek得:U1=1-0,结合图象知:k=;解得,普朗克常量:h=;截止频率为0,则该金属的逸出功:W0=h0=0。9
