【物理】2020届一轮复习人教版　光电效应　氢原子光谱课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版　光电效应　氢原子光谱课时作业

‎2020届一轮复习人教版 　光电效应　氢原子光谱 课时作业 ‎ (建议用时：40分钟)‎ ‎[基础对点练]‎ 题组一：光电效应　波粒二象性 ‎1．(2019·南宁模拟)下列说法错误的是(　　)‎ A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布，与黑体的温度无关 B．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想 C．用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光越强，单位时间发出的光电子数越多 D．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性 A　[根据黑体辐射规律知，黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，A错误。德布罗意首先提出了物质波的猜想，之后电子衍射实验证实了他的猜想，B正确。用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光越强，则光束中的光电子的数目越多，单位时间发出的光电子数越多，C正确。光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，D正确。]‎ ‎2．(2019·大庆检测)关于光电效应及波粒二象性，下列说法正确的是(　　)‎ A．光电效应揭示了光的粒子性 B．光的波长越大，能量越大 C．紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板带负电 D．光电效应中，光电子的最大初动能与金属的逸出功无关 A　[爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应，光电效应说明光具有粒子性，A正确。光的波长越大，则频率越低，能量越小，B错误。紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板因失去电子而带正电，C错误。光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而金属的逸出功只与极限频率有关，与光电子的最大初动能无关，D错误。]‎ ‎3.(多选)(2019·日照模拟)某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，E、ν0为已知量。由图线信息可知(　　)‎ A．逸出功W0＝E B．图象的斜率表示普朗克常量的倒数 C．图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关 D．若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为3E AC　[根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，Ek＝0时，有hν0－W0＝0，所以逸出功W0＝hν0，由题图可知，ν＝0时，得－E＝0－W0，所以W0＝E，A正确。根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知，任何一种金属的逸出功W0一定，说明Ek随频率ν的变化而变化，且是线性关系，直线的斜率等于普朗克常量，B错误。根据A的分析可知，E等于金属的逸出功，所以题图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关，C正确。根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为2E，D错误。]‎ ‎4．(多选)(2019·郑州模拟)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Uc随入射光频率ν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(　　)‎ 甲　　　　　　　乙 A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc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Ucν图象的斜率可能不同 ABC　[根据光电效应方程有Ekm＝hν－W0，根据能量守恒定律得eUc＝Ekm ‎，联立得eUc＝hν－W0，即Uc＝－，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压Uc也不同，A正确。根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能不同，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，而饱和光电流也可能相同，C正确。由Uc＝－可知，Ucν图象的斜率k＝＝C(常数)，所以两个光电管的Ucν图象的斜率一定相同，D错误。]‎ 题组二：氢原子光谱和玻尔理论 ‎5．(2019·北京检测)太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线。产生这些暗线是由于(　　)‎ A．太阳表面大气层中缺少相应的元素 B．太阳内部缺少相应的元素 C．太阳表面大气层中存在着相应的元素 D．太阳内部存在着相应的元素 C　[太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气层的时候，被其中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱，所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，C正确，A、B、D错误。]‎ ‎6．(多选)(2019·邯郸检测)下列说法中正确的是(　　)‎ A．一群氢原子处于n＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子 B．一个氢原子由n＝3的激发态向低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子 C．实际上，原子中的电子没有确定的轨道，所以玻尔的氢原子模型是没有实际意义的 D．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构 BD　[一群氢原子处于n＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种不同频率的光子，A错误。一个氢原子由n＝3的激发态向低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子，分别为n＝3到n＝2，n＝2到n ‎＝1，B正确。原子中的电子没有确定的轨道，在空间各处出现的概率是不一样的，而玻尔的氢原子模型作出了定态与跃迁的假设，成功解释了氢原子光谱的实验规律，C错误。α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，D正确。]‎ ‎7.(2019·商丘模拟)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的3种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是(　　)‎ A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D C　[从能级图可知，E3－E1>E2－E1>E3－E2，根据Em－En＝h知，λa<λc<λb，C正确。]‎ ‎8．(多选)(2019·北京检测)下列五幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　乙　　‎ 丙　　　　　　　丁　‎ A．‎ 如图甲：原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的 B．如图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．如图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能 D．如图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 AD　[原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，A正确。卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，B错误。用中子轰击铀核使其发生裂变，C错误。普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，D正确。]‎ ‎[考点综合练]‎ ‎9．(2019·株洲检测)如图为氢原子能级图。现有一群处于n＝4激发态的氢原子，用这些氢原子辐射出的光照射逸出功为2.13 eV的某金属，已知电子的电荷量为1.6×10－19 C，则(　　)‎ A．这些氢原子能辐射出3种不同频率的光子 B．这些氢原子辐射出光子后，电子的总能量保持不变 C．这些氢原子辐射出的所有光都能使该金属发生光电效应 D．该金属逸出的所有光电子中，初动能的最大值为1.7×10－18 J D　[根据C＝6知，这些氢原子可以辐射出6种不同频率的光子，A错误。这些氢原子辐射出光子后，电子的动能增大，电势能减小，总能量会减小，B错误。氢原子由n＝4跃迁到n＝3产生的光的能量E43＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV<2.13 eV，所以不能使逸出功为2.13 eV的金属发生光电效应，C错误。氢原子由n＝4向n＝1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量E41＝12.75 eV，根据光电效应方程可知，入射光的能量越高，则电子的动能越大，初动能的最大值Ekm＝(12.75－2.13)eV＝10.62 eV≈1.7×10－18 J，D正确。]‎ ‎10．(2019·厦门检测)如图甲所示为氢原子能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n ‎＝2能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则(　　)‎ 甲　　　　　　乙 A．改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射，一定能使阴极K发生光电效应 B．改用从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射，不能使阴极K发生光电效应 C．改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变 D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大 A　[根据跃迁规律可知从n＝4向n＝2跃迁时辐射光子的能量小于从n＝4向n＝1跃迁时辐射光子的能量，一定能使阴极K发生光电效应，A正确。根据跃迁规律可知，从高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光子能量大于从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光子的能量，一定能使阴极K发生光电效应，B错误。改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射时，入射光能量变大，因此逸出光电子的最大初动能变大，C错误。入射光的强度增大，不会影响逸出光电子的最大初动能，只会使逸出的光电子数目增多，D错误。]‎ ‎11.(2019·合肥模拟)研究光电效应的电路如图所示，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(　　)‎ A　　　　B　　　　　C　　　　D C　[频率相同的光照射金属，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能相等，根据Ekm＝eUc知，遏止电压相等，光越强，饱和光电流越大，C正确。]‎ ‎12．(2019·台州模拟)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率ν的几组数据。‎ Uc/V ‎0.541‎ ‎0.637‎ ‎0.714‎ ‎0.809‎ ‎0.878‎ ν/1014 Hz ‎5.644‎ ‎5.888‎ ‎6.098‎ ‎6.303‎ ‎6.501‎ 由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图所示。‎ 则这种金属的截止频率约为(　　)‎ A．3.5×1014 Hz　　 B．4.3×1014 Hz C．5.5×1014 Hz D．6.0×1014 Hz B　[遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程Uc＝0.397 3－1.702 4，当Uc＝0解得ν＝4.3×1014 Hz，B正确。]‎ ‎13.(2019·常州检测)用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压U的关系图象如图所示，已知普朗克常量为h，电子的带电荷量为e，求：‎ ‎(1)照射在金属表面上的这束光的最小功率P；‎ ‎(2)该金属的极限频率νc。‎ 解析：(1)由于饱和光电流为I0，可知单位时间内产生的光电子的个数n＝ 照射到金属上的光子全部被金属吸收，则照射到金属上的光子的个数N＝ 所以这束光照射在金属表面上的功率P＝N·hν0＝。‎ ‎(2)由动能定理及Uc为遏止电压可知，电子的最大初动能Ekm＝eUc 根据光电效应方程得Ekm＝hν0－hνc 所以该金属的极限频率νc＝。‎ 答案：(1)　(2)