成都市树德实验中学高中物理选修三《原子结构和波粒二象性》测试题(答案解析)

一、选择题如下图，在争论光电效应的试验中，用波长肯定的光照到阴极K上时，灵敏电流计G有示数，则以下推断正确的选项是〔 〕流经电流计的电流方向为自a向bB．假设将滑片向右移，电路中光电流肯定增大C．假设将电源极性反接，电流计读数肯定增大D．假设换用波长更长的光照耀K，电流计读数肯定增大如图为氢原子的能级示意图，光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。要使大量处于基态的氢原子被激发后可辐射出2种可见光光子，原子应吸取的能量为〔 〕A．10.2eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV如下图，甲图所示是争论光电效应的电路图，乙图是阴极K发生光电效应时，光电Ek与入射光频率v的关系图线，普朗克常量为h，以下说法正确的选项是〔 〕A．由乙图可得vE hA0 k0Eh由乙图可得 k0h0甲图中光电管所加电压为零时，电流表示数也肯定为零0甲图中只要所加电压足够大，即使vv0

，电流表也会有电流通过如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱．谱线an=4的n=2b是氢原子n=3n=2的能级时的辐射光n=5n=3的能级时的辐射光n=4n=3的能级时的辐射光n=5n=2的能级时的辐射光如下图为氢原子的能级示意图，对于处于n=4激发态的一群氢原子来说，则〔 〕由n=2跃迁到n=1时发出光子的能量最大B．由较高能级跃迁到较低能级，电子轨道半径减小，动能增大C．当氢原子自发向低能级跃迁时，可发出3种光谱线Dn=4n=1n=4n=26倍在光电效应试验中，某同学用同一光电管在不同试验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线〔甲光、乙光、丙光〕，如下图．则可推断出〔 〕丙光的频率大于乙光的频率B．甲光的频率大于乙光的频率C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能7．以下哪组现象说明光具有波粒二象性〔 〕光的色散和光的干预C．泊松亮斑和光电效应

光的衍射和光的干预D．以上三组现象都不行α粒子散射试验中，某一α粒子经过某一原子核四周时的运动轨迹如图中实线所P、QP、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为五个区域。不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，以下说法中正确的选项是〔〕可能在①区域C．可能在③、④区域以下说法中的是〔 〕光电效应现象提醒了光的粒子性

肯定在②区域D．肯定在⑤区域B．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性C．康普顿效应说明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量D．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是说明大量光子运动规律的一种概率波10．氢原子能级的示意图如下图，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则〔 〕n=23.6eV的光子而发生电离n=4n=3的能级跃迁时辐射出光子的能量可以小于0.66eVC．ba光的波长短Dn=45种频率的光子如下图，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的选项是〔 〕所辐射的光子的频率最多有6种由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小D2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条关于α粒子散射试验现象的分析，以下说法正确的有〔 〕绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使α粒子受力平衡的结果绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大局部空间是均匀的极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大用不同频率的紫外线分别照耀锌和钨的外表而产生光电效应，可得到光电子最大初动E随入射光频率E—3.24eV，钨的逸出功是K K3.28eVE

坐标中，用实线表示锌，虚线表示钨，则正确—K—反映这一过程的是如下图的〔 〕A． B． C． D．an=2激发态的氢原子吸取肯定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。当用这些辐射出的光子去照耀如图b所示光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，转变电源的正负极并调整滑动变阻器滑片，觉察遏止电压最大值为8V。则〔 〕该光电管阴极K7.06eV吸取的光子能量为2.86eVC．跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的D103种能使该光电管发生光电效应甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的Ⅰ、Ⅱ所示。以下推断错误的选项是〔〕AEk1B．乙金属的极限频率大C．入射光的频率为21时，甲金属产生的光电子的最大初动能为2Ek1D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关二、填空题某种金属在光照状况下发生光电效应，光照强度为I，频率为，光照金属时，单位时间内逸出的光电子为N个，光电子的最大初动能为3.0eV。假设使用强度为2I的该频率的光照耀，单位时间内逸出的光电子数为 个，光电子的最大初动能为 J〔本空保存两位有效数字〕如下图是使用光电管的原理图。当频率为的可见光照耀到阴极K上时，电流表中PAB滑动，通过电流表的电流强度将会〔填“增加”、“减小”或“不变”〕。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为〔e〕。假设不转变入射光的频率，而增参加射光的强度，则光电子的最大初动能将〔填“增加”、“减小”或“不变”〕。依据所学学问完成填空：发生光电效应时，光电子的最大初动能由光的 和 打算．如下图是测定光电效应产生的光电子荷质比的试验原理简图：两块平行板相距为d，放在真空容器中，其中N金属板受光线照耀时放射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转．假设调整R，渐渐增大极板间电压，可以觉察电流渐渐减小UMN间加上垂直于纸面的匀强磁场，渐渐增大磁感强度，也能使电流为零．当磁感强度为B时，电流恰为零．由此可得光em

．〔U、B、d表示〕依据所学学问完成填空：钠金属中的电子吸取光子的能量，从金属外表逸出，这就是光电子．光电子从金属外表逸出的过程中，其动量的大小 〔选填“增大”、“减小”或“不变”〕，缘由是 ．氢原子处在第一、其次激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV，金属钠的截止频率为4z，普朗克常量4．请通过计算推断，氢原子从其次激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照耀金属钠板，能否发生光电效应 ．美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接试验证据．密立根的试验目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，由此计算普朗克常量h，并与普朗克依据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性．如下图是依据某次试验作出的Uc-ν图象，电子的电荷量为1.6×10-19C．依据图象求得这种金属的截止频率νc= ，普朗克常量h= ．〔均保存三位有效数字〕如下图为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照耀一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子放射的不同波长的光有 种，其中最短波长为 m〔结果保存2位有效数字，普朗克常量〕汤姆孙的“葡萄干蛋糕模型”认为：原子是一个球体，其正电物质 ，而电子则 ，整个原子是中性的。如图为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出 种频率不同的光子.假设用其中频率最大的光照耀到逸出功为2.7eV的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为 V.如图甲所示是争论光电效应规律的光电管，用绿光照耀阴极K，试验测得流过电流表G的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，结合图象，每秒钟阴极放射的光电子数N＝ 个；光电子飞出阴极K时的最大动能为 eV。如下图为氢原子的能级图.用光子能量为13.06𝑒𝑉的光照耀一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子放射的不同波长的光有 种;其中最长波长为 m(普朗克常量ℎ=6.63×10−34𝐽•𝑆)光照耀某金属产生光电效应时，试验测得光电子最大初动能与照耀光频率的图象如下图，其中图线与横轴交点坐标为5.5×1014Hz.4.0×10－7～9.0×10－7m的可见光照耀该金属时，求光电子的最大初动能．(h＝6.6×10－34J·s)三、解答题氢原子的能级如下图，某金属的极限波长恰等于氢原子由n=4n=2能级n=2n=1能级时发出的光去照耀，求：逸出功为多少电子伏特；从该金属外表逸出的光电子最大初动能是多少电子伏特。一种测定电子比荷的试验装置如下图。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，假设两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，假设在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；假设再在极板间施加一个方向垂直于纸面对外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O点。极板的长度为5.00cm，C、D间的距离为1.50cm ，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为12.50cm ，电压U为200V，磁感应强度B为6.3104T，P点到O点的距离y为3.00cm。试求电子的比荷。ν=5.53×1014Hzλ=2×10−7m的光照耀金属钠。真空c=3×108m/sh=6.63×10−34Js。(1)请通过计算说明能否发生光电效应？(2)假设能发生光电效应，逸出光电子的最大初动能是多少？〔结果保存两位有效数字〕30．1885年，巴尔末对当时的，氢原子在可见光区的四条谱线进展了分析，觉察这些1谱线的波长能够用一个公式表示，即

R(122

1)〔Rn3,4,