1、课时分层集训(三十三) 光电效应 氢原子光谱(限时：40 分钟)(对应学生用书第 335 页)基础对点练光子说 光电效应现象12016 年 8 月 16 日 01 时 40 分，由我国研制的世界首颗量子科学试验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空它的成功发射和在轨运行，不仅将有助于我国广域量子通信网络的构建，服务于国家信息安全，它将开展对量子力学基本问题的空间尺度试验检验，加深人类对量子力学自身的理解，关于量子和量子化，下列说法错误的是( )A玻尔在研究原子结构中引进了量子化的概念B普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念C光子的概念是爱因斯坦提出
2、的D光电效应实验中的光电子，也就是光子D 由玻 尔理论可知，在研究原子 结构时，引 进了量子化的概念，故 A 正确；普朗克在 1900 年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，提出量子化理论，故 B 正确；为解释光电 效应现象， 爱因斯坦提出了光子说，引入了光子的概念，故 C 正确；光电 子就是在光电效应中产生的电子，本质是金属板的电子，故 D 错误2用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是( )A改用频率更小的紫外线照射B改用 X 射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间选 B 某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，
3、与入射光的强度和照射时间无关。不能发生光电效应， 说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应， 应增大入射光的频率， X 射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为 B。3(多选 )如图 1217为用光照射锌板产生光电效应的装置示意图光电子的最大初动能用 Ek 表示、入射光的强度用 C 表示、入射光的波长用 表示、入射光的照射时间用 t 表示、入射光的频率用 表示则下列说法正确的是( )图 1217AE k 与 C 无关BE k 与 成反比CE k 与 t 成正比DE k 与 成线性关系AD 由 Ek hW 0 知，E k 与照射光的强度及照射时间无关，与 成线性关系，A 、D
4、 正确，C 错误；由 Ek W 0 可知，E k 与 不成反比，B 错hc误粒子散射实验4下列与 粒子散射实验结果一致的是( ) A所有 粒子穿过金箔后偏转角度都很小B大多数 粒子发生较大角度的偏转C向各个方向运动的 粒子数目基本相等D极少数 粒子发生大角度的偏转D 当 粒子穿 过原子时，电子对 粒子影响很小，影响 粒子运动的主要是原子核，离原子核远的 粒子受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不改变，只有当 粒子距离原子核很近时，才会受到很大的库仑斥力，而原子核很小，所以只有极少数的 粒子发生大角度的偏 转，而绝大多数基本按直线方向前进，实验结果是：离原子核远的 粒子偏 转角度小，离原子核近的 粒
5、子偏转角度大，正 对原子核的 粒子返回，故 A、B、C 错误，D 正确 5从 粒子散射实验结果出发推出的结论有：金原子内部大部分都是空的；金原子是一个球体；汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；原子核的半径约是 1015 m，其中正确的是( )A BC DB 粒子散射实验的结果表明，原子是由原子核和核外 电子构成的，原子核体积很小，质量大，原子的质量主要集中在原子核上，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核做高速运动，则从 粒子散射实验结果出发推出的结论有金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径约是 1015 m，不能说明金原子是球体，B 正
6、确6(多选 )卢瑟福和他的学生用 粒子轰击不同的金属，并同时进行观测，经过大量的实验，最终确定了原子的核式结构如图 1218为该实验的装置，其中荧光屏能随显微镜在图中的圆面内转动当用 粒子轰击金箔时，在不同位置进行观测，如果观测的时间相同，则下列说法正确的是( )图 1218A在 1 处看到的闪光次数最多B2 处的闪光次数比 4 处多C3 和 4 处没有闪光D4 处有闪光但次数极少ABD 卢瑟福和他的学生做 粒子散射实验时，得到以下结论：绝大多数 粒子直接穿过金箔，少数 发生偏转，极少数发生大角度的偏转，偏转的角度甚至大于 90，A、B、D 正确光电效应规律及方程的应用7(多选 )(2018长
7、沙模拟 )金属钙的逸出功为 4.31019 J，普朗克常量h6.610 34 Js，光速 c3.010 8 m/s，以下说法正确的是( ) A用波长为 400 nm 的单色光照射金属钙，其表面有光电子逸出B用波长为 400 nm 的单色光照射金属钙，不能产生光电效应现象C若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大D若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少AD 波长为 400 nm 的单色光的光子能量为 Eh 4.9510 19 J，大于c钙的逸出功，可以产生光电效应现象根据光 电效应规律，光 电子的
8、最大初动能决定于入射光的频率而与其强度无关，但强度决定了单位时间内发射的光电子数的多少，正确选项为 A、D.8(多选 )如图 1219所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量 h6.6310 34 Js，由图可知( )图 1219A该金属的极限频率为 4.301014HzB该金属的极限频率为 5.51014HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为 0.5 eVAC 由光电效应方程 EkmhW 0 知图线与横轴交点为金属的极限频率，即 04.3010 14Hz，A 对， B 错；该图线的斜率 为普朗克常量， C 对；金属的逸出功 Wh 06.6
9、3 1034 4.301014/1.61019 eV1.8 eV，D 错9如图 12110甲所示，合上开关，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表计数仍不为零，当电压表读数大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零把电路改为图乙，当电压表读数为 2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )甲 乙图 12110A1.5 eV 0.6 eV B1.7 eV 1.9 eVC1.9 eV 2.6 eV D3.1 eV 4.5 eVC 光子能量 h2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生
10、光电效应，当电压表读数大于或等于 0.6 V 时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理 eU mv 知，最大初动能 EkmeU0.6 eV，12 2m由光电效应方程 hE kmW 0 知 W01.9 eV，对图乙，当电压表读数为 2 V 时，电 子到达阳极的最大动能 EkmE kmeU0.6 eV2 eV2.6 eV.故 C 正确某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为 2.21 eV，用波长为2.5107 m 的紫外线照射阴极已知真空中光速为 3.0108 m/s，元电荷为 1.61019 C，普朗克常量为 6.631034 Js，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初
11、动能应分别是( )A5.310 14 Hz,2.2 JB5.3 1014 Hz,4.41019 JC3.3 1033 Hz,2.2 JD3.310 33 Hz,4.410 19 JB 由 Wh 0 得极限频率 0 Hz5.310 14HzW0h 2.211.610 196.6310 34由光电效应方程 hW 0 Ekm 得Ekmh W 0h W 0c J(6.6310 343.01082.510 7 2.211.610 19)4.410 19 J10. 研究光电效应的电路如图 12111所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极 K)，钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收，在
12、电路中形成光电流下列光电流 I 与 A、K 之间的电压 UAK 的关系图象中，正确的是( )图 12111A B C DC 由于光的频率相同，所以 对应的反向遏止电压 相同，A、B 错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光 强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，C 正确，D 错误波粒二象性11用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图 12112所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片这些照片说明( ) 图 12112A光只有粒子性没有波动性B光只有波动性没有粒子性C少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D
13、少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性D 光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运 动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故 D 正确 12(多选 )实物粒子和光都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是( )A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关AC 电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A 正确 射 线在云室中高速运 动时，径迹又 细又直，表现出粒子性，选项 B 错误 电子显微镜是利用 电子束衍射工作的
14、，体 现了波动性， 选项 C正确光电效应实验，体现的是光的粒子性， 选项 D 错误氢原子光谱、波尔理论13下列关于原子光谱的说法不正确的是( )A原子光谱是由物质的原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子形成的B不同的谱线分布对应不同的元素C不同的谱线对应不同的发光频率D利用光谱分析不可以准确确定元素的种类D 原子光 谱即线状谱，是由物 质的原子从高能级 向低能级跃迁时辐射光子形成的；每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质或确定物质的组成部分故 D 不正确，选 D.14.如图 12113所示为氢原子的能级图，对于处在 n4 能级的大量氢原子，下列说法正确的是( )图 12113A这群氢原子
15、向低能级跃迁时一共可以辐射出 4 种不同频率的光子B处在 n4 能级的氢原子可以吸收任何一种光子而跃迁到高能级C这群氢原子从 n4 能级跃迁到 n1 能级时向外辐射的光子的波长最长D这群氢原子辐射的光子中如果只有两种能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功 W0 应满足 10.2 eVW012.09 eVD 这 群氢原子向低能级跃迁时能够辐射出 6 种不同频率的光子， A 错误；氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收的能量等于两能级的能量差，B错误；氢原子从 n4 能级跃迁到 n1 能级时向外辐射出的光子的频率最大，波长最短，C 错误；如果这群氢原子辐射出的光子中只有两种能使某金属发生光电效应，则这
16、两种光子分别是由氢原子从 n4 能级跃迁到n1 能级和氢原子从 n3 能级跃迁到 n1 能级时辐射出的，由光电效应发生的条件可知，该金属的逸出功应满足 E2E 1W0E 3E 1，即 10.2 eVW012.09 eV ，D 正确15(2018保定模拟 )可见光光子的能量在 1.61eV 3.10 eV 范围内如图12114所示，氢原子从第 4 能级跃迁到低能级的过程中，根据氢原子能级图可判断( )图 12114A从第 4 能级跃迁到第 3 能级将释放出紫外线B从第 4 能级跃迁到第 3 能级放出的光子，比从第 4 能级直接跃迁到第 2 能级放出的光子频率更高C从第 4 能级跃迁到第 3 能级
17、放出的光子，比从第 4 能级直接跃迁到第 1 能级放出的光子波长更长D氢原子从第 4 能级跃迁到第 3 能级时，原子要吸收一定频率的光子，原子的能量增加C 从 n4 能级跃迁到 n3 能级时辐射的光子能量 E430.85 eV(1.51 eV)0.66 eV，不在可见光光子能量范围之内，属于红外线，故 A 错误；从 n4 能级跃迁到 n2 能级时辐射的光子能量E420.85 eV(3.40 eV)2.55 eV E 43，光子的频率 ，所Eh以 43 42，故 B 错误；从 n4 能级跃迁到 n1 能级时辐射的光子能量E410.85 eV( 13.60 eV)12.75 eVE 43，光子的波
18、长 ，所hcE以 43 41，故 C 正确；从第 4 能级跃迁到第 3 能级时，原子要辐射一定频率的光子，原子的能量减少，故 D 错误氢原子跃迁时，由 n3 的激发态跃迁到基态所释放的光子可以使某金属刚好发生光电效应，则下列说法正确的是( )A氢原子由 n3 的激发态跃迁到基态时，电子的动能减少B氢原子由 n3 的激发态跃迁到基态时，原子的能量增加C增加由 n3 的激发态跃迁到基态的氢原子的数量，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能不变D氢原子由 n2 的激发态跃迁到基态所释放的光子照射该金属足够长时间，该金属也会发生光电效应C 氢 原子由激发态跃迁到基态时，释放光子，原子的能量减少，电子的动能增加，A、 B 错；增加跃迁氢原子的数量，不能改变释放出的光子的频率，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能不变，C 对；从 n2 的激发态跃迁到基态的氢原子，其释放的光子的频率较小，不能使该金属发生光电效应，D 错
