人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE2章末檢測試卷(四)(滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．(2021·江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中)以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長的關(guān)系的說法中正確的是()A．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，說明它的溫度不太高C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光波長最長D．早、晚時分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，說明中午時分太陽溫度最高〖答案〗B〖解析〗物體在某一溫度下能輻射不同波長的電磁波，A錯誤；黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，則輻射強(qiáng)度的極大值也就越大；當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，是由于它的輻射強(qiáng)度的極大值對應(yīng)的波長段在紅外部分，甚至波長更長，說明它的溫度不太高，B正確；當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)，C錯誤；太陽早、晚時分呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，是由于大氣的吸收與反射了部分光的原因，不能說明中午時分太陽溫度最高，D錯誤．2．下列說法錯誤的是()A．普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾恼丈鋾r間太短C．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性D．任何一個運(yùn)動物體，大到太陽、地球，小到電子、質(zhì)子，都與一種波相對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波〖答案〗B〖解析〗普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說，故A說法正確；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾念l率小于該金屬的截止頻率，故B說法錯誤；康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性，故C說法正確；任何一個運(yùn)動物體，都與一種波相對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波，故D說法正確．3．下列說法正確的是()A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型是湯姆孫建立起來的B．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)C．玻爾模型能夠解釋所有原子的光譜D．玻爾認(rèn)為，電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的〖答案〗D〖解析〗湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，提出了“棗糕”式原子模型，原子的核式結(jié)構(gòu)模型是盧瑟福建立起來的，故A錯誤；盧瑟福做α粒子散射實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)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)，只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；玻爾模型只能夠解釋氫原子的光譜，故C錯誤；玻爾理論提出假設(shè)：電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的，故D正確．4．某種單色光的頻率為ν，用它照射某種金屬時，在逸出的光電子中動能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和截止頻率分別是()A．hν－Ek，ν－eq\f(Ek,h) B．Ek－h(huán)ν，ν＋eq\f(Ek,h)C．hν＋Ek，ν－eq\f(h,Ek) D．Ek＋hν，ν＋eq\f(h,Ek)〖答案〗A〖解析〗根據(jù)光電效應(yīng)方程得W0＝hν－Ek，根據(jù)W0＝hνc知截止頻率νc＝eq\f(W0,h)＝ν－eq\f(Ek,h)，選A.5．如圖1所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光．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()圖1〖答案〗C〖解析〗根據(jù)ΔE＝hν，ν＝eq\f(c,λ)，可知λ＝eq\f(hc,ΔE)，能級差越大，波長越小，所以a的波長最短，b的波長最長，選C.6．(2020·涿鹿中學(xué)高二月考)對波粒二象性的理解，下列說法錯誤的是()A．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)從動量方面進(jìn)一步揭示了光的粒子性B．德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動性，而且粒子的能量和動量跟它所對應(yīng)的波的頻率和波長之間，遵從ν＝eq\f(ε,h)和λ＝eq\f(h,p)的關(guān)系C．光的波長越短，光子的能量越大，光的粒子性越明顯D.如果一個電子的德布羅意波波長和一個中子的德布羅意波波長相等，則它們的動能也相等〖答案〗D〖解析〗光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)從動量方面進(jìn)一步揭示了光的粒子性，選項(xiàng)A正確；德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動性，而且粒子的能量和動量跟它所對應(yīng)的波的頻率和波長之間，遵從ν＝eq\f(ε,h)和λ＝eq\f(h,p)的關(guān)系，選項(xiàng)B正確；根據(jù)E＝hν可知，光的波長越短，頻率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明顯，選項(xiàng)C正確；根據(jù)λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,\r(2mEk))可知，如果一個電子的德布羅意波波長和一個中子的德布羅意波波長相等，因電子的質(zhì)量和中子的質(zhì)量不相等，則它們的動能也不相等，選項(xiàng)D錯誤．7．(2021·江蘇省邗江中學(xué)高二期中)如圖2所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19C，由圖可知()圖2A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量的倒數(shù)D．該金屬的逸出功約為0.5eV〖答案〗A〖解析〗當(dāng)光電子的最大初動能為零時，入射光的光子能量與逸出功相等，即入射光的頻率等于金屬的截止頻率，可知金屬的截止頻率為4.27×1014Hz，B錯誤，A正確；根據(jù)Ek＝hν－W0，Ek－ν圖線的斜率表示普朗克常量，C錯誤；該金屬的逸出功為W0＝hνc＝6.63×10－34×4.27×1014J≈1.77eV，D錯誤．8．(2021·遼寧高二期中)如圖3所示是氫原子的能級圖，其中由高能級向n＝2能級躍遷時釋放的一組譜線稱為“巴耳末線系”．現(xiàn)有大量處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷，則()圖3A．最多可輻射出4種不同頻率的光子B．產(chǎn)生的光子中有6種屬于巴耳末線系C．從n＝5能級躍遷到n＝4能級時產(chǎn)生的光子波長最長D．從n＝4能級躍遷到n＝2能級要吸收2.55eV的能量〖答案〗C〖解析〗大量處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出Ceq\o\al(2,5)＝10種不同頻率的光子，其中的5→2,4→2,3→2三種躍遷產(chǎn)生的譜線屬于巴耳末線系，選項(xiàng)A、B錯誤；從n＝5能級躍遷到n＝4能級時，能級差最小，則產(chǎn)生的光子頻率最小，波長最長，選項(xiàng)C正確；從n＝4能級躍遷到n＝2能級要放出(－0.85eV)－(－3.4eV)＝2.55eV的能量，選項(xiàng)D錯誤．二、多項(xiàng)選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．(2021·重慶八中高二月考)物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，任何學(xué)說和理論的建立都離不開實(shí)驗(yàn)．關(guān)于下面幾個重要的物理實(shí)驗(yàn)，說法正確的是()A．盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明光具有波粒二象性C．電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子可以再分D．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性〖答案〗CD〖解析〗盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)，A錯誤；光具有波粒二象性，光電效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性，B錯誤；電子的發(fā)現(xiàn)表明了原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，原子可以再分，C正確；康普頓效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性，D正確．10.如圖4所示，某種單色光射到光電管的陰極上時，電流表有示數(shù)，則()圖4A．入射的單色光的頻率必須大于陰極材料的截止頻率B．增大單色光的強(qiáng)度，電流表的示數(shù)將增大C．滑片P向左移，電流表示數(shù)將增大D．滑片P向左移，電流表示數(shù)將減小，甚至為零〖答案〗ABD〖解析〗單色光射到光電管的陰極上時，電流表有示數(shù)，說明發(fā)生了光電效應(yīng)，因此入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的截止頻率，選項(xiàng)A正確；增大單色光的強(qiáng)度，則產(chǎn)生的光電流增大，電流表的示數(shù)增大，選項(xiàng)B正確；當(dāng)滑片P向左移時，K極的電勢比A極高，光電管上加的是反向電壓，故選項(xiàng)C錯誤，D正確．11．(2020·廣東高二期中)研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖5(a)所示，其光電流與電壓的關(guān)系如圖(b)所示．則下列說法中正確的是()圖5A．若把滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動，光電流一定增大B．圖線甲與乙是同一種入射光，且入射光甲的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度C．由圖可知，乙光的頻率小于丙光的頻率D．若將甲光換成丙光來照射鋅板，其逸出功將減小〖答案〗BC〖解析〗若把滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動，若光電流沒達(dá)到飽和電流，則光電流一定會增大，若已達(dá)到飽和電流，則光電流不會增大，故A錯誤；由題圖(b)可知，甲、乙兩光的截止電壓相同，根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mvm2＝hν－W0知頻率相同，是同一種入射光；甲的飽和光電流大于乙的飽和光電流，而光的頻率相等，所以甲光照射的強(qiáng)度大于乙光照射的強(qiáng)度，故B正確；根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mvm2＝hν－W0知入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Uc越大，乙光的遏止電壓小于丙光，所以乙光的頻率小于丙光頻率，故C正確；同一金屬，逸出功是相等的，與入射光無關(guān)，故D錯誤．12．(2021·江蘇省蘇州第一中學(xué)高二期中改編)如圖6所示為氫原子的能級圖，下列說法正確的是()圖6A．從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，電子的動能會變大，電勢能會減小B．氫原子從高能級向低能級躍遷時要輻射光子C．一個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多可能發(fā)出3條光譜線D．用能量為12.6eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷〖答案〗ABC〖解析〗電子做圓周運(yùn)動，靜電力提供向心力，則有keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)Ek＝eq\f(1,2)mv2聯(lián)立可得Ek＝eq\f(ke2,2r)從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，電子的軌道半徑減小，由動能表達(dá)式分析可知電子的動能會變大，因靜電力做正功，電勢能會減小，故A正確；根據(jù)玻爾假設(shè)可知?dú)湓訌母吣芗壪虻湍芗壾S遷時要輻射光子，故B正確；一個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多可能發(fā)出光譜線的種類為n－1＝4－1＝3，故C正確；從n＝1能級躍遷到n＝2能級時，需要吸收的能量為ΔE＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV12.6eV>10.2eV用能量為12.6eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子躍遷到n＝2能級，故D錯誤．三、實(shí)驗(yàn)題(本題2小題，共14分)13.(10分)(2020·烏魯木齊市第四中學(xué)高二期中)如圖7所示是研究光電管產(chǎn)生的光電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的截止頻率為νc，元電荷為e，普朗克常量為h.現(xiàn)將頻率為ν(大于νc)的光照射在陰極上，則：圖7(1)________是陰極(填“A”或“K”)，陰極材料的逸出功等于________．(2)加在A、K間的正向電壓為U時，到達(dá)陽極的光電子的最大動能為________，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是______________．(3)為了阻止所有光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加上U反＝________的反向電壓．(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________．A．照射光頻率不變，增加光強(qiáng)B．照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率C．增加A、K電極間的電壓D．減小A、K電極間的電壓〖答案〗(1)K(1分)hνc(1分)(2)hν－h(huán)νc＋eU(2分)逐漸增大，直至保持不變(2分)(3)eq\f(hν－h(huán)νc,e)(2分)(4)A(2分)〖解析〗(1)K是陰極，陰極材料的逸出功等于hνc.(2)逸出光電子的最大初動能為hν－h(huán)νc；若加在A、K間的正向電壓為U時，到達(dá)陽極的光電子的最大動能為Ekm＋eU＝hν－h(huán)νc＋eU，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，則到達(dá)陽極的光電子數(shù)逐漸增加，直到當(dāng)全部光電子都能到達(dá)陽極時為止，則電流表的示數(shù)的變化情況是逐漸增大，直至保持不變．(3)為了阻止所有光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加上的反向電壓應(yīng)滿足：U反e＝Ekm＝hν－h(huán)νc，解得U反＝eq\f(hν－h(huán)νc,e).(4)若增加飽和光電流，則需要增加單位時間射到陰極的光子數(shù)，即保持照射光頻率不變時，需要增大光強(qiáng)，故選A.14．(4分)(2020·江蘇高二期末)如圖8甲所示為氫原子的能級圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙，則金屬的逸出功W0＝________eV；將上述各種頻率的光分別照射到電路陰極K上，共有________種頻率的光能產(chǎn)生光電流．圖8〖答案〗6.75(2分)3(2分)〖解析〗大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率最高的光子是對應(yīng)著從n＝4到n＝1的躍遷，頻率最高光子的能量為hνm＝E4－E1＝12.75eV，由題圖丙可知輻射光電子的最大初動能為6eV，根據(jù)Ekm＝hν－W0可知金屬的逸出功W0＝12.75eV－6eV＝6.75eV.從n＝4到低能級的躍遷中能輻射出6種不同頻率的光子，其中光子能量大于6.75eV的躍遷有：n＝2到n＝1的躍遷，輻射光子的能量為－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV；n＝3到n＝1的躍遷，輻射光子的能量為－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV；n＝4到n＝1的躍遷，輻射光子的能量為－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV；其余躍遷光子能量小于6.75eV；n＝4到n＝2的躍遷，輻射光子的能量－0.85eV－(－3.4eV)＝2.55eV；所以各種頻率的光分別照射到電路陰極K上，共有3種頻率的光能產(chǎn)生光電流．四、計(jì)算題(本題4小題，共46分)15．(10分)(2021·全國高三專題練習(xí))小明用陰極為金屬銣的光電管觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖9甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)圖9(1)圖甲中電極A為光電管的什么極；(2)實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc和逸出功W0分別是多少；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek是多少．〖答案〗(1)陽極(2)5.20×1014Hz3.45×10－19J(3)1.19×10－19J〖解析〗(1)由光電管的結(jié)構(gòu)知，A為陽極．(3分)(2)Uc－ν圖像中橫軸的截距表示銣的截止頻率，則νc＝5.20×1014Hz(2分)逸出功W0＝hνc≈3.45×10－19J(2分)(3)由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0≈1.19×10－19J．(3分)16．(10分)(2020·修水縣第五中學(xué)高二月考)如圖10所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源．即可在陽極A上產(chǎn)生X射線．(h＝6.63×10－34J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19C)圖10(1)若高壓電源的電壓為20kV，求X射線的最短波長；(2)若此時電流表讀數(shù)為5mA,1s內(nèi)產(chǎn)生5×1013個波長為1.0×10－10m的光子，求倫琴射線管的工作效率．〖答案〗(1)6.2×10－11m(2)0.1%〖解析〗(1)倫琴射線管陰極上產(chǎn)生的熱電子在20kV高壓加速下獲得的動能全部變成X光子的能量，X光子的波長最短．eU＝hν(1分)ν＝eq\f(c,λ)(1分)得λ＝eq\f(hc,Ue)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,2×104×1.6×10－19)m≈6.2×10－11m(2分)(2)高壓電源的電功率P1＝UI＝100W，(2分)每秒產(chǎn)生X光子的能量E＝nheq\f(c,λ)＝0.1J(1分)功率P2＝eq\f(E,t)＝0.1W(1分)效率為η＝eq\f(P2,P1)×100%＝0.1%.(2分)17.(13分)(2020·鹽山中學(xué)高二月考)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級圖如圖11所示．當(dāng)氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時，輻射出某種頻率的光子，用該頻率的光照射逸出功為2.25eV的鉀表面．已知電子電荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.求：圖11(1)輻射出光子的頻率(保留兩位有效數(shù)字)；(2)輻射出光子的動量；(3)鉀表面逸出的光電子的最大初動能為多少eV.〖答案〗(1)6.2×1014Hz(2)1.4×10－27kg·m/s(3)0.30eV〖解析〗(1)氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時，釋放出光子能量為E＝－0.85eV－(－3.40eV)＝2.55eV，(2分)由E＝hν(2分)解得光子的頻率ν≈6.2×1014Hz(1分)(2)由p＝eq\f(h,λ)(2分)λ＝eq\f(c,ν)(2分)得p≈1.4×10－27kg·m/s(1分)(3)用此光照射逸出功為2.25eV的鉀時，由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，(2分)產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ek＝(2.55－2.25)eV＝0.30eV(1分)18．(13分)將氫原子電離，就是從外部給電子提供能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛而成為自由電子．(電子電荷量e＝1.6×10－19C，電子質(zhì)量m＝9.1×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m/s)(1)若要使n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子？(2)若用波長為200nm的紫外線照射n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，則電子飛到離核無窮遠(yuǎn)處時的速度為多大？〖答案〗(1)8.21×1014Hz(2)1×106m/s〖解析〗(1)n＝2時，E2＝eq\f(－13.6,22)eV＝－3.4eV(2分)n＝∞時，E∞＝0(1分)所以，要使處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，電離能為ΔE＝E∞－E2＝3.4eV(2分)ν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(3.4×1.6×10－19,6.63×10－34)Hz≈8.21×1014Hz.(2分)(2)波長為200nm的紫外線一個光子所具有的能量E0＝hν＝heq\f(c,λ)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,200×10－9)J＝9.945×10－19J(2分)電離能ΔE＝3.4×1.6×10－19J＝5.44×10－19J(1分)由能量守恒有E0－ΔE＝eq\f(1,2)mv2(2分)代入數(shù)值解得v≈1×106m/s.(1分)章末檢測試卷(四)(滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．(2021·江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中)以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長的關(guān)系的說法中正確的是()A．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，說明它的溫度不太高C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光波長最長D．早、晚時分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，說明中午時分太陽溫度最高〖答案〗B〖解析〗物體在某一溫度下能輻射不同波長的電磁波，A錯誤；黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，則輻射強(qiáng)度的極大值也就越大；當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，是由于它的輻射強(qiáng)度的極大值對應(yīng)的波長段在紅外部分，甚至波長更長，說明它的溫度不太高，B正確；當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)，C錯誤；太陽早、晚時分呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，是由于大氣的吸收與反射了部分光的原因，不能說明中午時分太陽溫度最高，D錯誤．2．下列說法錯誤的是()A．普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾恼丈鋾r間太短C．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性D．任何一個運(yùn)動物體，大到太陽、地球，小到電子、質(zhì)子，都與一種波相對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波〖答案〗B〖解析〗普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說，故A說法正確；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾念l率小于該金屬的截止頻率，故B說法錯誤；康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性，故C說法正確；任何一個運(yùn)動物體，都與一種波相對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波，故D說法正確．3．下列說法正確的是()A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型是湯姆孫建立起來的B．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)C．玻爾模型能夠解釋所有原子的光譜D．玻爾認(rèn)為，電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的〖答案〗D〖解析〗湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，提出了“棗糕”式原子模型，原子的核式結(jié)構(gòu)模型是盧瑟福建立起來的，故A錯誤；盧瑟福做α粒子散射實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)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)，只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；玻爾模型只能夠解釋氫原子的光譜，故C錯誤；玻爾理論提出假設(shè)：電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的，故D正確．4．某種單色光的頻率為ν，用它照射某種金屬時，在逸出的光電子中動能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和截止頻率分別是()A．hν－Ek，ν－eq\f(Ek,h) B．Ek－h(huán)ν，ν＋eq\f(Ek,h)C．hν＋Ek，ν－eq\f(h,Ek) D．Ek＋hν，ν＋eq\f(h,Ek)〖答案〗A〖解析〗根據(jù)光電效應(yīng)方程得W0＝hν－Ek，根據(jù)W0＝hνc知截止頻率νc＝eq\f(W0,h)＝ν－eq\f(Ek,h)，選A.5．如圖1所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光．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()圖1〖答案〗C〖解析〗根據(jù)ΔE＝hν，ν＝eq\f(c,λ)，可知λ＝eq\f(hc,ΔE)，能級差越大，波長越小，所以a的波長最短，b的波長最長，選C.6．(2020·涿鹿中學(xué)高二月考)對波粒二象性的理解，下列說法錯誤的是()A．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)從動量方面進(jìn)一步揭示了光的粒子性B．德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動性，而且粒子的能量和動量跟它所對應(yīng)的波的頻率和波長之間，遵從ν＝eq\f(ε,h)和λ＝eq\f(h,p)的關(guān)系C．光的波長越短，光子的能量越大，光的粒子性越明顯D.如果一個電子的德布羅意波波長和一個中子的德布羅意波波長相等，則它們的動能也相等〖答案〗D〖解析〗光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)從動量方面進(jìn)一步揭示了光的粒子性，選項(xiàng)A正確；德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動性，而且粒子的能量和動量跟它所對應(yīng)的波的頻率和波長之間，遵從ν＝eq\f(ε,h)和λ＝eq\f(h,p)的關(guān)系，選項(xiàng)B正確；根據(jù)E＝hν可知，光的波長越短，頻率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明顯，選項(xiàng)C正確；根據(jù)λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,\r(2mEk))可知，如果一個電子的德布羅意波波長和一個中子的德布羅意波波長相等，因電子的質(zhì)量和中子的質(zhì)量不相等，則它們的動能也不相等，選項(xiàng)D錯誤．7．(2021·江蘇省邗江中學(xué)高二期中)如圖2所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19C，由圖可知()圖2A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量的倒數(shù)D．該金屬的逸出功約為0.5eV〖答案〗A〖解析〗當(dāng)光電子的最大初動能為零時，入射光的光子能量與逸出功相等，即入射光的頻率等于金屬的截止頻率，可知金屬的截止頻率為4.27×1014Hz，B錯誤，A正確；根據(jù)Ek＝hν－W0，Ek－ν圖線的斜率表示普朗克常量，C錯誤；該金屬的逸出功為W0＝hνc＝6.63×10－34×4.27×1014J≈1.77eV，D錯誤．8．(2021·遼寧高二期中)如圖3所示是氫原子的能級圖，其中由高能級向n＝2能級躍遷時釋放的一組譜線稱為“巴耳末線系”．現(xiàn)有大量處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷，則()圖3A．最多可輻射出4種不同頻率的光子B．產(chǎn)生的光子中有6種屬于巴耳末線系C．從n＝5能級躍遷到n＝4能級時產(chǎn)生的光子波長最長D．從n＝4能級躍遷到n＝2能級要吸收2.55eV的能量〖答案〗C〖解析〗大量處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出Ceq\o\al(2,5)＝10種不同頻率的光子，其中的5→2,4→2,3→2三種躍遷產(chǎn)生的譜線屬于巴耳末線系，選項(xiàng)A、B錯誤；從n＝5能級躍遷到n＝4能級時，能級差最小，則產(chǎn)生的光子頻率最小，波長最長，選項(xiàng)C正確；從n＝4能級躍遷到n＝2能級要放出(－0.85eV)－(－3.4eV)＝2.55eV的能量，選項(xiàng)D錯誤．二、多項(xiàng)選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．(2021·重慶八中高二月考)物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，任何學(xué)說和理論的建立都離不開實(shí)驗(yàn)．關(guān)于下面幾個重要的物理實(shí)驗(yàn)，說法正確的是()A．盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明光具有波粒二象性C．電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子可以再分D．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性〖答案〗CD〖解析〗盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)，A錯誤；光具有波粒二象性，光電效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性，B錯誤；電子的發(fā)現(xiàn)表明了原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，原子可以再分，C正確；康普頓效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性，D正確．10.如圖4所示，某種單色光射到光電管的陰極上時，電流表有示數(shù)，則()圖4A．入射的單色光的頻率必須大于陰極材料的截止頻率B．增大單色光的強(qiáng)度，電流表的示數(shù)將增大C．滑片P向左移，電流表示數(shù)將增大D．滑片P向左移，電流表示數(shù)將減小，甚至為零〖答案〗ABD〖解析〗單色光射到光電管的陰極上時，電流表有示數(shù)，說明發(fā)生了光電效應(yīng)，因此入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的截止頻率，選項(xiàng)A正確；增大單色光的強(qiáng)度，則產(chǎn)生的光電流增大，電流表的示數(shù)增大，選項(xiàng)B正確；當(dāng)滑片P向左移時，K極的電勢比A極高，光電管上加的是反向電壓，故選項(xiàng)C錯誤，D正確．11．(2020·廣東高二期中)研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖5(a)所示，其光電流與電壓的關(guān)系如圖(b)所示．則下列說法中正確的是()圖5A．若把滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動，光電流一定增大B．圖線甲與乙是同一種入射光，且入射光甲的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度C．由圖可知，乙光的頻率小于丙光的頻率D．若將甲光換成丙光來照射鋅板，其逸出功將減小〖答案〗BC〖解析〗若把滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動，若光電流沒達(dá)到飽和電流，則光電流一定會增大，若已達(dá)到飽和電流，則光電流不會增大，故A錯誤；由題圖(b)可知，甲、乙兩光的截止電壓相同，根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mvm2＝hν－W0知頻率相同，是同一種入射光；甲的飽和光電流大于乙的飽和光電流，而光的頻率相等，所以甲光照射的強(qiáng)度大于乙光照射的強(qiáng)度，故B正確；根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mvm2＝hν－W0知入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Uc越大，乙光的遏止電壓小于丙光，所以乙光的頻率小于丙光頻率，故C正確；同一金屬，逸出功是相等的，與入射光無關(guān)，故D錯誤．12．(2021·江蘇省蘇州第一中學(xué)高二期中改編)如圖6所示為氫原子的能級圖，下列說法正確的是()圖6A．從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，電子的動能會變大，電勢能會減小B．氫原子從高能級向低能級躍遷時要輻射光子C．一個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多可能發(fā)出3條光譜線D．用能量為12.6eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷〖答案〗ABC〖解析〗電子做圓周運(yùn)動，靜電力提供向心力，則有keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)Ek＝eq\f(1,2)mv2聯(lián)立可得Ek＝eq\f(ke2,2r)從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，電子的軌道半徑減小，由動能表達(dá)式分析可知電子的動能會變大，因靜電力做正功，電勢能會減小，故A正確；根據(jù)玻爾假設(shè)可知?dú)湓訌母吣芗壪虻湍芗壾S遷時要輻射光子，故B正確；一個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多可能發(fā)出光譜線的種類為n－1＝4－1＝3，故C正確；從n＝1能級躍遷到n＝2能級時，需要吸收的能量為ΔE＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV12.6eV>10.2eV用能量為12.6eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子躍遷到n＝2能級，故D錯誤．三、實(shí)驗(yàn)題(本題2小題，共14分)13.(10分)(2020·烏魯木齊市第四中學(xué)高二期中)如圖7所示是研究光電管產(chǎn)生的光電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的截止頻率為νc，元電荷為e，普朗克常量為h.現(xiàn)將頻率為ν(大于νc)的光照射在陰極上，則：圖7(1)________是陰極(填“A”或“K”)，陰極材料的逸出功等于________．(2)加在A、K間的正向電壓為U時，到達(dá)陽極的光電子的最大動能為________，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是______________．(3)為了阻止所有光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加上U反＝________的反向電壓．(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________．A．照射光頻率不變，增加光強(qiáng)B．照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率C．增加A、K電極間的電壓D．減小A、K電極間的電壓〖答案〗(1)K(1分)hνc(1分)(2)hν－h(huán)νc＋eU(2分)逐漸增大，直至保持不變(2分)(3)eq\f(hν－h(huán)νc,e)(2分)(4)A(2分)〖解析〗(1)K是陰極，陰極材料的逸出功等于hνc.(2)逸出光電子的最大初動能為hν－h(huán)νc；若加在A、K間的正向電壓為U時，到達(dá)陽極的光電子的最大動能為Ekm＋eU＝hν－h(huán)νc＋eU，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，則到達(dá)陽極的光電子數(shù)逐漸增加，直到當(dāng)全部光電子都能到達(dá)陽極時為止，則電流表的示數(shù)的變化情況是逐漸增大，直至保持不變．(3)為了阻止所有光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加上的反向電壓應(yīng)滿足：U反e＝Ekm＝hν－h(huán)νc，解得U反＝eq\f(hν－h(huán)νc,e).(4)若增加飽和光電流，則需要增加單位時間射到陰極的光子數(shù)，即保持照射光頻率不變時，需要增大光強(qiáng)，故選A.14．(4分)(2020·江蘇高二期末)如圖8甲所示為氫原子的能級圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙，則金屬的逸出功W0＝________eV；將上述各種頻率的光分別照射到電路陰極K上，共有________種頻率的光能產(chǎn)生光電流．圖8〖答案〗6.75(2分)3(2分)〖解析〗大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率最高的光子是對應(yīng)著從n＝4到n＝1的躍遷，頻率最高光子的能量為hνm＝E4－E1＝12.75eV，由題圖丙可知輻射光電子的最大初動能為6eV，根據(jù)Ekm＝hν－W0可知金屬的逸出功W0＝12.75eV－6eV＝6.75eV.從n＝4到低能級的躍遷中能輻射出6種不同頻率的光子，其中光子能量大于6.75eV的躍遷有：n＝2到n＝1的躍遷，輻射光子的能量為－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV；n＝3到n＝1的躍遷，輻射光子的能量為－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV；n＝4到n＝1的躍遷，輻射光子的能量為－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV；其余躍遷光子能量小于6.75eV；n＝4到n＝2的躍遷，輻射光子的能量－0.85eV－(－3.4eV)＝2.55eV；所以各種頻率的光分別照射到電路陰極K上，共有3種頻率的光能產(chǎn)生光電流．四、計(jì)算題(本題4小題，共46分)15．(10分)(2021·全國高三專題練習(xí))小明用陰極為金屬銣的光電管觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖9甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)圖9(1)圖甲中電極A為光電管的什么極；(2)實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc和逸出功W0分別是多少；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek是多少．〖答案〗(1)陽極(2)5.20×1014Hz3.45×10－19J(3)1.19×10－19J〖解析〗(1)由光電管的結(jié)構(gòu)知，A為陽極．(3分)(2)Uc－ν圖像中橫軸的截距表示銣的截止頻率，則νc＝5.20×1014Hz(2分)逸出功W0＝hνc≈3.45×10－19J(2分)(3)由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0≈1.19×10－19J．(3分)16．(10分)(2020·修水縣第五中學(xué)高二月考)如圖10所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源．即可在陽極A上產(chǎn)生X射線．(h＝6.63×10－34J·s，